再生砖骨料多孔混凝土微观结构及结构模型

为了深入研究再生砖骨料多孔混凝土的微观结构,从本质上认识其性状及规律,引入扫描电镜研究再生砖骨料多孔混凝土界面过渡区微观形貌;根据混凝土中心质假说分析概括再生砖骨料多孔混凝土结构模型,定性研究微观结构与宏观性能的关系,探索界面过渡区形貌和骨料大中心质效应对再生砖骨料多孔混凝土宏观性能的影响。结果发现再生砖骨料多孔混凝土具有较好的界面过渡区结构,结构密实,水化产物丰富,水灰比、目标孔隙率、养护龄期,矿物掺料对结构的密实程度和水化产物的类型、数量有一定影响,进而影响强度。多孔混凝土存在较多负中心质效应,大中心质只有再生砖骨料。今后应当把研究负中心质效应作为重点。     

基于正交试验设计的再生骨料透水混凝土 力学性能研究

利用正交试验方法对再生骨料透水混凝土的力学性能和抗冻耐久性能进行了研究。研究了微硅粉、增强剂等外掺料和水胶比对再生骨料透水混凝土２８ｄ立方体抗压强度、透水系数和连续孔隙率的影响。采用快冻法,分析了冻融作用下再生骨料透水混凝土质量损失、动弹性模量、抗压强度、ＣＴ扫描断面平均孔隙率的变化规律。试验结果表明:设计孔隙率和水胶比对透水系数、连续孔隙率和２８ｄ抗压强度的影响最大,微硅粉与增强剂的影响次之。再生骨料透水混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、平均抗压强度与ＣＴ扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大。再生骨料透水混凝土的孔隙率与抗压强度呈负相关,二者具有良好的相关性。     

再生骨料透水混凝土耐撞磨性试验研究

耐撞磨性是影响再生骨料透水混凝土使用寿命及适用性的关键因素,目前国内外尚缺乏系统的研究。通过试验研究了不同水胶比、短切玄武岩纤维、粉煤灰、再生骨料替代率、双粒级骨料(5~10 mm,10~20 mm)掺量等因素对再生骨料透水混凝土耐撞磨性的影响。结果表明:水胶比超过0.27时,再生骨料透水混凝土撞磨时质量损失随水胶比增大而增大;内掺10%粉煤灰能够提高再生骨料透水混凝土耐撞磨性;再生骨料透水混凝土的耐撞磨性随着替代率的增加先增大后减小,替代率为50%时耐撞磨性最好;双粒级有利于提高再生骨料透水混凝土耐撞磨性能。此外,强度、密度及孔隙率是影响再生骨料透水混凝土耐撞磨性的主要因素,总体呈现强度越大、密度越大或是孔隙率越小,耐撞磨性越好的趋势。     

多孔生态混凝土试验研究

通过正交试验法分析了骨料粒径、水灰比和外加剂掺量对多孔生态混凝土抗压强度和孔隙率的影响.结果表明:骨料粒径和外加剂掺量是其主要影响因素,而水灰比影响不明显;水灰比为0.41、外加剂掺量为1.0%、粗骨料粒径为5～16 mm时,多孔生态混凝土可获得适合工程的最佳配合比;抗压强度和孔隙率之间有较好的相关性.     

再生砖骨料植生混凝土植生试验研究

为了研究再生砖骨料植生混凝土的植物生长特性,在前期透水性和强度性能研究基础上,进行植生试验。植生试验采用上置式与中置式结合的方式,分别采用清水浸泡、FeSO4溶液处理进行降碱,在不同孔隙率的混凝土上种植狗牙根,观察比较植生效果,确定进一步优化的适于再生砖骨料植生混凝土植草绿化的条件,以便应用于不同工程环境。试验发现,不同植生条件得到不同的植生效果,其工程可行性还有待于实际工程检验。     

再生骨料取代率及掺合料对透水混凝土性能影响研究

为了能够将再生骨料更好地应用于透水混凝土生产中,本实验系统研究了再生骨料取代率、骨料级配、减水剂及掺合料等因素对透水混凝土强度和透水性的影响。结果表明:透水系数随孔隙率的增加而增加,经过数据分析,建立透水系数和孔隙率之间经验公式;随着再生骨料取代率的上升,混凝土孔隙率及透水系数先减少后增加,抗压、劈拉强度则先增加后减少,取代率60%左右时,强度达到最大;在100%再生骨料掺量的基础下,20%粉煤灰等比例取代水泥能够有效提高了混凝土抗压强度,但透水性能有所降低,同时减水剂、硅粉及钢纤维的掺入对混凝土抗压强度作用不明显,但钢纤维可以提高混凝土劈拉强度。研究成果对于再生骨料透水混凝土推广应用具有重要意义。     

混合再生骨料混凝土配制技术试验研究

以废弃砖骨料和废弃混凝土骨料混合使用替代天然骨料制备混凝土,即为混合再生骨料混凝土.试验研究再生砖骨料和再生混凝土骨料不同替代率条件下水灰比、砂率、用水量等因素对混合再生骨料混凝土立方体抗压强度的影响,总结得出混合再生骨料混凝土的最佳配合比和最佳成分比.     

粉煤灰再生粗骨料多孔混凝土强度影响因素研究

再生混凝土是当前固体废弃物再利用的一种前沿技术,能够有效提升固废资源的利用率,缓解建筑垃圾带来的环境压力。本文为研究再生粗骨料多孔混凝土强度影响因素,在水泥中添加部分粉煤灰材料,通过室内单轴抗压强度试验探讨了不同再生粗骨料含量、不同水胶比以及不同骨胶比下再生混凝土强度的变化规律。结果表明,随着粗骨料的增加,混凝土抗压强度出现了明显增长,但当达到一定含量时混凝土性能会出现明显降低。此外,骨胶比和水胶比的增加,会使再生粗骨料多孔混凝土抗压强度出现降低的趋势。研究成果可为相关混凝土工程提供参考。     

再生及天然骨料透水混凝土耐磨性能试验研究

系统研究了再生骨料、石灰石骨料、卵石骨料以及矿渣微粉掺量对透水混凝土孔隙率、耐磨性能的影响,并考虑了骨胶比的作用。采用冲击磨损及表面磨损试验以混凝土质量损失率来对比评价混凝土耐磨性能。结果表明:骨胶比对透水混凝土孔隙率影响最大,骨胶比的大小基本与混凝土孔隙率成正比;粗骨料类型对于混凝土冲击磨损性能有很大影响,卵石骨料混凝土冲击磨损性能最差,但表面耐磨性能最好,再生骨料的使用对透水混凝土耐磨性能并没有产生不利影响;随着骨胶比的增加,混凝土表面耐磨性能变差;增加矿渣微粉含量并没有对混凝土表面质量损失造成不利影响。矿渣微粉掺量增加至30%没有降低混凝土耐磨性,结合数据分析,混凝土表面磨损质量损失与冲击磨损质量损失存在一种线性关系。     

再生透水混凝土基本性能与孔隙特征的研究

以水灰比0. 3、再生骨料粒径9. 5～19. 5 mm制备再生透水混凝土,研究了不同设计孔隙率(16%、18%、20%、22%、24%、26%)下再生透水混凝土实测孔隙率、抗压强度、透水系数变化规律;在此基础上,对试块进行切片、拍照、灰度化处理,基于Image法对平面孔隙分布进行提取、计算,从细观层面上分析了平面孔隙率、孔个数、等效孔径、分形维数对再生透水混凝土宏观性能的影响。结果表明,孔个数、等效孔径是影响抗压强度与透水系数的重要因素。此外,通过拟合发现,平面孔隙率、平面分形维数与抗压强度呈线性负相关,平面孔隙率与平面分形维数呈线性正相关,说明随着设计孔隙率的增加,再生透水混凝土内部孔隙结构越来越复杂。     

火灾后再生混凝土型钢构件力学性能研究

针对国内废弃混凝土循环利用率低的问题,本文通过对再生骨料混凝土的研究,结合H型钢混凝土柱刚度大、承载力高、抗震性能好等特点,制备了H型钢再生混凝土(H-RC)柱,对其火灾后的粘结性能及轴压性能展开分析研究。研究结果表明:随再生细骨料(RFA)替代率的提高,再生混凝土立方体抗压强度逐渐降低;试件的质量损失率随着RFA取代率的增加而逐渐增大,同时构件的火灾抗裂性能降低。试件的受火温度越高,质量损失越严重。RFA取代率100%试件的压缩变形呈明显的三阶段,最终的破坏荷载稳定在55%～65%极限荷载;受火温度的升高能明显降低,H-RC构件的承载力及型钢与混凝土之间的粘结力,取代率100%的H-RC构件易压缩。研究结果对于合理评估火灾后型钢混凝土结构的力学性能具有重要意义,旨在推动再生混凝土在建筑中的大量运用。     

再生骨料比表面积和形状指数测定方法计算与分析

再生骨料颗粒形状和大小决定了再生混凝土拌合物是否能够紧密结合、能否达到良好的成型效果,一般以比表面积、形状指数来反映其拌和性能。通过选用废弃路面混凝土制备出4.75~9.50 mm和9.50~19.00 mm粒径的再生骨料,用比表面积理论计算和净浆试验法进行再生骨料比表面积测定,以粗骨料颗粒形状评定方法对再生骨料形状指数进行测定,最终对再生骨料拌和性能作出评判。研究发现:再生骨料表面粗糙,颗粒棱角较多,4.75~9.50 mm和9.50~19.00 mm粒径的再生骨料比表面积分别为5.98 cm²/g和4.19 cm²/g,均高于碎石、卵石骨料的比表面积;其形状指数分别为0.172 7和0.246 6,颗粒形状不好。因此,再生骨料要选用颗粒形状接近球体、形状指数高的骨料。研究结果为实际工程中再生骨料的推广和利用提供了参考。     

受硫酸盐侵蚀的再生混凝土耐久性研究

为研究再生粗骨料取代率对再生混凝土抗硫酸盐溶液侵蚀性能的影响规律,进行干湿循环和硫酸盐溶液的耦合试验,探究了随着干湿循环龄期的增长,再生粗骨料取代率对再生混凝土的质量损失率、伸长率、相对动弹性模量、硫酸根离子扩散深度的影响。试验结果表明:再生粗骨料掺量为100%的再生混凝土的质量损失率最大,达到了0.35%;试件的相对动弹性模量下降速度变化较复杂,分为匀速下降期、缓慢过渡期、加速下降期;试件伸长率随着侵蚀龄期的增长逐渐增大,且增幅越来越大;试验过程中,硫酸根离子逐渐向试件内部扩散,侵蚀破坏逐渐向深层移动,且再生粗骨料掺量越多的试件内部破坏得越快、越明显。研究结果可为实际工程中再生粗骨料的掺量选择提供参考。     

冻融环境下钢筋与再生混凝土粘结性能及界面损伤研究

为了揭示冻融环境下钢筋与再生混凝土的粘结破坏机理及其影响因素,对冻融环境下钢筋与再生混凝土的界面粘结试验进行数据统计后,利用几何损伤理论建立粘结退化模型,引入指数函数对损伤滑移曲线进行拟合后,建立冻融环境下钢筋与再生混凝土的粘结滑移损伤本构关系;并从能量损伤的角度分析界面粘结耗能,定义粘结能量因子以量化不同冻融循环次数...     

再生砖骨料混凝土梁斜截面抗剪承载力分析

实验研究了再生砖骨料混凝土梁斜截面的抗剪极限承载力、破坏形态和裂缝开展等情况,并与普通混凝土梁进行对比.分析再生砖骨料混凝土梁的抗剪机理,提出了适用于再生砖骨料混凝上梁的抗剪承载力公式.实验与分析结果表明:再生砖骨料混凝土梁和普通混凝土梁的破坏形态和裂缝开展情况相似,但再生砖骨料混凝土梁的抗剪极限承载力低于普通混凝土梁.采用提出的抗剪承载力公式计算再生砖骨料混凝土梁的抗剪极限承载力是可行的,有一定的安全储备.     

基于分形理论的混凝土动力拉伸过程定量研究

为了从细观层面上定量研究混凝土动荷载作用下的破坏过程,以正弦波动力荷载作用下的混凝土 CT 试验为基础,编制了基于差分盒维数理论的分形维数计算程序,分别研究了混凝土试样三个断面大统计区域和感兴趣区域上的分形维数随加载过程的变化过程,通过分析混凝土试样在加载过程中分维数的变化规律,探讨了分维数变化与损伤裂纹演化过程的关系。结果表明: 正弦波动力拉伸荷载作用时混凝土试样中一般有多条裂纹同时萌生,但当主裂纹形成后,次生裂纹会闭合,主裂纹会抑制次裂纹的发展,且裂纹大致与拉荷载方向垂直,破坏形式属于脆性断裂,损伤裂纹表面平整,裂纹沿材料强度较弱的区域发展; 混凝土试样各断面分形特征明显,分形维数能较好地描述混凝土损伤裂纹的演化规律,可作为研究混凝土裂纹演化的定量参数; 感兴趣区域分维数的变化更明显,更有利于描述混凝土受力破坏时内部的应力集中、应变局部化和损伤裂纹的演化规律。     

单轴压缩下透水混凝土的结构损伤演化特征研究

为了研究透水混凝土在单轴压缩过程中的内部孔、裂隙变化规律,对轴向应变为0.4%、1.1%和1.8%的试样开展CT扫描,基于二值化分割方法得到了孔、裂隙的图像,分析了孔、裂隙量化指标与轴向应变的关系。结果表明,透水混凝土的孔、裂隙随破坏程度增加有明显的扩展趋势,孔径频率分布曲线的孔径值不断增大;随着轴向应变的增加,孔隙率呈指数型函数上升趋势,最大孔喉长度L和平均孔喉半径R呈线性增长,连通度指标也不断增加,且增速先慢后快;由微观结构分析,透水混凝土骨料颗粒与凝胶结构发生的位移和形变是孔、裂隙网络形成和扩展的微观机理。