基于正交试验的橡胶集料高强混凝土高温前后性能研究

采用三因素、四水平的正交试验,研究橡胶细集料掺量、粗细程度及煅烧温度对橡胶集料高强混凝土高温前后性能的影响。其中橡胶集料等体积取代砂子的取代率为0%、1.7%、3.4%、5.1%,细度模数分别为3.5、2.75、2.0、1.4,煅烧温度为常温、600℃、800℃、1000℃。研究结果表明:三因素对橡胶集料高强混凝土高温前后抗压强度、拉压比、表观密度剩余百分率的影响主次顺序是:煅烧温度橡胶集料掺量橡胶集料粗细程度,对劈拉强度剩余百分率影响主次顺序是:煅烧温度橡胶集料粗细程度橡胶集料掺量;建立了考虑高温劣化影响的高强混凝土强度等回归方程。高强混凝土中低掺中等粗细程度的橡胶细集料,高温时可提高高强混凝土的残余强度,且有利于改善高强混凝土的高温韧性。     

弹性路面混凝土实验研究

通过试验研究了微硅粉对橡胶颗粒混凝土力学性能的影响。试验过程中,分别利用两种橡胶颗粒部分取代粗、细集料进行橡胶混凝土制备,体积取代率从2.50%~50%分6个等级,微硅粉取代水泥用量从0%~20%。制备了70组试件,测试了橡胶混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和静弹性模量。试验研究表明:随着橡胶颗粒体积掺量的增大,其强度和弹性模量降低;而微硅粉的掺入改善和提高了橡胶颗粒混凝土的力学性能,并降低了其强度损失。同时,试验结果也表明,当橡胶颗粒体积掺量25%,能够制备出强度在16~32MPa的用于工程实践的橡胶颗粒混凝土。     

再生粗集料的循环利用对混凝土性能影响研究

试验以混凝土强度等级、再生粗集料反复循环利用次数以及再生粗集料取代率为变量,探索了低品质再生粗集料经反复再生利用后对混凝土性能的影响,并与普通混凝土进行了对比.试验结果表明,随着粗集料循环再生利用次数的增加,同一配比、同一强度等级新拌再生混凝土的坍落度值有所降低,坍落度经时间损失值也越大;随着再生粗集料循环利用次数的增加,同一种强度等级、同一种再生粗集料取代率再生混凝土的抗压强度逐渐降低;再生混凝土的强度越低,弹性模量越小;与普通混凝土相比,相同强度等级再生混凝土弹性模量普遍低于普通混凝土,且再生粗集料循环利用次数越多,混凝土弹性模量降低也越明显.     

环氧树脂对混凝土抗盐冻能力的影响研究

采用快速盐冻法研究环氧树脂对提升混凝土抗盐冻能力的影响规律,以外观变化、质量损失率、相对动弹性模量变化及抗压、抗折强度损失率为检验指标,分别对普通水泥混凝土、环氧树脂涂层混凝土、环氧树脂水泥混凝土进行盐冻试验.结果表明:环氧树脂水泥混凝土的抗盐冻能力最强;综合考虑混凝土的抗盐冻能力与经济因素,环氧树脂掺量为10％时最佳.     

废弃CRT玻璃对混凝土强度与耐久性的影响

采用废弃阴极射线管(CRT)玻璃作为细骨料制备改性混凝土,设计了3种水灰比和3种CRT玻璃取代率的配合比,测试了混凝土的坍落度、抗压强度、抗折强度、抗冻融性和抗氯离子渗透性能.结果表明:采用废弃CRT玻璃取代天然砂作为细骨料能够显著提高混凝土浆料的坍落度;混凝土的抗压和抗折强度随CRT玻璃取代率增加均逐渐提高,随水灰比增加而下降;在冻融循环过程中,CRT玻璃改性混凝土的相对动弹性模量下降幅度较普通混凝土有所减小,废弃CRT玻璃的掺入提高了混凝土的抗冻融性;随着废弃CRT玻璃取代率的增加,不同水灰比条件下的氯离子渗透深度均有所下降,这主要与CRT玻璃的不透水性和颗粒粒径有关.     

废旧橡胶混凝土力学性能的研究

采用20目废旧橡胶颗粒等体积取代混凝土中细集料,掺量分别为0％、5％、15％、25％,研究其对混凝土力学性能的影响.结果表明:废旧橡胶混凝土的容重、抗压强度、抗折强度以及弯曲弹性模量均随橡胶颗粒掺量的增加而降低;坍落度随掺量的增加先增大后减小,但均较基准组大;折压比随掺量的增加先减小后增大;最大挠度较基准混凝土有所提高,说明废旧橡胶颗粒的掺入提高了混凝土的韧性.     

混凝土抗盐冻性能试验研究

寒冷地区海洋环境和除冰盐环境中的混凝土结构受到盐害和冻害的双重作用,使混凝土的破坏更加严酷.本文采用快速冻融方法,对混凝土在盐溶液中进行了冻融试验,通过试验探讨了水胶比,粉煤灰掺量,含气量等因素的变化对混凝土抗盐冻性能的影响,研究了混凝土外观、质量损失率、相对动弹性模量、超声声速、抗压强度随冻融循环次数的变化规律.试验结果表明,试件均由于质量损失率超过5%而破坏;水胶比是影响混凝土抗盐冻性能的决定性因素,适当的粉煤灰掺量也能使混凝土达到抗盐冻性能要求,存在一个临界含气量能最大限度地提高混凝土抗盐冻性能;即使在引气条件下,大水胶比(0.50)和大掺量(50%)粉煤灰混凝土的抗盐冻性能仍很差.     

橡胶颗粒对自密实混凝土性能的影响

研究了以橡胶颗粒等体积取代细骨料时,不同橡胶颗粒取代量对自密实混凝土的工作性、抗压强度、应力--应变曲线、抗冻性能、抗硫酸盐干湿循环性能以及电通量等性能的影响。结果表明:橡胶颗粒对新拌自密实混凝土工作性和硬化自密实混凝土性能均有较大影响;橡胶颗粒取代量在15%(体积分数,下同)以内时,橡胶颗粒的掺入可较好地改善新拌自密实混凝土工作性;橡胶颗粒可显著提高自密实混凝土的峰值应变以及抗离子渗透性能,橡胶颗粒取代量大于10%时,对自密实混凝土的强度、抗冻性能及抗硫酸盐干湿循环性能有明显不利影响。     

橡胶集料等体积替换细骨料对混凝土抗压强度的影响

将废旧轮胎橡胶集料按照一定的比例替换天然骨料添加至混凝土中,形成橡胶集料混凝土,特别是替代细骨料,不仅有利于废旧轮胎橡胶的处理,而且节约河砂等自然资源,保护环境.对不同粒径橡胶集料等体积替换细骨料时橡胶集料混凝土抗压强度进行了试验研究,其中采用单一尺寸橡胶集料5组(60目、40目、20目、1～3 mm和3 ～6 mm),混合粒径橡胶集料1组(60目+20目+3 ～6 mm按体积1∶1∶1混合),体积替换率分别为0％、20％、40％、60％和80％.结果 表明,橡胶集料体积替换率和橡胶集料粒径对橡胶集料混凝土抗压强度有明显影响.橡胶集料粒径越大,橡胶集料替换细骨料时混凝土强度降低程度越小.基于此,考虑橡胶粒径参数和体积替换率对橡胶集料混凝土强度的影响,拟合得到橡胶集料混凝土抗压强度折减系数计算公式,计算结果与实验结果吻合较好.     

粉煤灰混凝土抗盐冻性能的研究

研究粉煤灰混凝土在水中和硫酸镁溶液中的抗冻性,探讨粉煤灰掺量、含气量及砂率对混凝土抗冻性的影响。试验结果表明：粉煤灰掺量25％对混凝土的抗冻盐性能有利,在相同粉煤灰掺量时,适量引气可大大延缓混凝土相对动弹性模量的下降,在保持水胶比一定时,适当的砂率也会在一定程度上改善混凝土的抗盐冻性能。     

超硫水泥混凝土抗盐冻性能及提升研究

通过测试不同盐冻循环次数后超硫水泥混凝土的表面剥落质量和超声波相对动弹性模量,并对气泡结构参数进行表征,系统探究了引气剂对超硫水泥混凝土抗盐冻性能的影响规律,以及弱碱性激发剂——乳酸钠对超硫水泥混凝土抗盐冻性能的提升效果。研究结果表明,添加引气剂可有效提高超硫水泥混凝土抗盐冻性能,但会降低强度,复合掺加乳酸钠可避免强度降低。加入胶凝材料质量0.3%的引气剂,剥落质量仅为919.7 g/m²,较基准组降低了36.8%,且超声波相对动弹性模量未明显降低。引气剂的加入,改善了超硫水泥混凝土的气孔结构,降低了内部气孔间距系数和弦长大于100 μm的气孔数占比。这可以减缓冻融作用下内部微裂纹的发展速率,延缓冻融破坏过程。此外,乳酸钠通过促进超硫水泥水化使得混凝土抗盐冻性能得到增强,但提升效果主要体现在测试后期,且对混凝土气孔结构参数影响不大(28 d龄期)。     

掺橡胶颗粒轻集料混凝土力学性能的试验研究

为了研究橡胶颗粒等体积替换轻集料混凝土中河砂对轻集料混凝土力学性能的影响,对20组共60个试件在替换率为10％、20％和30％时的力学性能进行了试验,测得不同替代率的轻集料混凝土的表观密度、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量、轴心抗压强度以及棱柱体单轴受压应力-应变曲线,并对试验结果进行了分析.试验结果表明:轻集料混凝土的表观密度、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量和轴心抗压强度随着橡胶颗粒替代率的提高而降低,棱柱体单轴受压应力-应变全曲线的峰值应变随着橡胶颗粒替代率的提高不断增大,峰值应变后曲线随着替代率的提高越发趋于平缓,抗压破坏模式由脆性破坏转变成延性破坏.     

再生细集料的不同取代率对砂浆性能的影响

再生细集料是硬化的水泥砂浆颗粒和水泥颗粒组成。用废旧混凝土破碎产生的再生细集料部分或全部代替天然细集料来配制砂浆,通过采用固定配合比和调整减水剂、用水量两种方法,研究了再生细集料取代率对砂浆性能的影响。     

不同除冰盐冻融环境下对混凝土耐久性的影响

本文针对我国冬季水泥混凝土路面常年遭受冰雪灾害,使用除冰盐对路面造成侵蚀损害现象,分析了盐冻对混凝土的破坏原理,通过试验比较两种不同除冰盐NaCl、CaCl2在冻融环境下对混凝土质量损失和相对动弹性模量等耐久性因素的影响,得出混凝土在除冰盐NaCl、CaCl2在冻融环境下,随冻融次数的增加,试块表面剥浊腐蚀严重,动弹性模量逐渐下降,力学性能变差,抗压强度降低;两种除冰盐在各自不同浓度3％、6％、12％、25％冻融环境下,3％盐冻的试块破坏最为严重,试块表面剥落露骨,相对动弹性模量迅速降低.     

循环荷载对煤矸石混凝土损伤试验研究

为了研究煤矸石混凝土在疲劳荷载作用下的损伤特性,制作了煤矸石质量取代率分别为0、20％、40％、60％、80％、100％的混凝土试件,循环荷载取0.3fc0和0.5fc0,分别在循环加载2500次、5000次、7500次、10000次后测试其抗压强度和相对动弹性模量.结果表明:不同质量取代率的煤矸石混凝土在循环加载次数较少时,可致密内部结构,抗压强度不但无损而且性能还有所提升,煤矸石的质量取代率越高,混凝土抗压强度越小,达到最大值所需的循环次数越少,循环10000次煤矸石质量取代率40％的混凝土抗压强度开始出现损伤,且疲劳荷载越大,损伤越大;不同质量取代率的煤矸石混凝土在循环加载初期相对动弹性模量下降较快,后期逐渐趋于稳定,疲劳荷载越大,煤矸石质量取代率越高,损伤越严重,加速了结构内部微裂隙的扩展以及新孔隙的产生.     

橡胶集料混凝土力学及收缩性能的试验研究

通过6组不同试件的抗压强度和翘曲变形试验,研究了不同橡胶颗粒掺量、不同养护条件对橡胶集料混凝土抗压强度和收缩变形的影响.结果表明:在保证砂率不变的前提下,橡胶集料的掺量,使混凝土强度明显下降;近似等强度的基准和橡胶集料混凝土翘曲和收缩变形值差异较大,因此用弹性模量的大小来评价橡胶集料混凝土自身收缩有待商榷,提出了通过测量构件翘曲变形值的大小,计算构件的收缩应变来评价橡胶集料混凝土收缩性能的方法;无论是非等强度,还是近似等强度及表面涂刷防水剂的近似等强度的基准和橡胶集料混凝土,橡胶集料混凝土的收缩值均大于基准混凝土.     

再生细集料混凝土抗氯离子渗透试验结果及分析

采用ASTM C1202法研究了再生细集料混凝土抗氯离子渗透能力。试验结果表明,粉煤灰等质量取代水泥可显著降低再生细集料混凝土的氯离子扩散系数,随着粉煤灰取代率的增加,再生细集料混凝土氯离子扩散系数逐渐减小。     

硫酸盐环境下再生骨料混凝土的抗冻性能

为了探讨再生骨料混凝土在硫酸盐作用下的抗冻耐久性能,选取再生粗骨料替代率为50％、100％的两组再生混凝土和普通骨料混凝土进行硫酸盐环境中的冻融试验,以质量损失率和相对动弹性模量判别混凝土的抗冻性能.结果表明:质量损失率用于表征再生骨料混凝土的损伤劣化规律具有一定的局限性;相对动弹性模量的变化比较敏感,可以很好的表征再生骨料混凝土的损伤程度;再生骨料混凝土的抗盐冻性能明显低于普通骨料混凝土.以此为基础,建立了Weibull概率函数与冻融损伤度之间的演化方程,演化方程可以很好表述冻融循环次数与相对动弹性模量的变化规律,为后续的分析研究提供了一定借鉴.     

改性橡胶混凝土在复合盐冻融循环-风沙冲蚀作用下损伤研究

使用15％(质量分数)NaOH溶液对橡胶颗粒浸泡改性处理,研究普通混凝土、未改性橡胶混凝土和改性橡胶混凝土力学性能变化,采用模拟风沙环境侵蚀实验系统对复合盐冻融循环后的混凝土试件进行冲蚀试验,探究改性橡胶混凝土在复合盐冻融循环-风沙冲蚀作用下的损伤机理.结果表明:15％(质量分数)NaOH溶液改性橡胶混凝土较未改性橡胶混凝土强度提高,弹性模量进一步降低,韧性有所提高;改性橡胶混凝土在抗风沙冲蚀性能方面仍表现出脆性材料特性;80目(0.18 mm)橡胶混凝土抗复合盐冻融循环性能最优,10目(2.00 mm)橡胶混凝土抗风沙冲蚀性能最佳,NaOH溶液对不同粒径橡胶混凝土不同性能的改性作用也不同;改性橡胶混凝土对抗复合盐冻融循环性能和抗冲蚀性能均有一定的改善作用,通过微观形貌分析其主要原因为改性橡胶颗粒与混凝土基体粘结作用更强,弹性变形更大.     

盐碱与冻融耦合作用下再生混凝土耐久性试验研究

通过再生混凝土在3.5%NaCl、3.5%Na2SO4、3.5%NaCl+3.5%Na2SO4和水四种溶液中的冻融循环试验,分析再生混凝土在同浓度不同种类盐碱溶液中经过不同冻融次数后(N)的质量变化(△m)和动弹性模量变化(△E) ,绘制N-△m和N-△E的曲线.同时,设置单掺10%、20%粉煤灰和2%、4%硅灰为对照组,研究粉煤灰和硅灰组分别在3.5%NaCl和3.5%Na2SO4环境下混凝土的抗冻性能规律.结果表明:氯盐环境中,随冻融次数的增加,混凝土表面剥削、开裂现象明显,质量和动弹性模量损失严重,而硫酸盐环境中,冻融前期混凝土内部生成水化产物使质量增加,表面膨胀开裂,后期质量和动弹性模量急剧下降,与浓度3.5%氯盐盐冻相比,硫酸盐盐冻动弹性模量损失更大.冻融破坏强度由强到弱排序为氯盐冻、硫酸盐冻、复合盐冻、水冻;掺入粉煤灰后,氯盐环境下的混凝土抗冻性反而下降,10%掺量优于20%掺量.掺入硅灰后,硫酸盐环境下再生混凝土抗冻性提高,破坏程度要比水冻小,4%掺量优于2%掺量;最后分析了混凝土腐蚀机理.