高温后再生混凝土三轴受压本构关系

对高温后再生混凝土圆柱体试件(Ф100×200mm)进行了常规三轴加载试验,获得了高温后再生混凝土应力-应变全过程曲线,拟合了高温后再生混凝土三轴受压本构方程.结果表明:在单向应力下,高温后再生混凝土应力-应变全过程曲线有比较明显的尖峰.随着侧向围压的增加,高温后再生混凝土应力-应变全过程曲线逐渐变得平缓和丰满.高温后再生混凝土三轴受压本构关系曲线变化趋势与普通混凝土类似.所拟合出的高温后再生混凝土三轴受压本构方程能较好拟合试验结果.     

箍筋约束再生混凝土受压应力-应变本构关系模型

为获得箍筋约束再生混凝土受压应力-应变关系曲线,对17个足尺再生混凝土圆形截面柱进行轴心受压试验,再生粗骨料取代率为50%,加载应变率为(10^-6～10^-4)/s,主要变化参数为纵筋配筋率和箍筋约束水平。结果表明:箍筋约束再生混凝土的初始弹性模量主要与棱柱体抗压强度有关,棱柱体抗压强度越高,初始弹性模量越大;峰值应力在箍筋侧向约束下显著增大,提高幅度为侧向压应力的4.17～8.77倍,当箍筋提供的侧向压应力较小时,峰值应力增大程度较大,当箍筋提供的侧向压应力较大时,峰值应力增大程度较小;峰值应变随配箍水平增大呈增大趋势。基于试验数据,提出了箍筋约束再生混凝土受压本构关系模型,上升段与Mander模型一致,下降段中引入曲线形状参数,以调整曲线陡峭程度,结果表明,所提出的约束本构关系模型与试验曲线吻合良好,可较好地反映再生混凝土下降段较为陡峭的特点。     

再生混凝土受压应力-应变本构关系研究

通过改变石粉(SP)含量(0、5%、10%、15%)和再生粗骨料(RCA)取代率(0、33%、66%、100%)进行了48个棱柱体受压应力-应变全曲线试验,研究了石粉、再生粗骨料对机制砂再生混凝土轴心抗压强度、峰值应变和弹性模量的影响。基于损伤力学原理,参考已有的普通混凝土应力-应变本构关系,建立了机制砂再生混凝土单轴受压应力-应变本构方程。结果表明:理论曲线与试验数据吻合度较好。     

加重微粒混凝土力学性能及应力-应变本构关系研究

针对模型试验用微粒混凝土未充分考虑质量密度相似条件的问题,提出了在基础配合比（大理石粉∶水泥∶重晶石砂∶水=1∶1∶16∶1.6）的基础上,用铁砂和铅丸等质量替代骨料（10%、20%、30%）的加重微粒混凝土配合比设计试验方案,研究其力学性能以及应力-应变本构关系。结果表明：各替代组表观密度均在3 000 kg/m3以上,表观密度提升效果明显。两替代组的28 d抗压强度均低于11 MPa,弹性模量在1.11×104～1.72×104MPa之间,符合低抗压强度、低弹性模量的相似要求。两替代组的破坏形态以及应力应变全曲线形状与普通混凝土相似,并对比分析两替代组的峰值应力与峰值应变随替代组的变化规律。建立了适用加重微粒混凝土的分段式本构方程以及损伤本构方程,两种方程的预测结果与试验数据具有较好的一致性。试验结果满足模型试验的相似要求,并通过本构关系的研究有利于了解原型混凝土的力学性能与破坏机理,为相关试验人员提供参考和借鉴。     

再生混凝土常规三轴受压性能试验研究

进行了12个再生混凝土试件常规三轴受压试验考察围压值和取代率对再生混凝土破坏形态、应力-应变曲线、力学性能指标的影响。研究结果表明:常规三轴受压状态下,再生混凝土均为剪切破坏,破坏时有较明显的脆性;再生混凝土的峰值应力、峰值应变、弹性模量随围压值增大而显著提高但受取代率的影响不大;增大围压值能有效提高再生混凝土的延性性能和耗能能力。     

镀锌铁丝约束混凝土应力-应变本构研究

为给复杂高层、大跨混凝土结构小缩尺比模型试验中常采用的铁丝约束混凝土的本构模拟提供依据,该文设计了素混凝土、铁丝约束混凝土、钢筋约束混凝土共计13个圆柱,对其进行轴压试验,对比研究铁丝约束混凝土的破坏历程、应力-应变曲线与钢筋约束混凝土的区别,并分析铁丝与普通钢筋对核心混凝土约束作用的区别。结果表明:模型试验中常采用的镀锌铁丝弹性模量仅钢筋的60%左右;与素混凝土相比,铁丝约束混凝土的强度和变形能力均得到显著提高;对于螺旋配箍的钢筋约束混凝土,按Mander模型模拟更为准确;对于螺旋配箍的铁丝约束混凝土,Park模型能很好地估计其峰值压应力,但过低估计其峰值压应力对应的应变和极限压应变;修正后的Park模型能很好地模拟铁丝约束混凝土的应力-应变行为。     

再生混凝土单轴受压应力应变关系研究

应力-应变关系是再生粗骨料混凝土结构设计和分析的重要依据.文中采用等应力循环加卸载方法得到了再生粗骨料混凝土的单轴受压应力-应变全曲线,并建立了相应的数学模型.研究结果可为再生粗骨料混凝土结构设计和分析提供参考依据.     

三轴应力下再生粗骨料塑性混凝土的力学性能和破坏准则

通过单轴、侧压相等和侧压不等三轴压缩试验,研究了再生粗骨料塑性混凝土(RPC)的应力-应变-强度特征,与原生粗骨料塑性混凝土(PC)性能进行了对比,并建立了基于空间八面体的强度破坏准则.结果表明:再生粗骨料塑性混凝土强度与围压的关系符合库伦破坏准则,其黏聚力低于原生粗骨料塑性混凝土,内摩擦角相差不大;再生粗骨料塑性混凝土应力-应变曲线由单轴下应变软化转变为三轴下塑化,且侧压越大,理想塑化越明显;在3种试验下,试件均出现了最大体应变,且随着侧压的增加而增大;再生塑性混凝土抗裂性能高于原生粗骨料塑性混凝土,且随侧压增大而增强.     

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.     

再生粗集料混凝土基本性能的实验研究

对再生粗集料的级配、吸水率、表现密度、堆积密度、压碎指标、外观等方面进行实验研究与分析,得出了再生粗集料与天然碎石相比较具有尺寸相似、级配较差、堆积密度和表观密度小、吸水率和压碎指标较高的结果.然后,采用将再生粗集料混凝土与普通混凝土进行对比实验的方法,研究再生粗集料混凝土坍落度、抗压强度、弹性模量、弹强比及抗冻融性能等.结果表明,再生粗集料混凝土具有较好的施工性能、力学性能和耐久性能,可以用于普通钢筋混凝土结构,特别是当再生粗集料替代率在30%及其以下时,与普通混凝土的基本性能相差不大.     

再生混凝土轴心抗压强度试验研究

利用服役50年后的废旧混凝土电杆作为再生粗骨料原料,配制了11种不同粗骨料替代率的再生混凝土,替代率从0～100％变化,级差10％,一共33个棱柱体试块.在电液伺服试验机上加载试验,观察了其破坏过程和破坏形态,并获取了其荷载-位移全过程曲线.在试验基础上,对各种骨料替代率再生混凝土的荷载-位移全过程曲线进行分析,研究并...     

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。     

再生粗骨料混凝土早期收缩性能试验研究

通过试验研究水灰比、再生粗骨料取代率、减水剂和粉煤灰对再生混凝土早期干缩性能的影响。研究结果表明再生混凝土的早期干缩率和失水率均随着水灰比和取代率的增大而增大;再生混凝土在龄期7d内干缩速率和失水速率最大;掺入减水剂和粉煤灰可以有效地控制再生混凝土的干缩。根据试验结果建立了再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土早期干缩计算模型,该模型计算结果与他人试验结果吻合较好。     

再生粗骨料混凝土早期强度试验研究

通过试验研究水灰比、再生粗骨料取代率和用水量对再生混凝土早期抗压强度和抗折强度的影响。研究结果表明,再生混凝土各龄期的强度系数随水灰比、骨料取代率、单位用水量等因素变化不大。再生混凝土的各个龄期的抗压和抗折强度均随水灰比和再生骨料取代率的增大而降低。根据试验结果建立了再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土早期抗压强度和抗折强度计算模型,该模型计算结果与他人试验结果吻合较好。     

非连续级配再生粗骨料自密实混凝土的工作性能试验研究

为了研究非连续级配再生粗骨料自密实混凝土的工作性能,采用控制变量法,研究了再生粗骨料取代率、砂率和经时损失对其工作性能的影响。试验结果表明:非连续级配的再生粗骨料可以配制出满足工作性能要求的自密实混凝土。当再生粗骨料取代率为50%时工作性能最好;当砂率为45%时,新拌混凝土的工作性能最好;随着时间的延长,新拌混凝土工作性能下降,添加适量的聚羧酸高性能减水剂可以恢复其坍落扩展度;给出的坍落扩展度经时损失公式计算简单,计算结果准确,可以作为新拌混凝土经时损失评价的参考。     

钢纤维增强地聚物再生混凝土单轴受压全曲线试验

为增强再生混凝土的抗压强度及延性,并进一步减少水泥制备造成的碳排放,采用粉煤灰/矿渣基地聚物100%取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥,并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能,配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%,及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件,并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入,SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变;立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加;立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低,但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率,对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正,提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型,其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

再生混凝土压-剪应力下受力性能与破坏准则

为了研究再生混凝土在压剪复合受力下的力学性能,利用真三轴试验机对30组再生混凝土立方体试件分别进行了直接剪切和压剪性能试验,对比了试件破坏形态的差异,分析了再生粗骨料取代率、水灰比及压应力比对剪切强度的影响,选用不同破坏准则对压剪复合作用下的强度进行了分析。结果表明：再生混凝土直剪及压剪复合受力破坏形态与普通混凝土相似,直剪强度随再生粗骨料取代率增大而减小,随水灰比增大而减小;压剪复合受力状态下,再生混凝土的极限剪应力随着压应力比的增大呈增幅逐渐减小的增大趋势;通过方差计算,定量分析了压应力比和再生粗骨料取代率两个因素对压剪复合应力下再生混凝土立方体试件剪切强度的影响程度,发现压应力比对剪切强度的影响更明显。选用不同强度准则对试验数据进行分析,得出基于八面体应力空间的破坏准则与试验结果吻合程度最高,且随着再生粗骨料取代率的增加,该准则的精度也逐渐提高。     

Experiments on stress-strain curve of steel fiber reinforced geopolymer recycled concrete under uniaxial compression

为增强再生混凝土的抗压强度及延性，并进一步减少水泥制备造成的碳排放，采用粉煤灰/矿渣基地聚物100％取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥，并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能，配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%，及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件，并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入，SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变；立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加；立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低，但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率，对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正，提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型，其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

再生粗骨料混凝土耐久性试验研究

对再生混凝土进行了碳化、循环冻融、抗渗和复合因素下的耐久性试验研究,比较了再生混凝土和普通混凝土的碳化速度、抗冻、抗渗等耐久性能。对再生混凝土的冻融和抗渗复合耐久性能进行了初步试验研究,结果表明,再生混凝土对这种叠加损伤更为敏感,受到的破坏也更大。