再生混凝土微环境温度响应试验研究

在恒定温湿度的人工气候环境下,通过试验测量不同再生粗骨料取代率、水灰比、环境湿度条件下再生混凝土的微环境温度值,分析再生混凝土微环境温度响应规律。试验结果表明:在环境相对湿度和水灰比相同的条件下,再生混凝土微环境温度变化速度慢于普通混凝土,且随着再生粗骨料取代率的增大,速度逐渐减慢;再生混凝土微环境温度响应过程中,水灰比和环境相对湿度两个影响因素存在明显的耦合作用;再生混凝土内外初始温差和再生粗骨料取代率对微环境温度响应时间有重要影响,初始温差、再生粗骨料取代率越大,温度响应时间越长。     

再生混凝土筒体耐火性能试验研究与理论分析

为研究再生混凝土筒体的耐火性能,进行了3个混凝土筒体试件高温下工作性能试验研究。3个试件分别为普通混凝土筒体,粗骨料为再生骨料、细骨料为天然骨料的半再生混凝土筒体,粗骨料、细骨料均为再生骨料的全再生混凝土筒体。分析3个试件的温度场、竖向位移、墙体挠度及耐火极限。利用ABAQUS软件,模拟分析了筒体混凝土温度场,分析结果与试验结果符合较好。研究表明：随着再生骨料取代率的增加,混凝土内部温度的增加速率减小;相同受力和受火条件下,同一位置再生混凝土比普通混凝土的温度低;由于再生混凝土孔隙率略大,在荷载和高温共同作用下,其受力性能比普通混凝土略差;随再生骨料取代率的增加,耐火极限逐渐降低。     

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.     

高温下再生混凝土梁受剪性能试验研究

对9根不同再生骨料取代率的再生混凝土梁试件进行了常温和标准升温条件下的受剪试验,研究再生粗骨料取代率和初始荷载比等对试件的破坏特征、耐火极限、温度场分布和变形性能等的影响。利用ABAQUS有限元分析软件分别进行试件的温度场分析和顺序热-应力耦合全过程分析,并提出高温下再生混凝土梁受剪承载力理论计算方法和设计计算式。研究结果表明:高温下再生混凝土梁的剪切破坏特征与普通混凝土梁相似,但再生骨料取代率越大,火灾试验后试件表面混凝土的剥落程度越明显;试件的耐火极限随再生粗骨料取代率的增大而提高,随初始荷载比的增大而降低,再生混凝土梁的耐火极限受初始荷载比的影响比普通混凝土梁低;再生粗骨料取代率越大,相同时刻试件内部测点的温度越低,箍筋温度也越低,再生混凝土梁比普通混凝土梁具有更好的耐火性能;在火灾试验末期,随着再生粗骨料取代率的增加,试件的变形增长速率逐渐减小,说明高温下再生混凝土梁斜截面破坏时的延性比普通混凝土梁好;有限元分析结果与试验结果吻合较好;提出的高温下再生混凝土梁受剪承载力理论计算方法和设计计算式均具有可行性,能够分别满足试验和工程设计的要求。     

再生混凝土骨料咬合模型修正及其参数分析

为分析再生混凝土中再生粗骨料咬合机制,基于Walraven提出的普通混凝土骨料咬合模型,提出了考虑再生粗骨料原始混凝土强度的再生混凝土骨料咬合修正模型。结合再生混凝土界面剪切试验结果,确定适用于再生混凝土的骨料咬合模型关键参数。理论分析结果与试验结果对比表明,修正的骨料咬合模型对于界面剪切作用的预测值较普通混凝土及再生混凝土的试验值均偏高,修正的骨料咬合模型较适用于对再生混凝土剪切作用的预测。在再生混凝土剪切作用理论计算中,需按实际裂缝开展情况对骨料咬合作用进行折减,折减系数取值范围为0.7~0.9。采用修正的再生骨料咬合模型及计算方法展开变参数分析发现,再生粗骨料性能对骨料咬合作用有重要影响,即再生粗骨料原始混凝土强度越高,旧砂浆含量越低,再生粗骨料咬合作用越强。     

再生粗集料混凝土界面微观结构的发展规律

分别制作相同配合比的再生粗集料混凝土和普通混凝土试件.在养护龄期为3,7,14,28d时,将再生粗集料混凝土试件切割,取样,然后对其内部不同界面微观结构进行扫描电镜观测;同时对再生粗集料混凝土和普通混凝土试件进行了抗压强度试验,观察了加载后再生粗集料混凝土试件内部裂纹的分布情况.结果表明:随着龄期的增长,再生粗集料混凝土各个界面过渡区都有不同程度的发展;天然粗集料新砂浆界面过渡区发展相对缓慢;再生粗集料中老砂浆新砂浆界面发展较快,老砂浆与新砂浆结合较好;再生粗集料中天然粗集料老砂浆界面为混凝土浇筑前已存在的界面,并且存在着一定数量的微裂缝.再生粗集料混凝土3d抗压强度略高于普通混凝土,7,14,28d抗压强度则与普通混凝土基本相当.荷载作用下,再生粗集料混凝土内部裂纹主要分布在天然粗集料新砂浆界面以及天然粗集料老砂浆界面处.     

再生混凝土单轴受压疲劳性能

完成再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土单轴受压疲劳试验,着重考察在疲劳荷载作用下的应变响应和疲劳损伤累积。基于文献中普通混凝土受压疲劳性能研究成果,对比分析再生混凝土与普通混凝土的疲劳性能差异,发现再生粗骨料附着老砂浆、再生混凝土中多界面等特点没有引起两种混凝土疲劳性能的显著区别。进一步研究残余应变和疲劳应变的变化情况,并对再生混凝土的疲劳模量与裂纹的扩展进行分析,建立疲劳失效过程与应变响应行为之间的关系,揭示再生混凝土的疲劳损伤演化过程。基于试验结果和连续损伤力学,提出一个再生混凝土损伤模型,可用来对再生混凝土疲劳性能进行理论和数值分析。     

钢管海砂再生混凝土轴压性能试验与分析

以再生粗骨料取代率和海砂中的Cl-含量为主要参数,完成了18个钢管海砂再生混凝土轴压试验,分析了再生粗骨料取代率、海砂中的Cl-含量对试件破坏特征和受力变形的影响.结果表明:钢管海砂再生混凝土受力过程与普通钢管混凝土相似,包含弹性、弹塑性和破坏3个阶段,其主要破坏模式为斜剪破坏;试件峰值荷载随着再生粗骨料取代率和海砂中的Cl-含量的增加而略有降低;峰值应变随着再生粗骨料取代率的增加而增大,随着Cl-含量的增加先增大后减小.同时,对比分析了不同规范的峰值荷载公式计算值与试验值的差异,并根据试验数据对钢管海砂再生混凝土轴压应力-应变全曲线计算模型进行了拟合.     

再生粗骨料混凝土界面参数研究EI北大核心CSCD

对不同再生粗骨料取代率和水灰比下9组混凝土的力学性能及耐久性能进行了测试;基于测试结果及分析,提出了长度界面参数、体积界面参数和广义界面参数的概念,并比较分析了3个界面参数与再生粗骨料取代率、水灰比、力学性能及耐久性能的关系.结果表明:再生粗骨料混凝土的力学性能及耐久性能与再生粗骨料取代率、水灰比紧密相关;广义界面参数可反映界面体积和新砂浆水灰比对混凝土性能的影响,较好揭示了再生粗骨料混凝土性能的劣化机理.     

再生骨料取代率及老砂浆强度对混凝土细观性能的影响

建立6种不同再生骨料取代率细观数值模型,基于基面力元法研究单轴压缩荷载作用下5种不同再生老砂浆强度对混凝土内部微裂纹的扩展及单轴抗压强度的影响。研究表明:基于势能原理的基面力元法可以推导荷载作用下混凝土等非均质材料的单元应变及单元刚度矩阵;单轴压缩荷载作用下,再生混凝土的抗压强度随着再生骨料取代率的增加而递减、随着老砂浆强度的提高而递增;当取代率小于40%,老新砂浆强度比大于0.80时,老砂浆强度能显著提高单轴抗压强度;内部微裂纹首先出现在新老黏结带,然后穿过粗骨料密集区域形成连续破坏裂缝,裂缝宽度随着取代率的增加而增加,随着老砂浆强度的增加而减小。     

掺粉煤灰再生混凝土反向湿度响应规律与预测模型研究

在模拟人工气候环境条件下,开展了再生粗骨料取代率和粉煤灰掺量对再生混凝土力学性能及其在干燥过程中反向湿度响应的影响研究。基于传质学的相关理论,提出了粉煤灰再生混凝土反向湿度响应的预测模型并验证了其可行性。试验结果表明:混凝土28 d抗压强度随着再生粗骨料取代率和粉煤灰掺量的增大均呈现先增大后减小的趋势; 粉煤灰掺量一定时,再生粗骨料取代率为25%的混凝土抗压强度达到最大; 再生粗骨料取代率一定时,粉煤灰掺量(质量分数)为10%的抗压强度最大; 在同一反向湿度响应时刻,再生粗骨料取代率为25%时混凝土反向湿度响应速率最低,取代率为0%,50%,75%,100%的混凝土湿度响应速率依次增大; 粉煤灰掺量为10%的混凝土反向湿度响应速率最低,掺量为0%,20%和30%的湿度响应速率依次增大; 在反向湿度响应的早期,2种影响因素对混凝土的反向响应速率影响更大; 随着湿度响应的进行,影响逐渐减小,且随着粉煤灰掺量的增大,不同时间段的反向湿度响应速率差距逐渐增大。     

考虑粗骨料品质和取代率的再生混凝土抗压强度计算

再生混凝土的粗骨料表面存在硬化砂浆和大量的界面结构，致使其抗压强度较普通混凝土的有所降低，且受压破坏情况更为复杂。为建立一个普遍适用的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式，试验中采用不同再生粗骨料品质、不同取代率的再生混凝土，研究了胶水比、再生粗骨料的品质和取代率对再生混凝土抗压强度的影响，并分析了再生粗骨料吸水率、表观密度和压碎指标等品质特征参数和其影响因子的相关性。在普通混凝土Bolomey抗压强度公式的基础上，建立了考虑骨料品质和取代率的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式，并与常用的抗压强度计算公式的计算结果进行了误差比较。研究结果表明：再生粗骨料混凝土抗压强度与胶水比、取代率之间均呈线性关系，并且再生粗骨料的品质对再生混凝土抗压强度影响显著；误差分析表明，与试验结果相比，普通混凝土Bolomey抗压强度公式的最大误差约为16.51%，考虑有效胶水比的再生粗骨料混凝土抗压强度的最大误差约为36.33%，而考虑再生粗骨料品质差异和取代率的再生混凝土抗压强度的最大误差仅为4.90%，具有较高的精度和较好的适用性。     

再生骨料特性对再生混凝土强度和碳化性能的影响

为了评价再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生混凝土性能的影响,以再生骨料表面不同的砂浆强度及附着率为变量,配制了不同强度等级的再生骨料混凝土,通过对比性强度试验和碳化试验评价了再生混凝土内部存在的2个界面过渡区与混凝土性能的关系.结果表明:以高强度原生混凝土为再生骨料配制相对较低强度等级的再生骨料混凝土时,其强度与普通混凝土几乎相同,再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生骨料混凝土强度影响不大,但碳化深度有所增大;以相对较低强度原生混凝土为再生骨料配制同强度等级以上的再生骨料混凝土时,其强度与普通混凝土相差较大,再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生混凝土强度影响较大,碳化深度也相应增大.     

全再生废砖骨料混凝土导热系数试验分析与预测

以3种不同的再生废砖粗骨料替代率(40%、70%、100%)和再生废砖细骨料替代率(40%、70%、100%)设计7组试验,对再生废砖骨料混凝土导热系数进行试验和分析。试验结果表明:提高再生废砖粗骨料替代率可降低再生废砖骨料混凝土导热系数;在再生废砖粗骨料替代率为100%的基础上,增加再生废砖细骨料的替代率,则再生混凝土导热系数持续下降,其中全再生废砖骨料混凝土导热系数最低,相比普通混凝土降低幅度为57.52%;定义了再生废砖骨料影响系数G,G值越大,再生混凝土导热系数越低;研究了再生砖骨料混凝土导热系数的变化机理,在Hasselman-Johnson模型基础上,提出了再生废砖骨料混凝土导热系数修正公式,计算预测值与试验值吻合良好。     

再生粗骨料混凝土性能的研究

将几种取自不同地点的废弃混凝土破碎制成粗骨料,然后通过不同搭配,配制成几种不同水灰比、坍落度的再生混凝土,并对其新拌混凝土早期的性能进行测试比较,研究结果表明,在相同条件下,再生混凝土的流动性比普通混凝土的差;再生混凝土的凝结时间比普通混凝土要短;再生混凝土的抗压强度一般随再生骨料掺量的增加而降低;吸水率高的再生骨料对应的再生混凝土强度低;通过各种方法的复合运用,可配得较高抗压强度的再生混凝土;混合再生骨料配制的再生混凝土,其中原始混凝土强度低的再生骨料,对低水灰比和高水灰比的再生混凝土有不同的影响效果。     

钢筋-中高强度再生混凝土黏结滑移性能梁式试验研究

为研究钢筋与再生混凝土黏结滑移性能,进行了13个梁式试件的钢筋-中高强度再生混凝土黏结性能试验。研究了钢筋外形、锚固长度、混凝土强度、再生骨料取代率对钢筋-再生混凝土黏结滑移性能的影响。结果表明：再生粗骨料混凝土取代率为33%~66%、细骨料为天然砂时,钢筋-再生混凝土黏结强度与普通混凝土接近;再生粗骨料取代率100%、再生细骨料取代率50%以上时,钢筋-再生混凝土黏结性能明显退化;与普通混凝土相比,再生粗骨料混凝土的相对混凝土强度黏结效率系数有所提高;变形钢筋与再生混凝土的黏结强度明显好于光圆钢筋;钢筋与再生混凝土的黏结强度随钢筋相对锚固长度增大而减小;拟合所得的黏结-滑移本构模型,其计算值与试验值吻合良好。     

全再生混凝土概念的衍化与研究进展

全面梳理和分析了再生混凝土的发展历程与演变特点,提出了全再生混凝土的基本概念,基于文献分析,针对不同组分、不同取代率下再生混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能开展了对比分析.整理了当再生粗骨料、再生细骨料分别单取代且取代率达到100％ 及再生粗、细骨料双取代的取代率都达到100％ 后混凝土各性能变化的量值,最后总结了再...     

大粒径再生粗骨料混凝土墩基础竖向受压性能

为了实现建筑垃圾资源化高效利用,将大粒径再生粗骨料应用于混凝土基础中,考虑墩基础直径和不同施工方式两方面的因素,制作两个不同尺寸（尺寸分别为800 mm×2 500 mm、1 000 mm×2 500 mm）的大粒径（再生粗骨料粒径为 40~80 mm）再生粗骨料混凝土预制墩基础和两个普通混凝土现浇墩基础,通过墩基础原位轴压静载试验,对大粒径再生粗骨料预制墩基础在砂土地基中的荷载-沉降曲线特性、墩底地基土压力分布、破坏模式和竖向承载力等进行分析。在此基础上,分别制作了3个尺寸为 250 mm× 500 mm（圆截面直径×试件高度）再生混凝土墩柱和3个相同尺寸的普通混凝土墩柱,通过墩柱轴压试验对墩柱破坏过程进行研究。研究结果表明：浇筑大粒径再生粗骨料混凝土墩柱时加入钢丝网片,能够阻止大粒径再生粗骨料下沉,使得再生粗骨料均匀分布,从而保证再生混凝土墩柱的浇筑质量;再生混凝土墩柱受压发生破坏时,大粒径再生粗骨料发生断裂破坏,再生粗骨料与普通混凝土的界面黏结性能良好。再生混凝土墩柱的轴压承载力较普通混凝土墩柱的降低15%。在砂土地基中,大直径再生粗骨料混凝土预制墩基础与普通混凝土现浇墩基础在达到竖向极限荷载之前均未发生墩身破坏,表明这两种墩基础可用于砂土地基中。     

钢筋再生混凝土柱受压承载力试验研究

为了研究钢筋再生混凝土柱的受压性能,设计6个试件进行轴心受压和偏心受压加载试验,考虑再生粗骨料取代率、相对偏心距、配箍率三个变化参数。通过试验观察试件受力破坏过程及形态,获取截面应力分布、变形和极限承载力等重要参数;并分析各变化参数对再生混凝土柱承载性能的影响规律。结果表明:钢筋再生混凝土柱受力破坏过程及形态与普通钢筋混凝土柱相似,均表现为混凝土的压碎;偏心距对试件的极限承载力影响明显,随着相对偏心距的增大,试件的极限承载力逐渐减小,而再生粗骨料取代率对其承载力的影响不显著;采用普通钢筋混凝土的强度计算方法计算钢筋再生混凝土柱轴心受压强度时,试验值比计算值小,偏于不安全,而计算偏心受压强度时,试验值比计算值大。     

再生粗骨料钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究

对5根再生粗骨料钢筋混凝土梁及1根普通钢筋混凝土梁的弯曲疲劳性能进行了试验研究,比较了再生粗骨料钢筋混凝土梁与普通钢筋混凝土梁的开裂荷载、疲劳破坏特征、疲劳寿命、疲劳荷载作用下的跨中挠度、裂缝宽度等,研究结果可为再生粗骨料钢筋混凝土梁的设计和应用提供参考。