隧道洞渣粗骨料混凝土抗冻性能试验研究

通过高寒地区隧道洞渣粗骨料混凝土冻融循环试验,研究在不同冻融循环次数下,隧道洞渣粗骨料取代率对混凝土抗冻性能的影响,分析试件相对动弹性模量、质量、抗压强度和劈裂抗拉强度损失率的变化规律。结果表明：混凝土的抗冻性能与洞渣粗骨料取代率呈负相关,当洞渣粗骨料取代率达到30%时,洞渣粗骨料混凝土相对动弹性模量、质量、冻融试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度损失率与普通混凝土相差不大,其抗冻性能相对较好,冻融循环50次前试件破坏程度均较小而100次之后试件严重破坏,在冻融循环后期粉煤灰的填充效应随着洞渣粗骨料取代率的增加而增加。     

再生粗骨料取代率对空心砌块抗冻性的影响

为了研究村镇废弃黏土砖再生粗骨料的取代率对混凝土空心砌块抗冻性能的影响。本试验将0、20%、40%、60%、80%、100%六种再生粗骨料取代率的混凝土空心砌块进行冻融循环试验,并且每5次检查一次试件的破坏情况,对混凝土空心砌块质量损失及强度损失做出评价,试验结果表明当冻融循环次数由5次至25次不断增加时,混凝土空心砌块的质量损失率先减小后增大,而混凝土空心砌块的强度损失率则逐渐增大。当取代率为100%时,混凝土空心砌块质量损失率和强度损失率达到最大,但均满足普通混凝土小型空心砌块的国家标准。     

再生粗骨料品质和取代率对再生混凝土抗冻性能的影响

在普通混凝土抗冻性能的基础上,利用快速冻融法研究再生粗骨料品质和取代率(0%,50%和100%)对再生混凝土抗冻性能的影响.研究结果表明:普通混凝土的抗冻性能高品质再生粗骨料混凝土普通品质再生粗骨料混凝土,取代率为100%时,经250次冻融循环后,普通品质再生粗骨料混凝土的质量损失率达到5%,相对动弹性模量60%.     

基于抗冻性的混凝土再生粗骨料最优取代率试验研究

对采用废弃混凝土经过破碎得到的再生粗骨料,分别以30%,40%,50%,60%,70%取代率制备再生混凝土进行抗冻试验。结果表明,经过100次冻融循环后,各种再生粗骨料取代率的试件均满足抗冻性指标的要求。通过对数据的分析处理,并综合考虑质量损失率和相对动弹性模量两个指标后认为,再生粗骨料的最优取代率在50%左右。     

冻融循环后再生粗骨料混凝土梁受弯性能试验研究

为了研究冻融循环对再生粗骨料混凝土梁受弯性能的影响,首先通过冻融循环试验研究不同冻融循环次数对再生粗骨料混凝土质量损失率、立方体抗压强度和相对动态弹性模量的影响;然后对经历不同冻融循环次数（0、25、50、75）的再生粗骨料混凝土梁进行受弯性能试验,研究了试件的破坏形态、开裂荷载和极限荷载、混凝土和钢筋应变、跨中挠度等。结果表明：冻融循环次数由0增加到25次时,再生混凝土的质量呈增加趋势,冻融循环超过25次后,再生混凝土的质量呈不断减小的趋势;抗压强度和相对动态弹性模量随着冻融循环次数的增加而减小;再生混凝土梁的开裂荷载和极限荷载随冻融循环次数的增加而减小;再生混凝土梁的极限挠度随冻融循环次数的增加呈现出不断减小的趋势。     

静载与钢筋锈蚀共同作用对再生混凝土梁受弯性能影响

为研究静载与钢筋锈蚀共同作用下再生混凝土梁的受弯性能,考虑3种再生粗骨料取代率（0、50%、100%）及4种静载水平（0、0.2Mu1、0.4Mu1、0.6Mu1,Mu1为对比梁的受弯承载力）的组合,共设计了9根再生混凝土梁进行加速锈蚀试验与静力加载试验。试验结果表明：当再生粗骨料取代率由0%增加到100%时,纵向受拉钢筋最大质量损失率与平均质量损失率分别增大了12.1%和9.5%;对于再生粗骨料取代率为50%的锈蚀梁,当静载水平由0增加到0.6Mu1时,纵向受拉钢筋最大质量损失率与平均质量损失率分别增大了43.5%和60.6%,加载破坏时梁受拉裂缝数量减少了21.4%,梁底面受拉裂缝平均间距增大了29.8%,梁屈服荷载与极限荷载分别降低了13.8%和10.4%,屈服挠度与极限挠度分别降低了17.0%和21.2%;当纵向受拉钢筋质量损失率低于7%时,其与周围再生混凝土之间能保持有效黏结,锈蚀再生混凝土梁加载时发生弯曲破坏;锈蚀再生混凝土梁的承载力随再生粗骨料取代率的增加而降低,而跨中挠度随再生粗骨料取代率的增加而增大,但总体上变化幅度不大;正常使用荷载范围内,平截面假定适用于未锈蚀与锈蚀再生混凝土梁。     

冻融循环后再生混凝土的力学性能及损伤模型研究

通过改变冻融循环次数,研究了普通混凝土和粗骨料取代率100%的再生混凝土力学性能及抗冻性能的影响规律,以抗压强度损失率、质量损失率和动弹性模量损失率作为损伤变量建立冻融损伤模型,并针对内蒙地区对再生混凝土抗冻性进行寿命预测。研究结果表明：再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈反比关系,冻融循环每增加50次,抗压强度平均下降33.1%,劈裂抗拉强度平均下降33.0%;在冻融前期,普通混凝土与再生混凝土力学性能相差不大,但随着冻融次数的增加,二者性能均出现劣化且再生混凝土劣化程度大于普通混凝土,根据动弹性模量损失率建立的冻融损伤模型拟合精度更高,冻融损伤模型的建立可以直观清晰地反映再生混凝土宏观的力学性能变化。     

冻融循环下透水再生混凝土力学性能损伤分析

为研究冻融循环作用对透水再生混凝土力学性能的影响,采用快冻法进行了不同再生粗骨料取代率下的透水再生混凝土冻融试验,并测试相应阶段的动弹性模量、抗折强度和立方体抗压强度.试验结果表明:透水再生混凝土的相对动弹性模量、相对抗折强度和相对立方体抗压强度均随冻融循环次数或再生粗骨料取代率的增大而下降,衰减速率从大到小依次为:相对抗折强度、相对立方体抗压强度和相对动弹性模量.以动弹性模量为损伤变量,通过数据拟合发现,透水再生混凝土的相对抗折强度、相对立方体抗压强度与损伤度均可用指数函数表示,且相关性较好.     

再生高强混凝土基本力学性能研究

为研究再生粗骨料取代率与玄武岩纤维对再生高强混凝土的抗压强度、抗折强度、劈裂强度与弹性模量的影响,对再生高强混凝土78个试件进行试验。试验结果表明,相同强度等级下,随再生粗骨料取代率增加,混凝土坍落度、抗压强度和弹性模量存在下降趋势;随着玄武岩纤维含量的增大,混凝土抗折强度与劈裂强度呈现先增加后下降的趋势,但对混凝土抗压强度影响较小。当再生粗骨料取代率取30%时,混凝土强度高且和易性好,为适宜的取代率。     

再生混凝土基本力学性能研究

通过再生混凝土材料基本力学性能试验,研究了3种强度等级(C20、C30和C40)再生混凝土分别在不同再生粗骨料取代率(30%,50%和100%)下的抗压强度与弹性模量。结果表明:再生粗骨料取代率为30%时,同一强度等级再生混凝土的立方体抗压强度和棱柱体抗压强度最大;应力-应变全曲线的总体形状与普通混凝土相似,而弹性模量则均低于普通混凝土且随着再生粗骨料取代率的增加而降幅加大。进而提出了再生混凝土弹性模量与立方体抗压强度的关系式。     

骨料替代率对玻璃纤维再生混凝土力学性能的影响

再生混凝土是一种资源节约型混凝土,再生粗骨料替代率的选择是决定再生混凝土力学性能的关键因素,试验通过设计5个不同的替代率,研究了再生骨料替代率对玻璃纤维再生混凝土力学性能的影响,并且在同一骨料替代率(50%)时研究了不同纤维掺量对再生混凝土保温性能的影响。结果表明:随着再生粗骨料替代率的增加,玻璃纤维再生混凝土的抗压强度和劈拉强度整体呈现下降趋势;不同取代率混凝土抗压强度均达到设计强度;再生粗骨料最优替代率为50%;混凝土的导热系数随玻璃纤维掺量的提高逐渐降低。     

预浸石灰水碳化再生粗骨料混凝土的力学性能

采用预浸石灰水碳化法对再生粗骨料进行强化处理,对强化前后再生粗骨料物理性能进行检测,研究了碳化再生粗骨料对混凝土力学性能的影响.同时结合微观测试手段,分析碳化对再生粗骨料的增强机理.通过立方体抗压、劈裂抗拉及抗折强度试验,研究强化后混凝土各龄期强度变化.结果表明：预浸石灰水碳化法能够显著改善再生粗骨料的物理性能,其吸水率降低15.2%～22.9%,压碎值降低15.2%～17.7%;碳化后粗骨料的界面过渡区更加密实,有利于再生粗骨料品质的提升;7、28 d的混凝土强度随粗骨料取代率的增大而降低;当粗骨料取代率为50%时,预浸石灰水碳化再生混凝土强度与普通混凝土相当.     

再生混凝土徐变试验及机理的模型化分析

通过改变再生粗骨料取代率,对再生混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、弹性模量等力学性能和收缩徐变性能进行了试验。在试验研究的基础上,通过将再生混凝土模型化为单骨料平面模型,建立了再生混凝土徐变的有限元计算模型,利用ANSYS软件分析了单轴受压时模型化再生混凝土的徐变发展特点,揭示了再生混凝土徐变的机理。研究结果表明:再生混凝土的28d立方体抗压强度和弹性模量随再生粗骨料取代率的增加而降低,再生混凝土的收缩和徐变随再生粗骨料取代率的增加而增加;模型化再生混凝土中由于受到新砂浆、老砂浆徐变的影响,随着时间的推移,砂浆应力将向粗骨料转移;利用ANSYS软件计算所得模型化再生混凝土徐变和试验数据基本吻合。     

建筑废料再生混凝土的抗冻融耐久性研究

选用建筑废料作为再生粗骨料,并制备出各种再生骨料含量的再生混凝土。随后,以混凝土经冻融循环后的质量损失率、相对动弹性模量、超声波脉冲速度和抗拉强度来表征再生混凝土的抗冻融耐久性能。试验结果表明,再生混凝土的抗冻融耐久性能会随冻融循环次数的增大呈缓慢降低的趋势。此外,当再生粗骨料掺量为天然粗骨料3.0%时,得到的再生混凝土的抗冻融耐久性最好。上述试验结果为再生混凝土的应用提供一定的试验基础与支撑。     

再生骨料混凝土抗冻性能试验研究

为了研究不同粗骨料取代率再生混凝土的抗冻性,共设计了5种不同料取代率的试块进行冻融循环试验,根据试验现象及试验数据,对试验结果进行了分析。结果表明：再生粗骨料混凝土的抗冻性整体上要劣于原生混凝土,且随着再生骨料的增加,抗冻性能越差。冻融循环200次后,试验中各混凝土的相对动弹性模量剩余量均超过60%,满足混凝土抗冻性要求     

再生粗骨料品质与掺量对再生混凝土抗冻融性能影响规律

与天然骨料相比,再生骨料表面附着一些硬化水泥块,相应吸水率较大,进而导致其机械强度较低。不同品质及掺量的再生粗骨料(RA)对相应再生混凝土的抗冻耐久性也是北方地区工程常关注的问题。采用快速冻融法对比研究了普通骨料混凝土(OAC)、优质再生粗骨料混凝土(HRAC)、正常质量的再生粗骨料混凝土(NRAC)的抗冻性能,同时结合质量损失率、相对动弹性模量变化研究了RA的品质及掺量对不同冻融循环次数下RAC抗冻性能的影响规律。试验表明,抗冻融破坏能力高低顺序为OACHRACNRAC;经过250次冻融循环后,NRAC的质量损失率达5.36%,RA掺量为100%时,NRAC相对动弹性模量低于60%,不满足F250要求。     

再生骨料混凝土耐久性试验研究

研究了再生骨料取代率对再生骨料混凝土耐久性的影响。结果表明:对于C30,C50,C60强度等级的再生骨料混凝土,再生骨料的取代率在80%以下时,其抗渗性能保持不变;当取代率达到100%时,抗渗性能略微下降;对于C60强度等级再生骨料混凝土随再生骨料取代率的增加,相对动弹性模量下降,质量损失增加。当取代率为100%时,相对动弹性模量下降为77.0%,质量损失为1.30%,但仍然满足抗冻指标的要求;对于C30,C50,C60强度等级的再生骨料混凝土,随着再生骨料取代率的增加,碳化深度增大,其中再生骨料取代率为60%时,达到了最高值。     

硫酸盐冻融对自密实再生粗骨料混凝土力学性能的影响

采用快速冻融循环法研究再生粗骨料(RCA)替代率、冻融环境及冻融循环次数对自密实再生粗骨料混凝土(SCRCAC)力学性能的影响。结果表明：RCA替代率相同时,清水冻融环境中SCRCAC经历125次冻融循环后的抗压强度、劈拉强度及单轴抗压强度损失率最小,5%质量分数的MgSO₄溶液冻融环境中为最大。冻融试验初期硫酸盐可抑制冻融损伤。冻融试验后期,不同冻融环境及RCA取代率下再生粗骨料混凝土与普通混凝土的抗压强度与冻融循环次数的关系曲线逐渐呈现分离。基于此,提出了劈裂抗拉及单轴抗压强度与抗压强度之间的新关系式,该模型能较好地预测RCASCC经硫酸盐冻融后的损伤劣化规律。建立的强度预测模型经游程检验表明模型精度较高。灰熵关联分析表明：清水、5%质量分数的Na₂SO₄溶液及5%质量分数的Na₂SO₄与5%质量分数的MgSO₄的混合盐溶液冻融环境中冻融循环次数对抗压强度及劈拉强度的影响大于RCA取代率;而与5%质量分数的MgSO₄溶液中情况相反...     

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。     

再生粗骨料取代率对混凝土力学性能的影响分析

为了分析混凝土力学性能与再生骨料取代率之间的关联性,文中对0、30%、50%、70%、100%五种不同再生骨料取代率混凝土进行研究,并对各组混凝土的抗压强度、抗折强度、峰值应变、坍落度等性能进行比较。结果表明,混凝土坍落度、弹性模量、劈裂抗拉强度随再生骨料取代率提升而不断降低;混凝土抗压强度受再生粗骨料取代率变化而表现出波动,并未表现出明显的上升或下降趋势;不同粗骨料取代率条件下制备的混凝土试件之间并没有十分明显的泊松比差异;混凝土抗折强度会随再生骨料取代率发生变化,且并非增长或降低,但折压比会随再生骨料取代率增加而不断提升。