再生细骨料对再生骨料混凝土抗压性能影响研究

为促进建筑垃圾再生骨料的工程应用,以再生细骨料取代天然砂为研究参数,配置4组配合比的再生骨料混凝土,并制作立方体和棱柱体抗压强度试件,通过不同龄期的4组再生骨料混凝土抗压性能试验,研究再生细骨料取代率对富含砖粒再生混凝土抗压性能的影响规律。试验结果表明,在28 d龄期下再生混凝土的抗压性能随再生细骨料取代率的增加而减小,而在3 d和7 d龄期下再生细骨料取代率对再生混凝土的抗压性能的影响较小。提出了考虑再生细骨料取代率影响的富含砖粒再生混凝土棱柱体抗压强度与立方体抗压强度关系计算模型。     

骨料含量对混凝土拉伸徐变等性能影响的试验研究

通过试验研究骨料含量对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和自收缩的影响,结果表明:混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度在1d龄期时,受骨料含量的影响较小;骨料含量在55%~70%的范围内,混凝土3,7,14,28d龄期时的抗压强度和劈裂抗拉在随着骨料含量的增加而逐渐增加,骨料含量在70%增加到75%时,混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度随着骨料含量的增加而逐渐减小;混凝土的拉伸徐变的变形随骨料含量的增加而增大;混凝土的自收缩随着骨料含量的增加而逐渐减小。     

自密实再生骨料混凝土不同龄期的力学性能

为了分析自密实再生骨料混凝土(RA-SCC)不同养护龄期的力学性能,并比较自密实再生骨料混凝土(RA-SCC)与天然骨料混凝土(NA-C)、自密实天然骨料混凝土(NA-SCC)的力学性能差异,开展了以养护龄期、混凝土强度、混凝土类型为参数的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度试验研究.结果表明:RA-SCC与NA-C、NA-SCC的7 d强度发展速率基本一致,但其56和90 d的强度发展速率则显著高于NA-C,略高于NA-SCC; 28 d劈裂抗拉强度比NA-C降低了约38. 3%～56. 1%,比NA-SCC降低了约17. 5%～21. 3%; RA-SCC的脆性特征较NA-C和NA-SCC更为明显.     

再生粗骨料混凝土的抗压强度正交试验分析

为研究影响再生混凝土抗压强度的因素,把实验室废弃C30混凝土试块加工处理后制成粒径为5~31.5 mm的骨料,并对这种骨料按不同掺量配制的混凝土试样进行抗压强度试验。试验表明,水灰比和龄期相同时,混凝土的抗压强度随着再生骨料掺入量的增加先增大后减小。结合正交试验法,考虑到再生骨料的取代率、水灰比、混凝土的龄期等因素对混凝土抗压强度的影响,同时,也考虑到这些因素之间交互作用的因素对其影响。结合方差分析法建立了影响混凝土抗压强度的影响率及评价方法。研究发现,影响混凝土抗压强度的主要因素是龄期,其次为再生粗骨料的掺入量,最后为水灰比;而交互作用因素中,粗骨料取代率与水灰比交互作用影响最大,龄期与粗骨料取代率的交互作用影响最小,此成果对再生混凝土应用具有重要的理论意义。     

“研究生论坛”粉煤灰基地聚物再生混凝土的力学性能和微观结构

试验利用再生粗骨料替代天然粗骨料,设计6组不同再生骨料取代率（0%,50%和100%）的碱激发粉煤灰基地聚物再生混凝土和普通再生混凝土的配比方案,测试了其密度、弹性模量、泊松比和抗压强度,对比分析了地聚物再生混凝土与普通再生混凝土的基本力学性能差异以及不同取代率对其力学性能的影响。并进一步通过扫描电镜对微观结构的观察,解释分析了本试验中不同混凝土力学性能和破坏机制。试验结果表明,在不同的龄期,地聚物再生混凝土比再生混凝土具有更高的强度。随着再生骨料含量的增高,抗压强度、弹性模量和泊松比都逐渐降低。反应原理和生成产物的不同使得地聚物混凝土的基体和界面过渡区更加密实,是其获得较高强度的主要原因。     

基于性能演变理论的混凝土细观损伤特性研究

为研究混凝土性能演变过程中的损伤特性,借助细观力学随机骨料模型,将化学-热-力耦合的性能演变模型引入混凝土损伤特性研究中,直观反映早龄期混凝土的材料性能和损伤参数随其内部水化反应的演变过程.结合连接宏-细观热力学特性的均匀化方法,对硬化过程中混凝土三相介质的材料参数进行率定,并且在细观层次上实现早龄期混凝土单轴拉伸试验的数值模拟.结果表明,水化度的空间分布差异性对早龄期混凝土力学参数的取值存在显著影响;采用的水化度损伤模型能够直观反映早龄期混凝土试件在单轴拉伸试验中裂缝萌生、扩展直至贯通的全过程,可以为早龄期混凝土结构的拉伸损伤断裂过程分析提供有力的数值工具.     

水泥粉煤灰稳定砖、混凝土再生碎石试验

为研究水泥粉煤灰稳定砖、混凝土再生碎石作为公路材料的适用性能,通过砖、混凝土再生碎石压碎值试验,设计了 15组不同配比水泥粉煤灰稳定砖、混凝土再生碎石混合料,测试其击实特性和力学性能,分析砖、混凝土骨料掺比对级配碎石压碎值和击实指标的影响规律,以及水泥剂量和龄期对混合料力学性能的影响规律.结果表明:混合料压碎值满足最低...     

早龄期混凝土软化关系的数值分析

为得到合适的早龄期混凝土软化曲线,更好地研究混凝土早期性能,以早龄期混凝土基本力学性能试验及断裂性能试验为基础,借助有限元软件ABAQUS对早龄期混凝土I型开裂进行了数值模拟. 通过对混凝土3点弯曲梁断裂过程数值模拟结果与试验结果的分析,总结了双线性软化曲线模型与非线性软化曲线模型的优缺点,并在此基础上提出一种新的软化曲线模型--混合型软化曲线模型. 数值计算结果与试验结果表明,混合型软化曲线模型可以准确地描述混凝土的开裂软化行为,分析混凝土的断裂性能.
     

再生混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

改变再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、水胶比等参数,研究不同配合比对再生混凝土抗氯离子渗透能力的影响规律。试验结果表明,降低水胶比对再生混凝土抗氯离子渗透性能有利;再生混凝土氯离子迁移系数随着再生粗骨料替代率的增大而增大,抗氯离子渗透性能下降。掺加粉煤灰可以改善再生混凝土抗氯离子渗透性能,对于早龄期再生混凝土粉煤灰掺量在10%~20%之间为宜。     

机制砂全再生粗骨料混凝土的力学性能

为探究骨料类型、水灰比与石粉含量对机制砂全再生粗骨料混凝土力学性能的影响,制备了不同石粉质量分数（5%、10%和15%）和不同水灰比（0.50、0.37和0.32）的全再生骨料混凝土试件．以72个立方体试件用于抗压强度试验,72个圆柱体试件用于弹性模量试验．结果表明,合理的石粉含量能有效提高再生骨料混凝土的力学性能,但在不同的水灰比下,最佳石粉含量存在差异;当水灰比和石粉含量双因素交互作用时,水灰比为0.32、石粉质量分数为15%的再生混凝土力学性能达到最优．构建了机制砂再生粗骨料混凝土抗压强度、弹性模量与水灰比、石粉含量的关系模型,计算结果的标准差与离散系数均不超过5%,模型精度良好．研究成果可为提高再生骨料混凝土力学性能及其工程应用提供理论依据．     

Effects of Shale and CaO Incorporation on Mechanical Properties and Autogenous Deformation of Early-age Concrete

The pre-soaked shale employed as an internal curing agent and CaO employed as expansion agent were incorporated into concrete to investigate their effects on the mechanical properties and autogenous deformation of early-age concrete.We have conducted the relevant tests for setting time,mechanical properties,internal relative humidity and autogenous deformation of early-age concrete with shale or/and CaO incorporation.The results indicate that the set behavior is delayed by shale addition but is accelerated with CaO.The shale addition firstly enhances and subsequently decreases the strength,but CEA addition has a weakening effect.Additionally,shale or/and CaO incorporation deteriorates the elastic modulus.The shale and CaO incorporation significantly improve the internal relative humidity of concrete.The internal curing efficacy of shale could synergistically mitigate the autogenous shrinkage,that is,could enhance the expansion of CaO and then greatly reduce the contraction,which is significantly beneficial to impede the shrinkage-introduced cracks of early-age concrete.     

早龄期钢管混凝土短柱轴压性能试验与理论分析

为研究早龄期钢管混凝土的轴压性能,对同批次浇筑的钢管混凝土短柱进行不同混凝土龄期下的轴压试验研究,得到不同混凝土龄期下试件荷载-变形曲线和破坏形态.分析了不同龄期下试件的破坏形态、荷载-应变曲线以及极限承载力随龄期的变化规律;在已有混凝土龄期应力-应变关系基础上,将国标GB 50010中成熟期混凝土的本构关系扩展到可以适用早龄期混凝土的情况.结合上述试验建立了早龄期钢管混凝土短柱的轴压有限元模型,并对早龄期圆形和方形钢管混凝土的轴压性能进行分析,结果表明:早龄期钢管混凝土的套箍效应随着龄期的增长而增大,且圆形截面的套箍作用和受力性能明显高于方形截面;在成熟期钢管混凝土短柱轴压承载力计算公式的基础上,通过引入龄期套箍修正系数建立了早龄期钢管混凝土短柱的强度承载力计算公式,并采用均匀设计方法对不同龄期圆形和方形钢管混凝土短柱的轴压承载力进行了模拟,从而验证了公式的适用性,而且具有较高的准确性.该研究将为钢管混凝土结构的安全施工提供参考.     

高性能混凝土板式构件的早期收缩特性及预测模型

以桥面板等高性能混凝土板式构件为研究对象,通过实验测试了板式构件不同截面厚度位置处早期收缩分布情况,探讨混凝土早期收缩变形与温度、湿度发展过程。结果表明,混凝土板式构件的内部厚度方向不同位置处的相对湿度随龄期都呈现逐渐减小趋势,并呈现两阶段特征,同时,混凝土板式构件早期收缩变形厚度方向不同步,导致板式构件表面产生拉应力,当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度时,混凝土表面就会出现浅层裂缝,这与实际工程中发现的板式构件表面开裂情况相吻合。混凝土板式构件早期收缩变形与相同配合比混凝土的早期自由收缩变形进行比较,引入相对约束度并建立了混凝土板式构件早期收缩变形的预测模型,并验证了该模型的准确性,其特点是能预测高性能混凝土板式构件不同截面厚度位置的早期收缩变形,对控制混凝土桥梁板式结构的早期收缩裂缝具有实际意义。     

早龄期混凝土蠕变模型比较

针对早龄期混凝土的蠕变松弛特性,以配比、强度以及不同加载龄期的混凝土蠕变试验数据为依据,对比研究了CEB-FIP模型、Muller模型、B3模型与笔者所建立变系数四参数Burgers模型的蠕变预测差异。研究结果表明:常用经验模型中,CEB-FIP模型具有较好的适应性,Muller模型对于高强混凝土的蠕变预测较好,基于固化理论的B3模型对于早龄期混凝土的蠕变预测值偏大,准确性较差。对比研究验证了变系数四参数Burgers模型中参数的物理意义与经验取值范围及其合理性与适用性。     

Time-dependent Early-age Behaviors of Concrete under Restrained Condition

To investigate the early-age behaviors of concrete under a restrained condition,a set of apparatus was developed.In this way,the tensile creep and other early-age properties can be investigated in depth.By measuring the modulus of elasticity of concrete,synchronous shrinkage of concrete and steel rings and free shrinkage of concrete,the deformations of concrete ring can be quantified respectively.The experimental results show the tensile stress in concrete is time-dependent,and the stress at cracking is much lower than the tensile strength at that age;the tensile creep plays an important role in relaxing the tensile stress and postponing the cracking of concrete.     

Time-dependent Early-age Behaviors of Conerete under Restrained Condition

To investigate the early-age behaviors of concrete under a restrained condition, a set of apparatus was developed. In this way, the tensile creep and other early-age properties can be investigated in depth. By measuring the modulus of elasticity of concrete, synchronous shrinkage of concrete and steel rings and free shrinkage of concrete, the deformations of concrete ring can be quantified respectively. The experimental results show the tensile stress in concrete is time-dependent, and the stress at cracking is much lower than the tensile strength at that age; the tensile creep plays an important role in relaxing the tensile stress and postponing the cracking of concrete.     

早龄期磨细矿渣混凝土专用测强曲线的建立

对42组早龄期磨细矿渣混凝土(7—14 d)立方体试件进行了回弹测试和强度试验。在上述试验的基础之上,选取合适的数学模型,经回归分析建立了早龄期磨细矿渣混凝土回弹法的专用测强曲线,曲线表明矿渣混凝土的表面回弹值与其抗压强度之间有着较好的相关性,而且曲线的精度符合回弹法规程中的要求。经工程实践验证了该曲线的测试精度,建议可作为郑州市早龄期磨细矿渣混凝土回弹法的专用测强曲线。     

受约束早龄期混凝土收缩开裂的理论预测和试验研究

金南国，金贤玉，田野为了揭示受约束混凝土内部的应力发展以及更好地预测混凝土的开裂时间，研究了纤维对高性能混凝土早龄期力学性能与干燥收缩的影响，考虑徐变、约束度等影响因素，在弹性理论基础上，推导了受约束混凝土环应力增量表达式，采用应力破坏准则预测受约束混凝土开裂时间.研究结果表明，在特定的配合比下，掺加聚丙烯腈纤维使混凝土各龄期的干燥收缩应变降低2％～20％，且降低幅度随着龄期的增加而减小；掺加聚丙烯腈纤维可以延迟混凝土的开裂时间，减小裂缝宽度.针对受约束混凝土环，理论预测掺纤维与未掺纤维混凝土的开裂时间分别为28和22 d，理论预测结果与试验结果吻合良好.     

钢渣与废旧轮胎颗粒混凝土的强度与收缩变形性能

为研究钢渣部分或全部替代天然集料对混凝土基本力学性能和体积变形行为的影响,对使用不同种类集料混凝土的抗压强度、抗折强度、干缩变形和早期塑性开裂进行了试验研究。结果表明:钢渣取代天然集料将使抗折强度稍微降低而抗压强度有一定提高,也将显著改善混凝土的早期塑性开裂行为;废旧轮胎胶粉颗粒取代10%细集料能够显著降低全级配钢渣集料混凝土的膨胀、普通混凝土的干燥收缩,也将使混凝土的强度有所降低;弹性废旧轮胎胶粉颗粒的使用,可以改善钢渣混凝土的体积变形。