再生混凝土基本力学性能研究(Ⅰ)——单轴受压性能

对再生混凝土的单轴受压性能进行了系统的试验研究及分析,主要包括再生混凝土棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的关系、圆柱体抗压强度与立方体抗压强度的关系、应力-应变全曲线、峰值应变、极限应变、弹性模量以及泊松比等.结果表明,再生混凝土的极限应变和泊松比与普通混凝土相比差别不大,但其他性能与普通混凝土相比存在较大差异,主要表现为峰值应变增加、弹性模量降低和脆性增加.进一步探讨了普通混凝土各基本力学性能指标间的关系对再生混凝土的适用性,提出了再生混凝土各性能指标的关系式.     

再生粗骨料混凝土力学性能试验研究

以某10年龄期的既有建筑物废弃混凝土作为再生粗骨料原料,配制了坍落度达140 mm的C40泵送混凝土。以再生粗骨料取代率、粉煤灰取代率为主要研究参量,对配制的混凝土试块的立方体抗压、棱柱体抗压、劈裂抗拉和弹性模量等力学性能指标进行了系统的试验研究。结果表明,再生混凝土的抗压、劈裂抗拉破坏形态与普通混凝土基本一致。在满足坍落度一定的前提下,立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量随着再生骨料取代率的增加而降低,而随着粉煤灰取代率的增加而有所提升;劈裂抗拉强度离散性较大,无明显规律;各力学指标间关系受再生粗骨料和粉煤灰取代率的影响也不明显。研究结果可为再生粗骨料的应用提供参考。     

再生混凝土抗冻耐久性试验研究

为了探讨再生骨料混凝土(RAC)的抗冻融耐久性能,选用三套配合比设计方案,即普通法、预湿水法和增浆法,通过冻融前后质量、动弹性模量和强度的对比研究,并与天然骨料混凝土(NAC)作对比。结果发现,加入引气剂后再生混凝土能达到甚至超过天然混凝土的抗冻性能,其中增浆法配制的再生混凝土的抗冻融性能最好;降低水灰比会提高抗冻性能;对于再生混凝土抗冻性能用质量损失和相对动弹性模量下降已经不能很好地衡量其抗冻性,引入强度损失这一指标更为合适。     

再生骨料混凝土抗拉强度和抗剪强度试验研究

考虑混凝土两个强度等级(C20、C30)和再生骨料取代率,进行再生混凝土劈裂抗拉试验、非标准试件的抗折试验和等高变宽梁的抗剪试验,研究再生混凝土抗拉、抗剪性能和变形,获得了以下成果:1)再生混凝土的劈裂强度稍低于普通混凝土。2)再生混凝土抗折强度离散范围较大,与立方体抗压强度间没有显著的回归关系。3)再生混凝土的抗剪能力随取代率增加没有明显的变化,极限切应力与混凝土的强度回归相关性较差。4)抗剪试验梁的主拉应变曲线在大约70%最大值以下时呈直线,超过此值以后逐渐弯曲。试验实测的名义切应力、剪切弹性模量较低。     

Influence of parent concrete on the properties of recycled aggregate concrete

This paper discusses first the properties of recycled aggregates derived from parent concrete (PC) of three strengths, each of them made with three maximum sizes of aggregates. The relative physical and mechanical properties of fresh granite aggregate are discussed. Using these nine recycled aggregates, three strengths of recycled aggregate concrete (RAC) were made and studied. Typical relationship between water–cement ratio, compressive strength, aggregate-cement ratio and cement content have been formulated for RAC and compared with those of PC. RAC requires relatively lower water–cement ratio as compared to PC to achieve a particular compressive strength. The difference in strength between PC and RAC increases with strength of concrete. The relative evaluation of tensile and flexural strengths and modulus of elasticity has also been made.     

回弹法检测再生混凝土抗压强度研究

针对再生粗骨料取代率分别为0％，30％，50％，70％和100％的150块再生混凝土试块，采用普通混凝土回弹仪进行了抗压强度检测试验研究。研究结果表明，回弹法可以用于再生混凝土抗压强度检测。通过采用多种回归模型进行比较分析，得到了再生混凝土统一测强曲线公式。定量分析表明，其测试精度满足混凝土质量控制要求。为反映再生粗骨料取代率的影响，文中还给出了按再生粗骨料取代率分类的测强曲线及回归方程。最后，对比了再生混凝土与普通混凝土全国统一曲线。结果表明，再生混凝土的表面硬度小于普通混凝土，但其随抗压强度增加的速度快于普通混凝土。     

海水海砂再生混凝土的基本力学性能

利用海水、原状海砂及再生粗骨料,制备了设计预期强度为C20~C50的海水海砂再生混凝土。通过240个标准立方体(150 mm×150 mm×150 mm)和96个棱柱体(150 mm×150 mm×300 mm)试件,完成了工作性能、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量试验,研究了海水海砂再生混凝土的基本力学性能;最后基于试验数据,得到了海水海砂再生混凝土立方体抗压强度与轴心抗压强度关系公式以及弹性模量与轴心抗压强度关系公式。结果表明:海水海砂再生混凝土工作性能良好,C40和C50强度等级的坍落度比一般再生混凝土分别提高5%和33%;立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度随着龄期变长而增加,且长期强度趋于稳定;与普通混凝土相比,海水海砂再生混凝土7 d立方体抗压强度提高13%~52%,28 d抗压强度降低约5%,90 d抗压强度降低约15%,180 d抗压强度降低18%~29%;海水海砂再生混凝土28 d弹性模量比普通混凝土略有降低,降低幅度在14%以内;再生粗骨料对混凝土力学性能、工作性能的影响大于海水海砂。     

再生混凝土三向受压试验及强度准则

为了研究再生混凝土的三向受压力学性能,以强度等级、围压值和再生骨料取代率为变化参数,设计24个试件进行常规三向受压试验.试验观察了试件的破坏形态,获取了其峰值应力、峰值应变、应力-应变全过程曲线等重要数据,并提出了三向受压状态下再生混凝土的强度、弹性模量和峰值应变计算式.结果表明:三向受压状态下,再生混凝土表现为剪切型破坏;随着围压值的增大,再生混凝土的弹性模量、峰值应力及峰值应变均显著增大,并且峰点后的应力-应变曲线下降段较平缓,再生混凝土的延性提高.最后利用莫尔-库仑理论探讨了再生混凝土的破坏准则.     

再生混凝土的单轴受压性能

结合国内外大量试验结果,文章对再生混凝土的单轴受压性能进行了详细的综述与分析.主要内容包括再生混凝土的抗压强度及其变异特征、棱柱体强度与立方体抗压强度的关系、再生混凝土的应力-应变曲线、峰值应变、极限应变、弹性模量和泊松比.研究结果表明,除极限应变和泊松比外,再生混凝土的其他性能与普通混凝土均存在一定的差异.     

再生骨料混凝土渗透性试验研究

对粗骨料取代率为100％的再生混凝土氯离子渗透性进行了试验研究,分析了不同强度等级下再生混凝土的氯离子渗透性,并与相同强度等级的普通混凝土进行了对比研究。结果表明：随着强度的提高,再生混凝土的抗氯离子渗透性相应提高;在相同强度等级下,再生混凝土与普通混凝土的氯离子渗透性相差不大。     

再生骨料混凝土在某框架结构中的应用及长期应变监测

以再生骨料混凝土在框架结构中的应用为工程背景,将分布于框架结构对称位置的再生及普通混凝土构件进行长期监测,分析再生骨料混凝土应用于不同类型构件的可行性。在实验室测试原位浇筑的再生与普通骨料混凝土抗压强度,在现场对再生及普通骨料混凝土梁、板、柱构件进行混凝土应变的长期对比监测。分析结果表明：采用优化配合比设计的再生骨料混凝土,其强度略低于普通骨料混凝土;当再生骨料混凝土应用于各类实体构件时,其早龄期抵抗由于干缩效应引起的拉应变的能力优于普通骨料混凝土,但再生骨料混凝土抵抗由于荷载及温度变化引起变形的能力劣于普通骨料混凝土;再生骨料混凝土各类构件应变发展与普通构件相当,再生骨料混凝土可应用于框架结构的梁、板、柱等构件中。     

再生细骨料混凝土材料性能与结构行为研究评述

国内外采用再生粗骨料制备再生骨料混凝土技术已较为成熟,已有成功的示范工程应用,在一定程度上缓解了工程对天然粗骨料的需求。然而,占再生骨料总质量约4%～60%的再生细骨料难以高效利用,造成资源浪费,加剧天然砂短缺趋势。文章基于大量的文献研究,旨在深入剖析再生细骨料混凝土材料与结构性能,揭示包括工作性能、力学性能和结构行为在内的再生细骨料混凝土性能特征,找出内在劣化规律,提炼再生细骨料混凝土应用和研究的目标和方向,为安全推广再生细骨料混凝土应用提供理论基础和研究依据。研究表明,再生细骨料的微观孔隙是造成再生细骨料混凝土性能复杂性的主要原因;再生细骨料对混凝土的工作性能和力学性能有不利影响,但通过调整水灰比和减水剂用量等方式,可以达到良好的工作性能和力学性能;相比相同抗压强度等级的天然骨料混凝土,再生细骨料混凝土的抗拉强度和弹性模量较低;再生细骨料混凝土构件的正截面承载能力与天然骨料混凝土构件相近,但其抗剪性能和与钢筋的锚固性能有待进一步研究。     

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。     

再生骨料混凝土弯曲疲劳性能研究

为研究再生骨料混凝土的疲劳性能以及硅灰对其疲劳性能的影响,开展了天然骨料混凝土(NAC)、再生骨料混凝土(RAC)和硅灰再生骨料混凝土(RAC-SF)在3种应力水平下的弯曲疲劳试验,进行了弯曲疲劳寿命的Weibull分布检验,建立了弯曲疲劳寿命概率方程,并利用纳米压痕技术分析了 3种混凝土界面过渡区的差异及其对疲劳性能...     

小粒径再生粗骨料对预制混凝土力学性能影响的研究

研究5~10 mm小粒径再生粗骨料对预制混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响。结果表明,抗压强度随龄期延长而提高,且主要发生在前7 d,7 d抗压强度达到其28 d抗压强度的77%;劈裂抗拉强度随龄期的延长而提高,3 d劈裂抗拉强度达到其28 d强度的64%;弹性模量也随龄期的延长而提高,龄期为1、3、7和14 d时,弹性模量分别为其28 d弹性模量的32%、46%、62%和91%。通过与欧洲规范对比,基于试验结果,建议了劈裂抗拉强度和弹性模量的计算模型。研究结果更好的实现再生混凝土在小截面预制混凝土构件上的工程应用。     

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.     

DSP强化与预处理的再生骨料混凝土强度及破坏机理分析

研究DSP浆液预处理再生骨料混凝土的强度和直接在组分中加入DSP浆液强化再生混凝土的强度,并与基准再生混凝土进行对比。试验结果表明,无论是立方体抗压强度,还是棱柱体抗压强度,DSP浆液强化再生混凝土的强度均为最高,比基准再生混凝土棱柱体强度提高25.6%(或26.7%);而对于DSP浆液预处理再生骨料混凝土,7 d立方体抗压强度高于基准再生混凝土,28 d立方体抗压强度则低于基准再生混凝土,28 d棱柱体抗压强度则各有高低。并对再生混凝土的破坏机理进行了分析。     

再生混凝土的长期力学性能试验研究

为了保证再生混凝土结构的工程质量和安全性,需要对再生混凝土的长期力学性能作出准确评价。基于这一工程需要,系统对不同强度等级的再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度以及弹性模量随时间的发展规律进行研究。结合试验结果对再生混凝土上述各长期力学性能的变化规律给予分析,并对普通混凝土长期力学性能计算方法对再生混凝土的适用性进行考察。试验结果表明:再生混凝土的长期抗压强度与普通混凝土存在一定的差异,主要表现为强度和弹性模量随龄期增长较多,发展相对较快。普通混凝土长期力学性能计算公式不适用于再生混凝土。基于试验结果,提出再生混凝土长期力学性能计算方法。     

Influence of mineral additions on the performance of 100% recycled aggregate concrete

A judicious use of resources, by using by-products and waste materials, and a lower environmental impact, by reducing carbon dioxide emission and virgin aggregate extraction, allow to approach sustainable building development. Recycled aggregate concrete (RAC) containing supplementary cementitious materials (SCM), if satisfactory concrete properties are achieved, can be an example of such sustainable construction materials.In this work concrete specimens were manufactured by completely replacing fine and coarse aggregates with recycled aggregates from a rubble recycling plant. Also RAC with fly ash (RA + FA) or silica fume (RA + SF) were studied.Concrete properties were evaluated by means of compressive strength and modulus of elasticity in the first experimental part. In the second experimental part, compressive and tensile splitting strength, dynamic modulus of elasticity, drying shrinkage, reinforcing bond strength, carbonation, chloride penetration were studied. Satisfactory concrete properties can be developed with recycled fine and coarse aggregates with proper selection and proportioning of the concrete materials.     

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.