再生大骨料自密实混凝土力学性能研究

通过抗压强度、劈裂抗拉强度、峰值压应变、静态弹性模量和应力-应变关系试验,研究了自密实混凝土强度、再生大骨料强度、再生大骨料粒径对再生大骨料自密实混凝土(RCASCC)力学性能的影响.采用数据拟合的方法对国内外典型混凝土单轴受压应力-应变模型中的相关系数进行了修正,给出了适用于RCASCC的单轴受压本构模型,分别建立了...     

再生混凝土基本物理力学性能试验研究

研究再生混凝土强度等级、再生粗骨料取代率对混凝土立方体抗压强度及劈裂强度的影响,揭示再生混凝土立方体抗压强度随龄期的变化规律,制备了多组不同不同龄期（7d、14d、28d、60d）、不同再生混凝土强度等级（C35、C40、C45）、不同再生粗骨料取代率（30％、50％、70％、100％）的立方体试件。试验结果表明：再生混凝土立方体抗压强度及劈裂抗拉强度均与再生粗骨料取代率关系明显,随取代率的增加而降低,与再生混凝土强度等级关系不明显;再生混凝土抗压强度随着龄期的增长而增大,但28d之前增长速度较快。通过对试验数据分析,再生混凝土的拉压比随取代率的增加而下降,拉压比普遍低于普通混凝土。     

再生粗骨料自密实混凝土基本性能试验研究

研究了再生粗骨料的取代率(0、15%、30%、50%）和预湿时长（0、2 h、24 h）对自密实混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明：随着再生粗骨料取代率的增加,自密实混凝土的流动性明显降低,建议再生粗骨料取代率不宜超过30%;随着再生粗骨料取代率的增加,试件的28 d抗压、抗折和劈裂抗拉强度基本均呈先增大后减小的趋势;再生粗骨料的预湿时长对自密实混凝土的抗压、抗折和劈裂抗拉强度的影响不显著;自密实混凝土的弹性模量和抗氯离子渗透性能随着再生粗骨料取代率的增加而降低。     

非连续级配再生粗骨料自密实钢渣混凝土试验研究

为了研究钢渣制备自密实再生混凝土的可行性,采用控制变量法,研究了不同钢渣掺量对其工作性能、不同龄期立方体抗压强度的影响。试验结果表明:掺加一定量的钢渣可以配制出满足工作性能、强度要求的自密实再生混凝土。当钢渣掺量为10%时工作性能最好;随着钢渣掺量的增加,不同养护龄期的立方体抗压强度均有所下降。钢渣掺量在10%时,立方体抗压强度最大,掺量为20%时,对混凝土28 d立方体抗压强度影响不大。     

自密实混凝土基本力学性能试验研究

根据《自密实高性能混凝土设计与施工指南》成功配制了C30、C50两个强度等级的自密实混凝土,通过立方体抗压强度试验、棱柱体轴心抗压强度试验和立方体劈裂抗拉强度试验对自密实混凝土的基本力学性能进行了试验研究。通过对试验结果的分析,得到了自密实混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、峰值应变、极限应变、泊松比等力学性能指标,并建立了自密实混凝土应力-应变全曲线方程。这些将为今后建立自密实混凝土结构设计规程提供依据。     

再生骨料自密实混凝土基本力学性能研究综述及展望

调研了国内外多位研究学者的再生骨料自密实混凝土研究文献,收集了大量试验数据,发现不同再生骨料取代率、骨料类型等因素会对自密实混凝土的基本力学性能产生不同程度的影响。通过归纳与总结可为再生骨料自密实混凝土的设计试验和工程实际的应用提供参考,并提出了展望。     

自密实混凝土基本力学性能

文中经试配给出了设计强度等级为C20及C40的自密实混凝土配合比。采用MTS实验机获得了棱柱体单轴受压应力-应变本构关系,得到了C20及C40自密实混凝土物理力学性能指标,给出了单轴受压应力-应变关系中峰值应力对应的应变与棱柱体抗压强度之间的关系。通过自密实混凝土试验梁测试结果获得了受压边缘极限压应变,给出了受弯构件混凝土极限压应变与混凝土单轴受压应力一应变关系中峰值应力对应的应变之间的关系。     

掺合料对C30再生粗骨料自密实混凝土 抗压与劈裂抗拉强度的影响分析

以50%再生粗骨料取代率为前提条件,将粉煤灰和矿渣粉分别以20%、30%、40%三种水泥置换率进行单掺,并在30%最优水泥置换率基础上,将二者以7∶3、3∶7、5∶5、6∶4、4∶6五种掺量比进行双掺,制作12组共288个100 mm立方体试块,在7、14、28、56 d四个养护龄期进行立方体抗压强度和劈裂抗拉强度试验,并与同龄期天然骨料自密实混凝土的强度作比较。试验结果表明:掺加矿物掺合料的再生粗骨料自密实混凝土强度略低于天然骨料自密实混凝土,但均能达到C30强度设计要求;矿渣粉可以显著提升混凝土早期强度,而粉煤灰对混凝土后期强度贡献值较大;在56 d龄期时,粉煤灰与矿渣粉以6∶4掺量比双掺的再生混凝土具有最为优秀的强度表现,基本达到天然骨料自密实混凝土强度值。     

再生大骨料-自密实砂浆堆石混凝土力学性能研究

为研究再生大骨料粒径、原始强度和自密实砂浆强度对再生大骨料-自密实砂浆堆石混凝土力学性能的影响,采用压力机对7组不同再生大骨料-自密实砂浆堆石混凝土试块进行了一系列试验研究。结果表明:自密实砂浆能够充分填充更小骨料粒径构成的堆石体,骨料粒径由100 mm降至60 mm时,自密实砂浆仍可充分地填充堆石体,其立方体抗压强度仅下降5.97%,而轴心抗压强度与劈裂抗拉强度的降幅均在可行范围内,侧面反映出自密实砂浆可填充再生大骨料堆石体且效果显著; 在再生大骨料-自密实砂浆混凝土棱柱体轴心受压的应力-应变关系中,再生大骨料-自密实砂浆堆石混凝土的强度、静态弹性模量和峰值压应变均与骨料粒径、自密实砂浆强度和再生骨料原始强度呈正相关,再生骨料粒径的影响小于再生骨料原始强度和自密实砂浆强度的影响; 通过拟合提出的再生大骨料-自密实砂浆堆石混凝土的强度计算公式和单轴受压多项式型本构模型、有理分式型本构模型计算结果与实测值吻合度良好。     

大粒径再生粗骨料自密实混凝土强度试验研究

为充分消解老旧建筑拆解的废弃黏土砖,并应用于村镇低层建筑建设中,将废弃黏土砖制备成大粒径再生粗骨料,采用骨架密实堆积法,寻求5～100mm粒径范围再生粗骨料的最大密度,降低再生粗骨料的空隙率,通过曲线拟合合理级配再生粗骨料,从而制备出具有良好工作性、满足普通混凝土使用要求的再生粗骨料自密实混凝土.通过本试验研究可以有效减少再生粗骨料的制备成本,简化再生粗骨料的制备过程,并拓展再生粗骨料混凝土的应用范围,具有良好的经济效益.     

C30再生粗骨料混凝土的性能试验研究

再生混凝土的应用能够解决建筑废弃物日益增多的难题,但再生混凝土与普通混凝土性能之间仍存在一定差异。本文对再生粗骨料的基本性能进行系统的试验与检测,参照普通混凝土配合比设计方法对C30再生粗骨料混凝土进行配合比设计,对不同类别再生粗骨料混凝土的工作性能和力学性能进行研究,并测定混凝土拌合物工作性相同的条件下再生骨料混凝土与天然骨料混凝土的性能差异。结果表明,直接沿用普通混凝土配合比设计方法,再生混凝土抗压强度有所提高,但降低了工作性能,因此在配合比设计时应考虑再生粗骨料吸水特性,调整拌合用水量,可以使再生混凝土在符合设计抗压强度要求的同时,工作性能满足工程实际要求。     

不同养护龄期下再生粗骨料混凝土拉伸本构关系

采用MTS疲劳试验机进行了再生粗骨料混凝土轴向拉伸试验,研究分析再生粗骨料取代率对不同养护龄期下再生粗骨料混凝土轴向拉伸应力-应变全曲线的影响规律,并提出了再生粗骨料混凝土拉伸本构关系模型.研究结果表明:再生粗骨料混凝土轴向拉伸应力-应变全曲线的上升段斜率较普通混凝土低,下降段随着再生粗骨料取代率提高与养护龄期的增长而变陡;再生粗骨料混凝土的弹性模量随着养护龄期的增长呈线性增长,当荷载超过50%之后,其变形模量的下降速度快于普通混凝土;早龄期再生粗骨料混凝土的拉伸峰值应变随着再生粗骨料取代率的增大而增长;养护龄期低于7d时,再生粗骨料混凝土的抗拉强度增长速率快于普通混凝土;再生粗骨料混凝土的拉压比随着养护龄期的增长而下降.     

再生粗骨料特性及其对再生混凝土性能的影响

系统测试了再生粗骨料的基本特性，研究了不考虑与考虑再生粗骨料的高吸水特性时再生混凝土的基本性能．结果表明，再生粗骨料的基本性能与天然骨料相比存在一定差异，主要表现为密度低、吸水率大、压碎指标大、坚固性差．不考虑再生粗骨料的吸水特性时，再生混凝土的坍落度偏小，强度低于普通混凝土，且水灰比越大，强度降低越多；考虑再生粗骨料的吸水特性时，再生混凝土可获得与普通混凝土相近的坍落度，强度则较普通混凝土降低更多，但其降低程度随水灰比的增大而减小。     

短龄期再生混凝土三轴受压力学性能及其本构关系

为研究短龄期再生混凝土的三轴受压力学性能,以龄期和围压值为变量,设计了14个圆柱体再生混凝土试件进行三轴受压试验,观察其破坏形态,获取应力-应变曲线、峰值应力、峰值应变以及弹性模量等数据.基于试验数据分析了龄期和围压值对再生混凝土三轴受压力学性能的影响规律,建立了短龄期再生混凝土三轴受压的峰值应力、峰值应变和弹性模量的计算公式,并建立了再生混凝土三轴受压状态下的应力-应变本构方程.结果表明:短龄期再生混凝土的峰值应变、弹性模量受龄期影响较大,随着龄期的延长,峰值应变减小,而弹性模量却显著增大;围压值对再生混凝土的峰值应力、峰值应变和弹性模量均有显著影响.采用CEB-FIP(1990)规范中方法计算的再生混凝土三轴抗压强度值与实测值吻合较好.     

再生粗骨料最大堆积密度及其对混凝土性能影响

为研究再生粗骨料级配对混凝土性能的影响,通过测定连续级配再生粗骨料最大堆积密度、吸水率、筛分析及新拌混凝土坍落度和硬化混凝土7,28,60d抗压强度,最终确定达到最紧密堆积状态时16.0~31.5mm与5.0~20.0mm两种单粒级再生粗骨料的最佳混合质量比.结果表明:随着16.0~31.5mm与5.0~20.0mm两种单粒级再生粗骨料混合质量比的逐渐降低,连续级配再生粗骨料的最大堆积密度及吸水率均呈现出先增大后减小的趋势,但波动不大.随着5.0~20.0mm单粒级再生粗骨料所占比例的增加,不同连续级配再生粗骨料对新拌混凝土的工作性影响十分明显,同时,对硬化混凝土的抗压强度也有较大影响,两者均呈现出先增大后减小的趋势;16.0~31.5mm与5.0~20.0mm两个单粒级再生粗骨料存在一个最佳的混合质量比7.0∶3.0.     

再生卵石骨料混凝土力学性能试验研究

采用以卵石为粗骨料的原生混凝土作为再生混凝土来源,通过破碎、筛分获取再生卵石粗骨料,并用其全部或部分取代天然卵石来配制再生混凝土.以再生卵石粗骨料取代率为变化参数,设计99个试件,分别进行立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、抗折强度、弹性模量和泊松比等力学性能试验.观察了试件的破坏形态,获取其受力破坏全过程的应力应变曲线及峰值应力、峰值应变、弹性模量和泊松比等特征参数,并提出了再生卵石骨料混凝土各项强度指标之间的换算关系公式.结果表明：再生卵石骨料混凝土的各项强度指标与天然卵石骨料混凝土相比均有略微增大之势;不同取代率下,再生卵石骨料混凝土应力应变曲线下降段比天然卵石骨料混凝土陡峭;再生卵石骨料混凝土弹性模量均小于天然卵石骨料混凝土,泊松比与天然卵石骨料混凝土接近.     

再生混凝土的基本性能研究

设计并完成了在掺与不掺减水剂两种配合比下,再生粗骨料取代率分别为0、30%、50%、100%的再生混凝土的和易性、立方体抗压强度、棱柱体抗压强度的相关试验,并以天然骨料混凝土作为基准进行了对比分析。试验结果表明,粗骨料取代率对混凝土的流动性、粘聚性与保水性有不同的影响,适量的减水剂可以增强混凝土的流动性;在水灰比相同的情况下,再生粗骨料取代率为30%时再生混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度都高于普通混凝土;再生混凝土的抗压强度随龄期的发展和普通混凝土比较相近。     

再生骨料混凝土不同龄期的力学性能

将废旧混凝土试块破碎加工成再生粗骨料,按照与天然粗骨料颗粒级配相一致的原则重新配制,然后以0％(质量分数,下同),50％和100％这3种粗骨科取代率、相同配合比配制再生骨料混凝土(RAC),测试其不同龄期的力学性能.结果表明:随着粗骨料取代率的增加,相同养护龄期的RAC立方体抗压强度、轴心抗压强度以及弹性模量均有不同程度降低;RAC的7d抗压强度增长较快,360 d抗压强度较28d的提高34.4％～47.8％;28 d轴心抗压强度与相同龄期的立方体抗压强度呈线性关系;弹性模量随养护时间的延长有所提高,与天然骨料混凝土(NAC)相比,RAC的360 d弹性模量降低13.9％～24.2％.     

无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁力学性能

设计制作了5根不同粗骨料替换率的无粘结预应力再生粗骨料混凝土试验梁,并采用两点加载对其进行正截面受弯性能试验,研究了无粘结预应力再生粗骨料混凝土的梁破坏形态、承载力、裂缝宽度及跨中挠度等力学性能。基于试验数据建立了与《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）相协调的无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁预应力钢筋应力增量计算公式,提出了无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的最大裂缝宽度及刚度的设计建议。结果表明:再生粗骨料替换率对无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的破坏形态、裂缝宽度、跨中挠度影响不大;达到承载力极限状态时无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的无粘结预应力钢筋应力增量比无粘结预应力混凝土梁的无粘结预应力钢筋应力增量大,但再生粗骨料替换率对应力增量的影响不显著。     

再生粗骨料混凝土抗压强度龄期数学模型

通过对再生粗骨料混凝土不同龄期的抗压试验,研究了其抗压强度-龄期发展机理;综合最终抗压强度和初始强度发展速率,采用半值强度指数建立了再生粗骨料混凝土抗压强度-龄期模型的特征方程,揭示了传统双曲线模型的缺陷,指出了理想的抗压强度-龄期模型应具备的数学性质.最后建立了新的抗压强度-龄期模型,通过试验数据拟合证明了该模型的正确性.