骨料级配对再生混凝土强度和工作性能影响的试验研究和计算分析

骨料级配是影响混凝土强度的主要因素之一.在水灰比 0.55 和水泥、细骨料、粗骨料的配合比为 1∶2∶2.75 情况下,对不同粗骨料级配情况下的再生混凝土工作性能和受压强度进行了试验测试,通过试验发现再生混凝土破坏形态和普通混凝土破坏形态相似,当混凝土工作性能有保证时,再生混凝土的强度会增大.但当混凝土工作性能没有保证或变差时,强度会降低.在不同粒径粒数分布满足分形规律和满足骨料级配的情况下,计算了包裹骨料需要的水泥浆与总水泥浆的比值γ,γ值可以反映不同骨料级配变化引起的骨料表面积的变化.γ值越大,骨料的表面积越大.γ较大时混凝土工作性能和受压强度降低.比值γ较小时混凝土工作性能和受压强度提高.中部粒径范围骨料级配的变化对再生混凝土工作性能和受压强度有明显影响.再生骨料替代率分别为50%、60%、100%时,粒径范围 9.5～19mm 和 19-26.5mm 的骨料级配接近.再生混凝土强度可以高于天然骨料的混凝土强度.再生骨料替代大粒径范围骨料的强度小于替代小粒径范围骨料的强度.     

再生粗骨料对再生混凝土性能的影响

为了研究再生粗骨料在再生混凝土中的骨架增强作用和其对再生混凝土性能的影响规律,采用试验分析的方法,通过配制不同强度的再生混凝土,分析了再生粗骨料不同的取代率和最大粒径对混凝土强度、坍落度、抗压强度和抗折强度等性能的影响。结果表明:随着再生粗骨料用量的减少,再生混凝土的抗压强度逐渐提高,抗折强度趋于增加,且抗折强度随着再生粗骨料最大粒径的增大而降低,再生粗骨料的最佳粒径为9.5mm;随着再生粗骨料掺量的增加,再生混凝土的坍落度提高。在保持混凝土配合比中的单位用水量不变的前提下,随着再生混凝土中水泥用量的减少,再生混凝土砂浆的强度也随之减小。     

再生混凝土梁裂纹演化的分形试验研究

对4根不同再生骨料取代率的再生混凝土梁进行四点弯曲试验,运用分形理论对混凝土梁表面裂纹进行分形计算,探讨在全梁区域、纯弯段、弯剪段及单条裂缝分形维数的异同。分析不同再生骨料取代率下分形维数与混凝土梁跨中挠度、最大裂缝宽度等的关系,分析表明:在全梁区域,同级荷载下分形维数随着取代率的变大先下降后上升,当混凝土达到极限荷载后,纯弯段、弯剪段分形维数均随着取代率的变大而变大,并且纯弯段分形维数小于弯剪段,对试验梁AB面典型裂纹分形维数统计发现,伴随取代率的变大,其表面单条裂纹的分形维数也逐渐增大。把分形维数与混凝土跨中挠度、最大裂缝宽度进行二次多项式进行拟合,具有较高的拟合度,有很好的正相关关系。随着取代率的变大,混凝土底部受拉钢筋屈服荷载先增大后减小,且综合分析得出再生混凝土梁粗骨料取代率为30%时性能更优。     

再生混凝土粗骨料的基本性能试验研究

再生混凝土骨料的基本性能直接影响再生混凝土的性能.因此,研究好再生混凝土骨料的性能对提高再生混凝土的性能非常重要,另外也为再生混凝土骨料的质量评定提供参考依据.本文着重研究了四种不同类型的再生混凝土粗骨料的吸水率、表观密度和压碎指标,实验发现再生混凝土粗骨料的这些性能除受到原生混凝土强度影响外,还跟原生混凝土粗骨料级配密切相关.     

利用建筑垃圾生产混凝土的性能研究

通过对再生骨料基本性能的研究,根据再生骨料的特殊物理性能,设计研究了不同级配下的再生骨料混凝土的工作性能和抗压强度.当细骨料采用天然砂,级配合理时,再生混凝土28 d抗压强度可以达到44 MPa,工作性能良好;当粗细骨料都采用再生骨料,再生骨料的粒径分布为0～5 mm约占60%～70%,5～10mm约占30%～40%时,可以满足配制强度为15MPa再生混凝土的要求,粗、细骨料的重量比达到50%以上时再生混凝土的工作性比较好、强度可以达到12.4～14.9 MPa.     

黏土砖再生粗骨料生态混凝土制备及微观性能研究

黏土砖再生粗骨料生态混凝土的制备工艺、结构以及性能与普通混凝土不同,黏土砖粗骨料由于破碎过程中产生裂隙较多,其强度比天然骨料低,强化后的骨料性能可满足制造生态混凝土的需要。本文研究了设计目标孔隙率、水胶比、骨料粒径等均会对黏土砖再生粗骨料混凝土的强度产生影响,结果表明,设计目标孔隙率影响最大,骨料粒径影响最小,在25%以上孔隙率要求下,优化混凝土配合比设计,可配制出强度大于5 MPa且具有较好施工性能的黏土砖再生粗骨料生态混凝土。     

不同级配再生粗骨料性能试验研究

通过对3种不同最大粒径的再生混凝土试块的试验表明,再生粗骨料无论是连续级配还是单粒级,其表观密度、堆积密度都比天然碎石低,含水率、压碎指标值、吸水率偏高,但连续级配和单粒级的各项性能也互有差别.再生混凝土和易性随用水量增大及外掺料的加入而提高,但强度会因其增加而降低.     

再生混凝土的抗压强度的研究分析

再生混凝土的主要性能之一就是再生混凝土抗压性能，充分研究再生混凝土的抗压强度。对提高再生混凝土的性能很重要。本文在参考国内外文献和有关该项课题试验资料的基础上，从水灰比、再生骨料强度、再生粗骨料粒径大小及级配、再生粗骨料取代率这四个方面阐述了它们对再生混凝土抗压强的影响，并对再生混凝土抗压强的特性进行了分析。     

矿渣再生骨料混凝土力学性能研究

对矿渣部分取代水泥和使用再生粗骨料取代天然粗骨料两个方面综合对混凝土力学性能的影响进行了研究。结果表明:再生骨料混凝土中掺入矿渣,可以减弱在再生骨料对混凝土强度的不利影响,能够较为稳定的生产出C40再生混凝土;矿渣的掺量对再生骨料混凝土强度影响显著,矿渣掺量为50%时,混凝土力学性能最好;试验数据同时显示掺较小粒径再生骨料的混凝土比掺粒径较大再生骨料的混凝土的土力学性能好。     

再生混凝土多孔砖用再生骨料基本性能试验研究

再生混凝土多孔砖与再生混凝土相比有混凝土强度要求低、再生骨料利用率高、生产成本低等优点,非常适合再生混凝土技术的推广应用.粒径0-10mm再生骨料基本性能的试验研究是再生混凝土多孔砖性能研究的基础和关键.再生骨料中细骨料比例取85%,90%.95%3个水平,再生骨料中碎砖含量取0.25%.50%,75%,100% 5个水平,用全组合的方式在试验室中配制出3个系列共15种再生骨料.按照GB/T 14684-2001及GB/T 14685-2001对这15种再生骨料的级配、表观密度、吸水率、压碎指标进行实验.试验结果表明,粒径0-10 mm再生骨料随着骨料中碎砖含量的增多,再生骨料的表观密度、吸水率、压碎指标增大;压碎指标与吸水率、压碎指标与表观密度呈正比.这个性质与目前再生粗骨料的规律不同,说明混凝土砖用0-10 mm再生骨料的性质不同于再生粗骨料.     

掺锂渣再生混凝土细观结构与抗压强度关系研究

基于计算机图像处理技术,从掺锂渣再生混凝土的CT图像中提取出孔隙结构,利用IPP和FractalFox软件对不同再生粗骨料取代率和不同锂渣掺量立方体试件的孔隙率、分形维数、形状因子进行了计算与统计,并对孔隙特征与立方体抗压强度进行了关联性研究。结果表明:掺锂渣再生混凝土的孔隙率与立方体抗压强度满足三次方程关系;一定范围内,孔隙形状因子与抗压强度之间的关联性良好。     

再生粗集料混凝土界面微观结构的发展规律

分别制作相同配合比的再生粗集料混凝土和普通混凝土试件.在养护龄期为3,7,14,28d时,将再生粗集料混凝土试件切割,取样,然后对其内部不同界面微观结构进行扫描电镜观测;同时对再生粗集料混凝土和普通混凝土试件进行了抗压强度试验,观察了加载后再生粗集料混凝土试件内部裂纹的分布情况.结果表明:随着龄期的增长,再生粗集料混凝土各个界面过渡区都有不同程度的发展;天然粗集料新砂浆界面过渡区发展相对缓慢;再生粗集料中老砂浆新砂浆界面发展较快,老砂浆与新砂浆结合较好;再生粗集料中天然粗集料老砂浆界面为混凝土浇筑前已存在的界面,并且存在着一定数量的微裂缝.再生粗集料混凝土3d抗压强度略高于普通混凝土,7,14,28d抗压强度则与普通混凝土基本相当.荷载作用下,再生粗集料混凝土内部裂纹主要分布在天然粗集料新砂浆界面以及天然粗集料老砂浆界面处.     

再生骨料特性对再生混凝土强度和碳化性能的影响

为了评价再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生混凝土性能的影响,以再生骨料表面不同的砂浆强度及附着率为变量,配制了不同强度等级的再生骨料混凝土,通过对比性强度试验和碳化试验评价了再生混凝土内部存在的2个界面过渡区与混凝土性能的关系.结果表明:以高强度原生混凝土为再生骨料配制相对较低强度等级的再生骨料混凝土时,其强度与普通混凝土几乎相同,再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生骨料混凝土强度影响不大,但碳化深度有所增大;以相对较低强度原生混凝土为再生骨料配制同强度等级以上的再生骨料混凝土时,其强度与普通混凝土相差较大,再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生混凝土强度影响较大,碳化深度也相应增大.     

考虑粗骨料品质和取代率的再生混凝土抗压强度计算

再生混凝土的粗骨料表面存在硬化砂浆和大量的界面结构，致使其抗压强度较普通混凝土的有所降低，且受压破坏情况更为复杂。为建立一个普遍适用的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式，试验中采用不同再生粗骨料品质、不同取代率的再生混凝土，研究了胶水比、再生粗骨料的品质和取代率对再生混凝土抗压强度的影响，并分析了再生粗骨料吸水率、表观密度和压碎指标等品质特征参数和其影响因子的相关性。在普通混凝土Bolomey抗压强度公式的基础上，建立了考虑骨料品质和取代率的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式，并与常用的抗压强度计算公式的计算结果进行了误差比较。研究结果表明：再生粗骨料混凝土抗压强度与胶水比、取代率之间均呈线性关系，并且再生粗骨料的品质对再生混凝土抗压强度影响显著；误差分析表明，与试验结果相比，普通混凝土Bolomey抗压强度公式的最大误差约为16.51%，考虑有效胶水比的再生粗骨料混凝土抗压强度的最大误差约为36.33%，而考虑再生粗骨料品质差异和取代率的再生混凝土抗压强度的最大误差仅为4.90%，具有较高的精度和较好的适用性。     

纤维再生混凝土力学性能试验及破坏分析

采用正交试验法研究了再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、减水剂掺量以及纤维类别对纤维再生混凝土抗压强度、劈拉强度及抗折强度的影响.利用扫描电镜及螺旋CT扫描技术分析纤维再生混凝土的内部破坏.结果表明：再生粗骨料掺量是影响纤维再生混凝土28d和90d抗压强度的重要因素;纤维类别是影响纤维再生混凝土28d劈拉强度和抗折强度的重要因素.以再生粗骨料掺量为50%(质量分数)、粉煤灰掺量(质量分数)为20%、减水剂掺量(质量分数)为0.5%和铣削波纹型钢纤维掺量(体积分数)为1.0%进行设计强度为C35的纤维再生混凝土的配制,可使其获得良好的和易性,并满足强度要求.再生粗骨料与砂浆界面处产生裂缝,导致了纤维再生混凝土强度较低.     

再生粗骨料多种改性方法对混凝土抗压强度提升效果的试验

为对比粗骨料多种改性方法对混凝土抗压强度的提升效果,分别采用不同质量分数的盐酸溶液和8%质量分数草酸溶液以及25%质量分数防水砂浆浆液和2%质量分数聚乙烯醇浆液对再生粗骨料进行化学浸洗或物理填充,将处理得到的再生粗骨料制成边长为100 mm的立方体混凝土试件进行抗压强度测试。结果表明:粗骨料的不同处理方式对混凝土抗压强度均有不同程度的提高,其中2%质量分数盐酸溶液（处理效果接近最佳）、8%质量分数草酸溶液、25%质量分数防水砂浆浆液和2%质量分数聚乙烯醇浆液处理骨料分别可使混凝土抗压强度提高11.84%,7%,4.37%,11.31%,并达到同级配天然碎石骨料混凝土抗压强度的96.63%,92.44%,90.18%,96.17%。     

再生混凝土的抗压强度初步研究

设计并完成了相关试验,系统研究了再生混凝土的抗压强度特征。主要包括再生粗骨料含量对再生混凝土抗压强度的影响,再生混凝土抗压强度随龄期的发展规律,再生混凝土的龄期系数以及普通混凝土28 d抗压强度方程对再生混凝土的适用性。试验结果表明,随着再生粗骨料增加,混凝土的抗压强度降低;再生混凝土的抗压强度发展规律与普通混凝土基本一致,但是再生混凝土各龄期系数均低于普通混凝土,表明其强度增长较慢;普通混凝土28 d抗压强度方程不适用于再生混凝土。本文的研究结果对再生混凝土在实际中的推广应用具有重要的价值。     

基于正交试验的纳米CaCO3再生混凝土抗压强度研究

通过正交试验研究了纳米CaCO3掺量、水胶比、砂率和再生粗骨料掺量对再生混凝土抗压强度的影响。结果表明,影响再生混凝土7 d抗压强度的主要因素是水胶比,而影响再生混凝土14 d和28 d抗压强度的主要因素是再生粗骨料掺量。此外,适量纳米CaCO3能够改善再生混凝土的抗压强度,其对早期抗压强度的提高更加明显。     

不同取代率再生粗骨料混凝土的力学性能

系统研究了坍落度相同的情况下再生粗骨料取代率对混凝土基本性能的影响.试验中再生粗骨料的掺入量分别为0,30%,50%,70%和100%,通过调节用水量使各组混凝土达到相同的坍落度.主要研究了达到相同坍落度时混凝土的用水量以及再生粗骨料取代率对混凝土坍落度、立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、峰值应变和泊松比、弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响.试验结果表明,再生粗骨料取代率对上述各性能指标均有一定影响,但程度不同.同时发现,除劈裂抗拉强度和抗折强度外,普通混凝土各基本力学性能指标间的关系不适用各种再生骨料取代率的混凝土.     

再生粗骨料取代率对混凝土基本性能的影响

系统研究了相同水灰比情况下再生粗骨料取代率对混凝土基本性能的影响。试验中再生粗骨料取代率分别为0，30％，50％，70％和100％，保持混凝土的水灰比不变。主要研究了再生粗骨料取代率对混凝土立方体坍落度、抗压强度、棱柱体抗压强度、峰值应变和泊松比、弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响。试验结果表明，再生粗骨料取代率对上述各性能指标均有一定影响，但程度不同。同时发现，除抗折强度外，普通混凝土各基本力学性能指标问的关系均不适用各种再生骨料取代率混凝土。