不同粒径再生粗骨料二级配混凝土力学性能试验研究

为研究粗骨料粒径对再生混凝土力学性能的影响,以再生粗骨料粒径和取代率为变量,用5~20、20~30mm及5~30 mm粒径范围内的再生粗骨料制作了不同取代率的二级配再生混凝土试件,对试件进行混凝土单轴抗压试验,分析了不同再生粗骨料粒径以及不同取代率再生混凝土的力学性能。试验结果表明:相同取代率下,再生粗骨料粒径为5~30 mm的二级配再生混凝土的抗压强度比粒径为5~20 mm或20~30 mm的二级配再生混凝土的抗压强度高;再生粗骨料取代率为30%时,二级配再生混凝土的抗压强度最大,取代率为40%时劈裂抗拉强度最大;影响二级配再生混凝土抗压强度及劈裂抗拉强度的主要是粒径为20~30 mm的再生粗骨料。再生粗骨料全级配取代,且取代率为30%~40%时,二级配再生混凝土的抗压强度及劈裂抗拉强度最大。     

基于二级配再生骨料的水工混凝土抗压强度研究

以取代率和骨料粒径为变量，采用5～30mm、20～30mm和5～20mm的再生骨料配制二级配水工混凝土，通过测试抗压、劈裂抗拉强度以及两者的关系，研究不同取代率和骨料粒径对水工混凝土强度的影响。试验表明：取代率相同情况下，5～30mm相较于20～30mm或5～20mm粒径的再生骨料二级配水工混凝土抗压强度高；取代率20%或40%时强度最大，其中20～30mm的再生骨料对力学性能影响最大；再生骨料取代率20%～40%且属于全级配取代时，混凝土劈裂抗拉及抗压强度达到最高。     

再生混凝土强度试验研究

为获得再生混凝土的抗压强度、抗拉强度等力学性能指标,配制试件进行试验,研究了再生粗骨料取代率、水灰比等因素对再生混凝土性能的影响.结果表明:再生粗骨料取代率为50%时,再生混凝土的抗压强度较天然混凝土有所提高;不过分增大灰水比,就可提高再生混凝土的抗压强度;原始混凝土破碎成最大粒径为20 mm的骨料较合适;再生混凝土的抗拉强度受取代率和水灰比的影响不大.     

再生混凝土吸水率与强度的相关性研究

为研究再生混凝土吸水率与强度的相关性,选用5~20 mm的再生粗骨料取代天然粗骨料,以再生粗骨料取代率为10%～100%(每10%为一组,共取10组)、3种不同水胶比(0.3,0.4,0.5)的再生混凝土设计试验方案,并选用普通混凝土(取代率0%)作为对照组。在试验组和对照组共同试验的情况下,探讨养护龄期、取代率、水胶比对再生混凝土吸水率与强度的影响规律。结果表明:当取代率保持在≤50%范围内,用再生粗骨料制作的混凝土抗压强度高并且吸水率较低;再生粗骨料取代率在20%附近时,再生混凝土吸水率最低,劈拉强度最高;再生混凝土吸水率和抗压强度这2个检测指标间存在对数关系;再生混凝土和普通混凝土的劈拉强度与吸水率之间也呈幂函数关系。以上结论为检测混凝土强度提供了新的思路和方法,在实际工程中具有重要的指导意义。     

骨料侵蚀程度对再生混凝土力学性能的影响研究

以不同骨料侵蚀程度和再生粗骨料取代率为变量,研究了再生混凝土的力学性能。试验分为3组,再生粗骨料的侵蚀程度分别为未侵蚀、交替侵蚀3次和6次,再生粗骨料取代率分别为0、25%、50%、75%、100%。利用再生混凝土单轴抗压试验方法,分析了再生混凝土的吸水率及力学性能。研究结果表明,骨料侵蚀程度和再生粗骨料取代率对再生混凝土的吸水率、抗压强度、峰值应变、应力-应变等有较大影响。     

全级配大体积混凝土强度的试验研究

大体积混凝土采用三级配骨料(最大粒径为80mm)或四级配骨料(最大粒径为150mm),全级配骨料大体积混凝土经湿筛成二级配混凝土,其粗骨料含量由60％～70％降为20％～30％。由于混凝土组成发生了变化,     

科氏芽孢杆菌对再生粗骨料混凝土抗压强度的影响

将实验室废弃的强度等级为C30混凝土试块经人工破碎后通过筛选得到粒径为20～50 mm的再生粗骨料。为探究科氏芽孢杆菌矿化沉积对再生粗骨料的影响,研制了不同pH条件科氏芽孢杆菌菌液浸泡处理的再生粗骨料。利用科氏芽孢杆菌菌液浸泡处理后的再生粗骨料(取代率选用20%)制备再生骨料混凝土,开展了再生骨料混凝土试件的单轴抗压强度和声发射损伤特征试验,分析了不同pH条件的科氏芽孢杆菌矿化沉积再生粗骨料对浸泡液残余Ca²⁺浓度、混凝土峰值抗压强度和损伤演化的影响。试验结果表明:科氏芽孢杆菌菌液浸泡处理再生粗骨料后,残余Ca²⁺浓度随浸泡液pH值的减小而减少,科氏芽孢杆菌菌液浸泡能有效改善再生粗骨料的密实性,且酸性条件下效果最好;再生粗骨料经酸性环境的科氏芽孢杆菌菌液浸泡处理后制备的再生骨料混凝土的峰值强度有明显的提高;在抗压过程中,损伤演化减缓,损伤劣化程度降低,当浸泡液从pH=8到pH=5时,再生骨料混凝土损伤变量逐渐减小且累积损伤明显降低。研究成果可为微生物改良再生骨料的实际应用提供参考。     

再生骨料制备C20防汛块体的配合比优化研究

通过试验研究了不同再生粗骨料取代率、水胶比、砂率和粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响。结果表明：再生骨料取代率低于50%时对混凝土强度无明显影响,超过50%时混凝土强度会随着取代率的增大而快速降低;混凝土强度随水胶比和砂率的增大均先增大后减小,并且随粉煤灰取代率增大而显著降低。针对当前混凝土防汛块体要求C20强度等级的现实需求,提出了一组以再生骨料制备C20混凝土的配合比,为石料资源匮乏地区利用再生骨料经济、高效地生产防汛块体提供参考。     

再生混凝土弹性模量变化规律试验研究

结合不同工程领域对混凝土结构弹性模量高低的要求有所不同的实际情况,针对C20、C30、C40等中低强度等级再生混凝土,进行了不同再生粗骨料取代率情况下的弹性模量变化规律试验研究.试验结果分析表明:再生混凝土中骨料、水泥浆基体、过渡区等因素对混凝土结构的影响与普通基准混凝土存在差异,导致在同强度等级的再生混凝土中,其弹性模量随着再生粗骨料取代率的增加而呈明显下降的趋势.试验所建立的再生混凝土的弹性模量ER与基准混凝土弹性模量E0、再生粗骨料取代率R之间的相关关系式ER=E0(1+0.127 8R-1.802 3R2+2.458 5R3-1.05R4),可以在实际工程中结合对再生混凝土弹性模量的不同要求,为再生粗骨料的合理取代率做出估计.     

再生细骨料对混凝土力学性能及抗冻性能研究

再生细骨料是废弃混凝土再加工的产物。为了促进再生细骨料的工程应用,采用不同再生细骨料取代率,对混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和评定抗冻性能的动弹性模量及质量损失率进行研究。结果表明,再生细骨料取代率越大,混凝土抗压强度下降趋势越明显;经28 d 养护后,龄期对再生混凝土抗压强度影响不显著;掺加了再生细骨料的混凝土,其劈裂抗拉强度普遍高于对照组,劈裂抗拉强度随着再生细骨料取代率的增加呈现出先增大后减小的趋势,取代率达到20％后,劈裂抗拉强度趋于稳定;通过构建抗压强度及劈裂抗拉强度间关系,提出了再生细骨料作用下混凝土劈裂抗拉强度与抗压强度的经验回归公式;同时,随着冻融次数的增加,再生细骨料取代率越大,混凝土的动弹性模量下降率及质量损失率也随之增大,冻融次数达到75次,部分试块出现冻坏现象,较高再生细骨料取代率的混凝土表现出较差的抗冻性能。     

硫酸盐侵蚀作用下再生混凝土耐久性研究

为了研究不同再生粗骨料(RCA)取代率在干湿循环条件下对再生混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,设计了再生粗骨料取代率为0、20%、50%与100%的4组配合比,分别检测混凝土质量损失率、相对动弹模量和剩余抗压强度。同时采用电子显微镜扫描(SEM)和EDS技术,对硫酸盐侵蚀后再生混凝土微观结构变化及生成产物进行了分析。结果表明:在硫酸盐侵蚀过程中,再生骨料掺量是影响再生混凝土质量损失率、相对动弹模量和剩余抗压强度的重要因素。随着再生粗骨料的增加,再生混凝土经过硫酸盐侵蚀以后质量损失率增大,剩余相对动弹模量减小,抗压强度降低。再生粗骨料的掺入会削弱混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,掺量越大削弱效果越明显。     

基于全级配试件性能的大坝混凝土抗裂性分析

为了解大坝实体混凝土的抗裂特性,系统测试了分别用灰岩和花岗岩人工骨料制备的全级配混凝土(最大骨料粒径为150 mm)的力学性能、变形性能和热学性能,基于上述性能计算分析了全级配混凝土的抗裂指数,并与湿筛二级配混凝土(最大骨料粒径为40 mm)进行了对比分析。试验结果显示,全级配混凝土各项性能与湿筛二级配混凝土性能之间存在一定的比例关系:7～180 d龄期,抗压强度比在0.85～1.16之间,轴向抗拉强度比在0.49～0.70之间、极限拉伸值比在0.60～0.83之间。计算结果显示,不考虑干燥收缩作用,灰岩骨料、花岗岩骨料全级配混凝土的抗裂指数分别在0.79～1.17之间和0.53～0.75之间,高于湿筛二级配混凝土的抗裂指数。研究结果表明,由于全级配混凝土中骨料的体积比大于80%,骨料岩性、物理性能对混凝土极限拉伸值、徐变、热膨胀系数等性能起决定作用,因此对混凝土抗裂性能具有重要影响,灰岩骨料混凝土的抗裂指数高于花岗岩骨料混凝土,抗裂性能更好。     

再生骨料透水混凝土耐撞磨性试验研究

耐撞磨性是影响再生骨料透水混凝土使用寿命及适用性的关键因素,目前国内外尚缺乏系统的研究。通过试验研究了不同水胶比、短切玄武岩纤维、粉煤灰、再生骨料替代率、双粒级骨料(5~10 mm,10~20 mm)掺量等因素对再生骨料透水混凝土耐撞磨性的影响。结果表明:水胶比超过0.27时,再生骨料透水混凝土撞磨时质量损失随水胶比增大而增大;内掺10%粉煤灰能够提高再生骨料透水混凝土耐撞磨性;再生骨料透水混凝土的耐撞磨性随着替代率的增加先增大后减小,替代率为50%时耐撞磨性最好;双粒级有利于提高再生骨料透水混凝土耐撞磨性能。此外,强度、密度及孔隙率是影响再生骨料透水混凝土耐撞磨性的主要因素,总体呈现强度越大、密度越大或是孔隙率越小,耐撞磨性越好的趋势。     

再生粗骨料和矿物掺合料对再生混凝土抗冻性影响的研究

试验研究了不同再生粗骨料取代率对再生混凝土抗冻性的影响,并且以再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土作为基准混凝土,分别研究单掺钢渣粉、硅灰以及复掺钢渣粉、硅灰对再生混凝土抗冻性的影响。试验分别从表观特征、质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度来分析。试验结果表明:随着钢渣掺量的增多再生混凝土的抗冻性降低;硅灰明显的提高再生混凝土的抗冻性,掺量5%为宜;复掺钢渣和硅灰不同的比例对再生混凝土的抗冻性影响不同,得到复掺硅灰5%+钢渣15%再生混凝土的抗冻性优于基准混凝土。     

再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的耐久性能研究

为了研究再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的耐久性能及寿命预测,以再生粗骨料取代率、水胶比、粉煤灰掺量为影响因素,通过试验的方法,将试件放入浓度为5%的Na₂SO₄溶液中浸泡3 d,然后取出置室内环境下晾干3 d,为一个干湿循环。分别在干湿循环0,5,10,20,30,40,50,60次时,测定其立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、质量损失率,以此判定再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的耐久性能,并基于质量损失率考虑再生粗骨料取代率、水胶比、粉煤灰掺量的影响,预测再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的使用寿命。结果表明,无论是抗压强度还是劈拉强度均随着水胶比的增大而降低;相比未掺粉煤灰的再生混凝土,当粉煤灰掺量在20%~30%时,可以改善再生混凝土的抗硫酸盐干湿循环侵蚀性能;当粉煤灰掺量在40%时,达不到很好的抗硫酸盐干湿循环侵蚀效果;当再生粗骨料取代率为70%、水胶比为0.3、粉煤灰掺量为30%时,能达到比较好的抗硫酸盐干湿循环侵蚀效果,并将此条件代入预测模型求得T=128 a,相比重要建筑物设计使用年限为100 a,认为耐久性良好。     

水泥稳定再生粗集料级配设计方法研究

为解决国内地方规范中水泥稳定再生粗集料级配范围较大的问题,以粒子干涉理论与最大密度曲线理论为基础,分析总结再生粗集料、天然细集料的比例及骨架密实型水泥稳定再生粗集料的合理级配范围,同时与地方规范推荐级配的水泥稳定再生粗集料的击实特性和抗压性能进行比较。结果表明:当天然细集料与再生粗集料含量之比为30%~60%时,粗集料间形成紧密嵌挤的骨架结构,内摩阻角大,天然细集料和水泥水化产物充分填充,黏聚力强,形成了骨架密实的水泥稳定再生粗集料,7 d无侧限抗压强度>3.0 MPa;水泥剂量为5%时,设计级配的水泥稳定再生粗集料的击实特性和抗压性能优于地方规范推荐级配。