橡胶集料高强混凝土高温前后性能研究

以橡胶颗粒部分取代细集料砂子配制高强混凝土,研究橡胶颗粒不同取代率(体积分数)对高强混凝土工作性、高温后质量和强度的损失,并用电镜表征高温前后硬化水泥基体的微观结构。研究结果表明:常温下橡胶集料高强混凝土的表观密度随着橡胶颗粒掺量的递增而下降。抗压强度随橡胶颗粒掺量的递增表现为先减后增,当掺量为6%时强度最低。硬化水泥基体微观结构致密,水泥水化产物结晶发达,600℃高温作用后,混凝土表观密度、抗压和劈拉强度明显下降,但适当掺入橡胶颗粒可以明显提高混凝土强度剩余百分率。高温后硬化水泥基体微观结构疏松、孔隙增大,粗集料以及水泥基体均产生裂纹,水泥水化产物结晶消失。     

橡胶集料对混凝土抗压强度的降低效应

研究了振捣密实混凝土和自密实混凝土抗压强度随（废旧轮胎）橡胶集料体积分数的变化规律,分析了橡胶集料对混凝土抗压强度的降低效应,建立了混凝土抗压强度降低率与橡胶集料体积分数之间的经验关系式.结果表明：橡胶集料的掺加导致了混凝土抗压强度降低,橡胶集料体积分数越大,混凝土抗压强度降低越多;橡胶集料体积分数相同时,振捣密实混凝土抗压强度降低率比自密实混凝土抗压强度降低率稍大;一定体积分数橡胶集料对混凝土抗压强度的降低效应与相同体积分数气孔的降低效应相当;建议混凝土中每增加1%体积分数的橡胶集料,混凝土抗压强度降低率按4.5%计算.     

橡胶混凝土配制方法试验研究

研究了橡胶粒,粉采用等体积取代细骨科、等体积取代粗骨料以及按水泥质景外掺3种方法配制的橡胶混凝士的和易性、含气量、抗压强度及劈拉强度.和易性受配制方法、橡胶粒径、橡胶掺量的共同影响.总的来说各种橡胶混凝土和易性均较好;含气量则是随着橡胶取代量的增加而增大,随着橡胶粒径的减小而增大;抗压强度随着取代量增加而减小,随着橡胶粒径的减小而减小:劈拉强度与抗压强度规律类似;等体积取代粗骨料的橡胶混凝土延性最好,而等体积取代细骨料的橡胶混凝土抗压和劈拉强度最高.     

橡胶集料对混凝土抗冲磨性能的增强机理研究

橡胶颗粒作为集料掺入普通水泥混凝土中,使其单轴抗压强度近似直线下降,但抗冲磨强度大幅提升,其冲磨损伤机理与普通混凝土有较大不同。通过以C30强度等级的普通混凝土为对比组,并保持其他材料用量不变,仅将3 mm～5 mm粒径橡胶颗粒以等体积取代方式部分替代细骨料(砂),采用水下钢球法,研究不同掺量的橡胶集料对混凝土抗冲磨强度的影响规律,以及内在作用机理。试验结果表明:与普通混凝土相比,橡胶集料混凝土单轴抗压强度和弹性模量较低,而抗冲磨强度较高;随着橡胶集料掺量的增大,单轴抗压强度和弹性模量持续减小,而抗冲磨强度不断提高。橡胶集料与砂相比,弹性大,有效缓解了混凝土内部由水泥水化引起的温度和体积膨胀等应力集中,减少了初始裂缝;在高速水流带动钢球冲磨下,橡胶集料起到保护水泥石、延长磨耗时长,在相同冲磨时间内,减少了混凝土被磨损的质量,因而大幅改善混凝土的抗冲磨强度。     

橡胶混凝土与普通混凝土的黏结性能

通过对100多块橡胶混凝土和普通混凝土试件的劈裂抗拉试验研究,分析了2种混凝土浇筑间隔时间、黏结面处理方法、橡胶颗粒掺量和种类对2种混凝土间黏结性能的影响;研究了2种混凝土间劈拉强度与轴心抗拉强度的关系.研究结果表明:浇筑间隔时间、黏结面处理方法、橡胶颗粒掺量和种类对劈拉强度均有影响;不管采取何种措施,2种混凝土的黏结面都是抗拉破坏的薄弱环节;劈拉强度和轴心抗拉强度未呈明显的线性关系.     

聚丙烯纤维再生橡胶混凝土基本性能试验研究

以C30普通混凝土为设计配合比基准,研究了聚丙烯纤维、橡胶颗粒对再生混凝土拌合物流动性及基本力学性能的影响规律。试验结果表明:聚丙烯纤维、再生骨料、橡胶颗粒都会降低混凝土的流动性,当三种材料同时使用时流动性降低更加明显;再生混凝土中掺入橡胶颗粒后,混凝土的抗压强度、轴心抗压强度、劈拉强度、抗折强度分别不同程度的降低,但橡胶颗粒能够提高混凝土韧性,减小脆性破坏;聚丙烯纤维对再生橡胶混凝土力学性能增强作用明显,且掺量越大效果越显著。     

不同取代率的橡胶混凝土力学性能试验研究

应用液压伺服机和材料剪切设备,对5种橡胶取代率的橡胶混凝土进行单轴受压、单轴劈拉和纯剪试验,得到不同加载工况下橡胶混凝土的破坏形态和力-变形曲线,并由力-变形曲线提取特征值,对比分析不同橡胶取代率的橡胶混凝土基本力学性能.结果表明:在5种橡胶取代率下,橡胶混凝土的基本受力性能和破坏机理均类似,同时其力-变形曲线发展趋势也基本一致,与橡胶取代率大小无关;随着橡胶取代率的提高,橡胶混凝土单轴受压破坏整体性相对较好,单轴劈拉和纯剪破坏断面逐步变得不平整,橡胶颗粒脱落量也随之变多;受橡胶取代率提高的影响,橡胶混凝土单轴抗压强度、劈拉强度和剪切强度逐步降低,破坏位移逐步提高,塑性变形能力逐步增大,其中抗压强度降低幅值最大为60.67%,剪切强度最大降低49.85%,劈拉强度最大降低58.38%.研究结果对橡胶混凝土的工程应用具有一定意义.     

橡胶再生混凝土基本力学性能试验研究

以C35混凝土为基准,取再生骨料掺量为30%、70%,用1~2 mm橡胶颗粒等体积取代砂配制橡胶再生混凝土,通过试验研究了不同橡胶颗粒掺量对橡胶再生混凝土拌合物坍落度、含气量及基本力学性能的影响。结果表明:随着橡胶颗粒掺量的增大,混凝土拌合物的坍落度逐渐减小,含气量逐渐增大。橡胶再生混凝土的抗压破坏形态呈一定的延性破坏,掺30%橡胶颗粒再生混凝土的拉压比和折压比分别是普通混凝土的1.17、1.24倍。随着橡胶颗粒掺量的增加,抗压强度和轴压强度降低幅度最大,受压弹模降低幅度相对较小。利用扫描电镜技术分析橡胶再生混凝土的内部破坏。     

废旧橡胶集料混凝土抗冻融性能的试验研究

采用快冻法冻融循环试验,对废旧橡胶集料混凝土的抗冻融性能进行了试验研究.废旧橡胶按等体积取代砂,取代比例分为5％、10％、15％、20％4种;橡胶粒径分为2～4 mm; 60～80目、30～40目3种.试验结果表明:废旧橡胶混凝土的抗冻融性能满足规范设计要求,抗冻等级高于基准混凝土,且随着橡胶颗粒粒径的减小抗冻融性能提高,橡胶集料的最佳取代比例为10％左右.     

硅灰和粉煤灰取代率对橡胶混凝土强度影响试验研究

文中以橡胶混凝土为研究对象,分别考虑10%、20%、30%三种橡胶颗粒体积代替等体积细骨料,同时考虑不同水泥取代率的硅灰和粉煤灰的影响,研究其立方体抗压强度、抗折强度、折压比的变化规律,并揭示破坏机理。研究表明,与普通混凝土相比,橡胶混凝土破坏时表现为明显的延性破坏,随橡胶取代率增加,橡胶混凝土的抗压和抗折强度均有不同程度的下降,其中抗压强度的下降程度更大,而折压比随橡胶掺量逐渐增大,韧性有明显的改善;利用硅灰可以使橡胶混凝土的强度得到一定程度的提高,当硅灰的取代率为10%时,抗折强度和抗压强度分别提高了16%、13%,此后若继续增大硅灰取代率,强度则无明显变化,而粉煤灰对橡胶混凝土的增强效果并不明显。     

Effects of compaction method and rubber content on the properties of concrete paving blocks

A wide variety of recycled waste has been successfully used in the production of concrete paving blocks. It is known that the mechanical properties of these concrete products tend to be inconsistent, which is understandable in view of the range of mix designs as well as the variety of materials and compaction methods that were adopted in the production. In this study, recycled waste tyre (crumb rubber) was used to replace sand by volume at the level of 0%, 10%, 20% and 30% in order to investigate how the soft rubber particles behave under plant-machine compaction method during the production of rubberized concrete paving blocks (RCPB). In the hardened stage, the physical properties as well as mechanical properties of RCPB including density, compressive strength, bending strength and skid resistance were studied. The results showed that as a small proportion (∼10%) of soft rubber particles was included in the mixture, the particles easily distorted and filled the voids between the solid particles. This filling mechanism reduced the porosity of concrete mixtures and effectively developed an adequate adhesion between the particles, resulting in higher gain in strengths. On the contrary, as the rubber ratio increased more than 10%, which the deformability is more predominant than the filling mechanism, this results in higher total stress concentrations and rebound stress of rubber particles, thus, increasing the porosity and micro-cracks, resulting in loss in strengths. Nevertheless, the presence of rubber in concrete did not demonstrate brittle failure, but rather a ductile which had an ability to withstand post-failure loads. In comparison, the mechanical properties of plant-made RCPB performed better than that of corresponding manually-made RCPB. Therefore, plant-compaction method is recommended for future RCPB production and crumb rubber content used to replace sand by volume should be kept at or less than 10%.     

聚丙烯纤维增强橡胶混凝土工作性能及力学性能试验研究

为了研究聚丙烯纤维对橡胶混凝土工作性能及力学性能的影响,选取橡胶置换率5%和25%的混凝土作为基础试验,按纤维掺量为0、0.3、0.6、0.9、1.2 kg/m~3掺入聚丙烯纤维,研究掺入纤维后混凝土的工作性能及基本力学性能并给出各工作及力学性能与纤维掺量的经验计算式,试验结果表明:橡胶混凝土的坍落度随纤维的增加而显著降低;抗压强度随纤维的增加先升高后降低;劈裂抗拉强度、抗折强度、拉压比和折压比均随纤维的增加而升高。综合考虑橡胶混凝土的工作性能及力学性能,建议聚丙烯纤维的掺量小于1.2 kg/m~3。就研究结果,聚苯乙烯纤维的最佳掺量为0.9 kg/m~3。     

加载速率对湿态混凝土强度的影响

首先研究了混凝土在自由吸水条件下的饱和度演化规律,然后对5种湿度状态下的混凝土进行了5种抗压加载速率下的单轴压缩试验和5种劈裂抗拉加载速率下的劈裂抗拉试验,最后建立了不同饱和度混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度随加载速率变化的预测公式,并分解了自由水与加载速率的独立效应.结果表明:相同加载速率下混凝土试件的抗压强度与劈裂抗拉强度均随饱和度的增加而降低;相同饱和度下混凝土试件的抗压强度与劈裂抗拉强度均随加载速率的提高呈近似指数关系增长;相同饱和度下混凝土劈裂抗拉强度随加载速率的变化幅度较抗压强度更为显著.     

轻骨料预湿程度对混合骨料混凝土力学性能的影响

研究了用不同预湿程度的页岩陶粒与碎石以体积比1：1混合配制的混合骨料混凝土拌合物性能和力学性能.结果表明,随着陶粒预湿时间的延长,混合骨料混凝土拌合物坍落度经时损失逐渐减小,7d抗压强度逐渐降低,劈拉强度与抗折强度在轻骨料预湿时间小于1h时略有增加.28d抗压强度、劈拉强度、抗折强度和弹性模量都逐渐增加.用预湿1h的陶粒配制的混合骨料混凝土7d与28d的拉压比和折压比与轻骨料混凝土相比几乎没有降低,其弹性模量比同条件的轻骨料混凝土高32.9%,比强度高10.5%.     

橡胶自密实混凝土和易性及力学性能研究

利用3种不同粒径的橡胶颗粒替换混凝土中的骨料,分析了橡胶自密实混凝土(SCRC)的新拌及硬化性能。对新拌混凝土进行坍落度、T500和J环试验,对硬化混凝土的7 d、28 d抗压强度、抗拉强度、密度和28 d应力-应变进行研究。得出橡胶自密实混凝土中的最佳橡胶颗粒取代率和最佳粒径,以优化SCRC的新拌和硬化后性能。结果表明,随着橡胶取代率的增加,混凝土的坍落度和J环流动度减小,T500延长;橡胶颗粒为5 mm的混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度最高;由应力-应变曲线可以看出,橡胶粒径的增加会导致更大的峰值应变。     

橡胶粉水泥混凝土性能试验的研究

通过掺人不同含量橡胶粉的水泥混凝土物理性能试验、各项力学性能试验和耐久性试验,发现不同掺量橡胶粉对水泥混凝土的工作性、表观密度、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、轴心抗压强度、极限应变和抗冻性等性能的变化情况,从而发现最佳橡胶粉的掺量范围,为进一步研究橡胶粉水泥混凝土特殊性能提供参考.     

Performance of an alkali-activated slag concrete reinforced with steel fibers

This study investigated mechanical and permeability properties at early ages of an alkali-activated slag concrete (AASC) reinforced with steel fibers. The compressive, splitting tensile and flexural strengths, flexural notch sensitivity, pull-out and water absorption properties were evaluated. Test results reveal a reduction of AASC compressive strengths with fiber incorporations. However, splitting tensile and flexural strengths were largely improved with increasing fiber volume, varying from 3.75 to 4.64 MPa and from 6.40 to 8.86 MPa at 28 days of curing, respectively. The properties related to durability performance as water absorption, capillarity and water resistance penetration were enhanced with the steel fibers addition. The results show the enormous potential of AASC as building material with and without steel fiber reinforcement.     

Influence of steel fibres on strength and ductility of normal and lightweight high strength concrete

This paper presents the results of a series of experiments conducted to investigate the effectiveness of fibre inclusion in the improvement of mechanical performance of concrete with regard to concrete type and specimen size. Lightweight aggregate concrete and limestone aggregate concrete with and without steel fibres were used in the study. The compressive strength of the concrete mixes varied between 90 and 115 MPa and the fibre content was 1% by volume. Splitting tests on prisms and three-point bending test on notched beams were carried out on specimens of varying sizes to examine the size effect on splitting strength, flexural strength and toughness.

The experimental findings indicate that the low volume of fibre has little effect on compressive strength but improve remarkably splitting tensile strength, flexural strength and toughness. The increase in splitting tensile strength, flexural strength and toughness index for lightweight concrete seems much higher than that of normal aggregate concrete.

The size effect on prism splitting tensile strength is not significant beyond a critical (transition) size. There are apparent size effects on flexural strength and toughness index. As the specimen size increases, splitting and flexural strengths appear to decrease, and fracture behaviour tends to be more brittle.     

冻融损伤混凝土力学性能衰减规律

为研究冻融作用对混凝土力学性能的影响,采用快冻法将混凝土盐冻或水冻至不同损伤程度后,测其动弹性模量、抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度.以动弹性模量为损伤变量,分析了冻融损伤与抗折、抗压强度之间的关系,采用回归分析的方法建立了抗折强度衰减方程.结果表明,混凝土抗压、抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量均随冻融循环作用次数的增加而逐步降低;抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量的衰减速率随冻融循环作用次数的增加而不断增大,但抗压强度的衰减速率则是先增大后减小;在冻融循环次数相同的情况下,含气量越高、水灰比越低,混凝土的强度损失越小,其力学性能损失的大小顺序依次为:抗折强度和劈裂抗拉强度、动弹性模量、抗压强度;冻融损伤与抗折强度的相关性较好,但与抗压强度的相关性较差,当冻融损伤小于40%时,混凝土的抗压强度一般不低于其初始强度的70%.     

混合骨料混凝土的力学性能研究

本文研究了由不同比例的碎石和页岩陶粒所配制的混合骨料混凝土的力学性能，研究结果表明：随着骨料中碎石比例的增加，各组混凝土的抗压强度、劈拉强度、弹性模量及干体积密度逐渐增大，即使碎石与陶粒比例为4：1的混凝土性能也基本符合中密度混凝土的要求。采用混合骨料配制的混凝土，兼具普通混凝土和轻集料混凝土的优点，具有广阔的应用前景。