再生骨料取代率及掺合料对透水混凝土性能影响研究

为了能够将再生骨料更好地应用于透水混凝土生产中,本实验系统研究了再生骨料取代率、骨料级配、减水剂及掺合料等因素对透水混凝土强度和透水性的影响。结果表明:透水系数随孔隙率的增加而增加,经过数据分析,建立透水系数和孔隙率之间经验公式;随着再生骨料取代率的上升,混凝土孔隙率及透水系数先减少后增加,抗压、劈拉强度则先增加后减少,取代率60%左右时,强度达到最大;在100%再生骨料掺量的基础下,20%粉煤灰等比例取代水泥能够有效提高了混凝土抗压强度,但透水性能有所降低,同时减水剂、硅粉及钢纤维的掺入对混凝土抗压强度作用不明显,但钢纤维可以提高混凝土劈拉强度。研究成果对于再生骨料透水混凝土推广应用具有重要意义。     

骨料级配对再生透水混凝土性能的影响

对废弃混凝土路面经破碎、筛分获得的再生骨料的物理性能进行测试与分析,在此基础上设计透水混凝土配合比,选择再生粗骨料粒径为5～10 mm和10～20 mm,以水灰比0.3、骨灰比4.5、替代水平100%、单双级配为主要指标制作试件。通过对试件的抗压强度、劈裂抗拉强度、有效孔隙率、透水系数的测定,综合考虑透水混凝土各项性能指标。结果表明:采用双级配的透水混凝土密度较单级配粒径为10～20 mm的低,试件的劈拉强度与抗压强度正相关,拉压比范围在21%～27%之间,脆性降低,韧性增加。此外,抗压强度随孔隙率的增大而降低。     

骨料及水灰比对透水混凝土性能的影响

为了研究骨料粒径及水灰比对透水混凝土力学特性及透水性影响,分别选取了骨料粒径2.5～6 mm、6～10 mm、10～16 mm以及16～20 mm四种范围单一级配碎石,制作了水灰比在0.25～0.34范围内的透水混凝土试样。通过单轴压缩试验及透水系数测试试验,得到了不同水灰比及不同粒径范围的透水混凝土试样应力应变曲线、抗压强度、峰值应变、吸收功及透水系数等力学及物理性能,分析了骨料粒径、水灰比对材料抗压强度、吸收功及透水系数等影响,并在试验结果基础上,建立了材料抗压强度同透水系数之间关系。结果表明:骨料粒径为2.5～6 mm、6～10 mm、10～16 mm透水混凝土抗压强度、应变峰值、吸收功在水灰比0.25～0.31范围内,随水灰比的增加而增加,当水灰比超过0.31时,随着水灰比增加而减小;材料的透水系数随着水灰比的增加而减小;材料的抗压强度同透水系数之间近似服从线性关系。研究成果可为透水混凝土配合比设计提供借鉴作用。     

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。     

基于灰色关联分析的再生透水混凝土级配优选

再生骨料级配优选涉及因素较多,难以通过实测数据进行多指标之间性能优劣评比。依据9.5~19.0 mm和4.75~9.50 mm粒径再生骨料以0∶1、1∶1、1∶2、2∶1、2∶3、3∶2配比下的实测数据,选取再生骨料透水混凝土抗压强度、劈拉强度、孔隙率、渗透系数、耐磨性能5项参数作为评价指标,以熵值法确定指标客观权重,利用灰色关联分析的方法进行数学优选模型构建,最终通过灰色关联度对结果进行优选。再生骨料透水混凝土在1∶2配比时,抗压强度为7.92 MPa,渗透系数为3.53 mm/s,灰色关联度最大为0.74,故1∶2配比效果最好。因此,灰色关联分析可以对再生骨料透水混凝土级配实测数据进行多指标之间性能优劣评比,也可以针对不同评价特点应用于其他优选问题。     

不同粒径再生粗骨料混凝土单轴受压应力 －应变关系试验研究

研究了粗骨料粒径对再生混凝土力学性能的影响,为再生混凝土工程中合理选取再生粗骨料粒径及取代率提供参考和依据。以再生粗骨料粒径和取代率为变量,用 5 ～ 20 mm、20 ～ 30 mm 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,利用混凝土单轴抗压的试验方法,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。实验结果表明:再生混凝土的弹性模量随取代率的增大而减小; 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; 粒径为 20 ～ 30 mm 的再生粗骨料对二级配再生混凝土力学性能的影响最大。再生粗骨料全级配取代,且取代率为 30% 时二级配再生混凝土的抗压强度最大。     

基于正交试验设计的再生骨料透水混凝土 力学性能研究

利用正交试验方法对再生骨料透水混凝土的力学性能和抗冻耐久性能进行了研究。研究了微硅粉、增强剂等外掺料和水胶比对再生骨料透水混凝土２８ｄ立方体抗压强度、透水系数和连续孔隙率的影响。采用快冻法,分析了冻融作用下再生骨料透水混凝土质量损失、动弹性模量、抗压强度、ＣＴ扫描断面平均孔隙率的变化规律。试验结果表明:设计孔隙率和水胶比对透水系数、连续孔隙率和２８ｄ抗压强度的影响最大,微硅粉与增强剂的影响次之。再生骨料透水混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、平均抗压强度与ＣＴ扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大。再生骨料透水混凝土的孔隙率与抗压强度呈负相关,二者具有良好的相关性。     

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。     

无砂混凝土的制备与性能研究

无砂混凝土是一种重要的绿色生态护坡建筑材料,具有良好的透水性和透气性,但强度普遍偏低。无砂混凝土透水系数与抗压强度为负相关关系,同时满足高强度、高透水性有难度。基于某泵站工程现场用原材料,深入研究目标孔隙率P、水灰比W/C、骨料粒径、水泥种类等因素对无砂混凝土性能的影响,在此基础上提出高强度、高透水系数无砂混凝土的制备方案。结果表明：插捣成型条件下,实测连续孔隙率C_void均大于设计的目标孔隙率P。P一定时,存在最优W/C,使无砂混凝土透水系数最大;28 d抗压强度则随W/C（0.21～0.33范围内）的增大而提高。推荐采用工地现场所用5～16 mm连续级配骨料、P·O 52.5水泥制备无砂混凝土,P宜取15%,W/C宜取0.27或0.30;制备的无砂混凝土综合性能良好,可同时满足透水系数k_T≥1 mm/s、28 d抗压强度f_cc≥25 MPa的要求。     

植被再生混凝土的透水性能研究

透水性是植被混凝土工作性能的重要评价指标之一,良好的透水性是保证雨水顺利透过混凝土层渗入地下水系统的基本条件。通过试验研究对植被再生混凝土的透水性能及影响因素进行分析,并将植被混凝土应用于边坡防护,开展雨水入渗试验。单一级配再生骨料制备的植被混凝土的透水性能均优于连续级配的植被混凝土。植被混凝土的孔隙率越高,透水性能越好。植被混凝土灌注植被基材后透水系数优于一般的土壤。植被混凝土护坡可将50%～70%的雨水排走。研究表明植被再生混凝土透水性能良好,能够满足植被边坡要求,即可以防止过多雨水渗入土体,引起边坡失稳破坏,又保证适量雨水渗入边坡,为植被混凝土生长提供必需的水分。     

再生透水混凝土基本性能与孔隙特征的研究

以水灰比0. 3、再生骨料粒径9. 5～19. 5 mm制备再生透水混凝土,研究了不同设计孔隙率(16%、18%、20%、22%、24%、26%)下再生透水混凝土实测孔隙率、抗压强度、透水系数变化规律;在此基础上,对试块进行切片、拍照、灰度化处理,基于Image法对平面孔隙分布进行提取、计算,从细观层面上分析了平面孔隙率、孔个数、等效孔径、分形维数对再生透水混凝土宏观性能的影响。结果表明,孔个数、等效孔径是影响抗压强度与透水系数的重要因素。此外,通过拟合发现,平面孔隙率、平面分形维数与抗压强度呈线性负相关,平面孔隙率与平面分形维数呈线性正相关,说明随着设计孔隙率的增加,再生透水混凝土内部孔隙结构越来越复杂。     

无砂混凝土在高地下水位渠道边坡衬砌中的应用

为探究无砂混凝土在高地下水位渠道边坡衬砌中的适用性,以南水北调工程某页岩渠坡段衬砌施工为例,对不同配合比下的无砂混凝土进行了有效孔隙率、强度和不同水头下的渗透试验。结果表明:粗粒径含量越多,有效孔隙率越大,连续级配的有效孔隙率低于单粒径级配;连续级配的强度值明显大于单粒级配的强度,骨料越细,强度越高;随着水头的增大,无砂混凝土的渗透系数呈幂函数型增长,连续级配的渗透系数明显小于单粒级配渗透系数;通过配比优化,最终确定了现场的最佳施工配比为:水灰比0.45,灰骨比1∶6,水∶水泥∶石子=135.5∶301∶1806。分析结果可为类似工程的设计施工提供参考。     

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。     

大坝混凝土的粗骨料级配

由于水坝的体积大，用来筑坝的混凝土的粗骨料粒径大，分级多，合理确定最大粒径，分级尺寸和级配十分重要，优良的粗骨料级配可显著地降低水泥用量。粗骨料级配也影响混凝土施工性能和骨料生产成本。本文论述了合理的最大粒径和分级尺寸；介绍了选择最优级配的理论和试验结果，提出了最优级配经验值。理论分析证明，间断级配优于连续级配，本文着重介绍间断级配骨料混凝土的试验结果和实用效果，并提出大坝混凝土使用间断级配的粗骨     

基于CMP模型的人工砂混凝土级配优化研究

混凝土骨料颗粒级配的优劣直接影响混凝土成型质量。以人工砂混凝土骨料级配为研究对象,采用CMP(Concrete Mixture Proportioning)可压缩颗粒堆积模型对人工砂混凝土中的细骨料和粗骨料进行级配优化,并对优化级配和常规级配的砂浆及混凝土性能展开研究,分析级配优化对水泥基材料性能的影响。结果表明,优化级配的砂浆在流动性、抗压强度、抗折强度、孔隙率等性能指标上均有提升,优化级配的混凝土在强度、孔隙率、氯离子电通量等性能指标上均高于常规级配混凝土。     

碱激发矿渣-赤泥新型低碳透水混凝土性能研究

以粒化高炉矿渣与拜耳法赤泥两种工业固废作为胶凝材料,硅酸钠溶液作为碱激发剂,石灰岩碎石作为粗骨料,制备透水混凝土,研究了设计孔隙率、水胶比与骨料粒径对透水混凝土强度与透水性能的影响。结果表明：随设计孔隙率增大,试样的强度逐渐减小,但透水性能逐渐增强。最优水胶比受设计孔隙率和骨料粒径的影响,当透水混凝土设计孔隙率为15%、骨料粒径为4.75～9.50 mm时,最优水胶比为0.36,其强度较高且具有良好的透水性能。碱矿渣-赤泥透水混凝土的力学与透水性能均优于水泥透水混凝土,符合低碳绿色的发展理念。     

再生骨料透水混凝土性能的统计规律分析

对再生骨料透水混凝土抗压强度、劈拉强度、孔隙率及透水系数的实测数据进行统计分析并检验,结果显示4个性能均基本符合正态分布规律。在此基础上,引入多维正态分布理论构成四维总体随机样本,通过求得其协方差矩阵并无偏估计样本总体的协方差,明确再生骨料透水混凝土各性能之间相关性。同时,利用χ~2统计量的Q-Q图检验法对四维总体随机样本进行正态性检验,得出由再生骨料透水混凝土各性能构成的随机向量服从四维正态分布。     

再生微粉对再生骨料透水混凝土的影响

文章采用废弃混凝土作为再生微粉来源,经机械破碎筛分后获得,对其物理性质及主要化学成分进行研究。在此基础上,探究再生微粉对水泥胶砂试件的抗折强度和抗压强度及再生骨料透水混凝土强度、透水性的影响。试验表明:再生微粉是一种疏松多孔且具有一定活性的建筑垃圾粉末;一定掺量内,对水泥胶砂强度有促进作用,最佳掺量为10%。再生微粉取代率10%,再生骨料透水混凝土强度接近基准组,10%,强度急剧下降,不利于强度发展;测得透水系数为3.28～4.92 mm/s,与孔隙率呈正相关。因此,将再生微粉作为掺和料取代水泥,可节约水泥,降低砂浆成本,环境明显改善,带来一定的社会效益,同时,为再生微粉能广泛应用于混凝土工程提供理论支撑。     

考虑骨料级配的混凝土有效弹性模量预测模型

在细观层次上,提出了一种考虑骨料级配预测混凝土弹性模量的多相混合夹杂模型。对连续级配骨料实现粒径区间分级,并求出每级粒径区间的平均骨料粒径。再结合广义自洽模型与Mori-Tanaka法多相夹杂公式,建立含不同粒径骨料夹杂的混凝土骨料级配模型。将该模型与单一粒径模型、Li模型进行比较分析,并用Stock试验相验证。结果表明:骨料级配、骨料间相互作用对混凝土弹性模量有较大影响,且骨料体积分数越大,其影响作用越显著。即使骨料体积分数较大,骨料级配模型也能得到较好预测精度。混凝土弹性模量随骨料级配曲线参数增大而增大,但随界面厚度增大而减小。     

减水剂掺量对再生透水混凝土性能的影响

作为新型建筑材料,再生透水混凝土在保证透水性的同时,必须保证其强度才能够满足应用要求。为探究不同减水剂对RPC性能的影响,设计10组水灰比,分别掺入巴斯夫、聚羧酸、萘系3种减水剂,通过试验来研究其抗压强度、劈拉强度、透水系数、孔隙率发展规律。结果表明:随着减水剂掺量的增加,劈拉强度、抗压强度呈先增大后减小趋势,孔隙率和透水系数呈先减小后增大的趋势;通过熵值法对透水混凝土性能进行评价,可知3种减水剂作用效果以萘系为最优,最佳掺量为0.75%。