再生粗骨料含量对再生混凝土力学性能的影响分析

为了研究再生粗骨料取代率对再生混凝土力学性能的影响,利用废弃混凝土为再生粗骨料来源,研究取代率从0%至100%变化,中间级差为10%的11种再生混凝土,制作了33个标准立方体、33个标准棱柱体和33个尺寸为150 mm×150 mm×550 mm的棱柱体再生混凝土试件,依标准试验方法进行力学性能测试。通过试验,获取了再生混凝土取代率与立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、应变延性系数、耗能系数、割线刚度和损伤度等力学性能指标之间的关系。研究结果表明:随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度总体呈现增长的趋势;抗折强度呈现先增长后减小的趋势;弹性模量总体呈现减小的趋势;延性系数、耗能系数、割线刚度总体均呈现减小的趋势但减小幅度较小;再生混凝土的刚度退化和损伤累积过程与天然混凝土较为一致。综合考虑再生混凝土基本力学性能指标和经济性能指标,建议以30%~40%作为再生混凝土的最优取代率。     

再生混凝土基本力学性能试验及应力应变本构关系

以设计强度为C30的废弃混凝土为再生粗骨料制备再生混凝土试件,其中66个标准棱柱体试件和33个150 mm×150 mm×550 mm棱柱体试件,分别进行棱柱体抗压强度、抗折强度、弹性模量及泊松比试验,研究了不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的基本物理力学性能,提出了再生混凝土应力-应变本构方程.结果表明:随着再生粗骨料取代率的增加,标准龄期再生混凝土棱柱体抗压强度略有提高,其应力-应变全过程曲线的形状与普通混凝土相似,在曲线的上升段,再生粗骨料混凝土的曲线与天然骨料混凝土基本重合,但在下降段,则再生混凝土的曲线变得更为陡峭;标准龄期的同批次再生混凝土抗折强度与棱柱体抗压强度的比值约为0.12,棱柱体抗压强度与其立方体抗压强度的平均比值为0.87;再生粗骨料取代率对再生混凝土的强度指标影响不大,各种取代率再生混凝土的抗折强度和棱柱体抗压强度与天然骨料混凝土实测值接近;对同批次静置2 a的长龄期再生混凝土所测棱柱体抗压强度较标准龄期实测值有较大幅度提高,增大值为16.87％;长龄期再生混凝土的弹性模量较普通混凝土有较大提升,但泊松比的变化不明显,其值相对稳定,且在高取代率时其泊松比数值比普通混凝土有所降低.     

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。     

纤维再生混凝土力学性能试验

本实验研究基于C30混凝土在粗骨料取代率为50%下掺入不同种类的纤维后,再生混凝土的主要力学性能。选择掺入的纤维有钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维。再生粗骨料选择龄期为40年的废弃建筑物混凝土。制作粗骨料取代率为50%再生混凝土标准土立方体试块(150 mm×150 mm×150 mm),标准棱柱体试块(150 mm×150 mm×300 mm),尺寸为150 mm×150 mm×550 mm试块。每种尺寸下制作3组试块。在三种试块的制备过程中分别加入钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维,观察其流动性、塌落度、保水性。入模后按混凝土标准实验的养护方法放置于养护室中养护28 d后测试其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度。对所得结论进行比较分析后得知在相同粗骨料取代率下对于掺入不同纤维的再生混凝土,其表现出了不同的物理力学性能。对于掺入钢纤维的,再生混凝土流动性降低、塌落度增大、保水性变差,但强度及抗折强度有所增加,劈裂抗拉强度无明显变化。对于掺入玻璃纤维的再生混凝土其流动性小幅增强、坍落度小幅减小、保水性基本不变,而抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度均有一定的增强。对于掺入聚丙烯纤维的再生混凝土,其流动性增强,塌落度减小而抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度均有一定的降低。对于上述结论可知,掺入玻璃纤维的再生混凝土相对来说性能更优越,建议选择该种混凝土进行推广。     

再生混凝土物理力学性能试验研究

采用废砖粗骨料、废混凝土细骨料完全替代天然骨料,配制了5组不同配合比的再生混凝土试块。通过试验得到立方体试块的抗压强度、碳化深度以及棱柱体试块的轴心抗压强度、弹性模量、收缩等力学性能指标。经分析得出轴心抗压强度与立方体抗压强度、弹性模量与抗压强度的关系,并对混凝土碳化和收缩公式进行了拟合。     

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。     

再生砖粗骨料混凝土单轴受压力学性能研究

完成了再生砖粗骨料混凝土的单轴受压力学性能试验,研究了不同取代率对再生砖粗骨料混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、弹性模量的影响。研究结果表明:再生砖粗骨料混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、弹性模量随着取代率的不断增加而不断减小,但峰值应变却不断增大;基于试验数据,拟合得到了再生砖粗骨料混凝土的应变-应变关系曲线表达式。     

寒冷地区再生混凝土抗折强度试验研究

为了研究寒冷地区不同粗骨料取代率再生混凝土的抗折强度,共设计了33个不同再生粗骨料取代率(0、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%)标准试块进行抗折试验,其中标准棱柱体试件33块。获取了不同粗骨料取代率再生混凝土的抗折强度数据与折断面图片,分析了粗骨料取代率对抗折强度的影响。试验结果表明:寒冷地区再生粗骨料混凝土的抗折强度随再生粗骨料取代率的不同而出现不同的变化,呈现先升后降趋势,其中30%取代率的再生混凝土抗折强度最高,100%取代率的最低。     

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.     

含石粉机制砂再生混凝土基本力学性能研究

为研究机制砂中石粉含量、再生粗骨料取代率对混凝土拉、压性能的影响,制作不同石粉含量(0、5%、10%、15%)和不同再生粗骨料取代率(0、33.3%、66.6%、100%)的机制砂再生混凝土试块,共有96个标准立方体试块用于抗压、劈裂抗拉强度试验和48个标准棱柱体试块用于抗压强度试验,并分析了单因素和双因素耦合作用对拉、压强度影响规律。试验结果表明:机制砂中含有一定量的石粉对立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和劈裂抗拉强度的提高均起促进作用;随着再生粗骨料取代率的增加,抗压和劈裂抗拉强度均先降低后提高。并且拟合分析得出立方体抗压强度与劈裂抗拉强度以及立方体抗压强度与棱柱体抗压强度间关系式。