玄武岩纤维再生混凝土的基本力学性能

玄武岩纤维作为一种新型绿色的工程材料,可显著提高混凝土的力学性能,为再生混凝土的研究和推广提供了新的发展思路。研究了玄武岩纤维掺量分别为0、2和4 kg/m3情况下,对不同再生骨料替代率下的玄武岩纤维再生混凝土物理和力学性能的影响。结果表明,在纤维掺量为2 kg/m3时,50%替代率再生混凝土的密度最大;当纤维掺量少于2 kg/m3,再生混凝土的抗拉强度随纤维含量的增加而降低;对于50%再生骨料替代率下的再生混凝土,玄武岩纤维含量为4 kg/m3时对其力学性能提高最明显。     

玄武岩纤维喷射混凝土在热害环境下的性能试验研究

以隧道热害问题为背景,通过模型试验、近似模拟湿喷技术、定量分析及微观测试相结合的方法研究不同掺量玄武岩纤维喷射混凝土劈裂强度和粘结强度等力学性能的影响,横向对比标准养护和干热养护下的不同体积掺量的玄武岩纤维混凝土的力学性能,同时也加入硅灰以及钢钎维作为参照,以便从机理程度上提出更有效的解决热害措施。试验研究表明:在混凝土中加入玄武岩纤维,对混凝土起到了增强和阻裂的作用,改善了混凝土的脆性易裂的破坏状况。干热环境下,加入少量的玄武岩纤维能够提高混凝土的力学性能。当玄武岩掺量为0.1%玄+5%硅灰时,喷射混凝土的力学性能最好,加入0.2%玄武岩纤维掺量,也有一定程度的改善。实际隧道施工中,可通过加入适量的玄武岩纤维和适量的硅灰,可降低混凝土在热害环境下的危害。     

玻璃纤维再生混凝土力学性能研究和微观结构分析

利用经PVA溶液浸泡的PVA改性再生骨料替代部分天然骨料,同时掺入不同长度、不同掺量的玻璃纤维制备再生混凝土,研究玻璃纤维再生骨料混凝土的两项基本力学性能。结果表明:经改性后的再生骨料基本达到天然骨料强度,在此基础上掺入玻璃纤维,再生混凝土抗压强度得到显著提升,掺量0.1%、纤维长度为6 mm时最为明显,养护28 d时达到40.8 MPa,比未掺纤维时增大了33.7%;掺量0.2%时试件的劈裂抗拉强度均明显提高,纤维掺量0.1%时劈裂抗拉强度随纤维长度的增大而增大,但总体低于掺量0%纤维对照组。电镜扫描(SEM)发现改性再生骨料与其他材料粘结较好,玻璃纤维均匀分散于试件中。     

再生混凝土柱轴心受压承载力研究

目的研究不同再生粗骨料取代率对再生混凝土短柱承载能力的影响.方法采用人工破碎的方式把废弃混凝土破碎后,参照普通混凝土配合比设计方法,通过改变再生粗骨料的掺入量,配制再生骨料混凝土.对9根再生混凝土柱和3根普通混凝土短柱进行轴心受压试验.结果再生混凝土柱与普通混凝土柱具有相似的破坏机理.再生混凝土柱的承载力随着再生粗骨料掺入量的增加逐渐降低,但降低幅度不大,当再生骨料掺入量为15%时,再生混凝土柱的承载力能达到普通混凝土柱承载力的约94%.结论在掺入量合适的情况下,再生混凝土柱应用实际是可行的.     

高性能再生骨料混凝土的物理力学性能及耐久性

针对再生骨料混凝土的路用性能,研究了再生骨料的掺量对高性能再生骨料混凝土物理力学性能的影响,并采用混凝土抗氯离子渗透性的电评价标准试验方法对高性能再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性能进行了评价.研究结果表明,虽然再生骨料属于低品质骨料,但高性能再生骨料混凝土的力学性能及耐久性并未随着再生骨料掺量的增加而急剧劣化,再生骨料对混凝土性能既有正效应也有负效应;通过采用优质粉煤灰和高效减水剂双掺技术,可以制备出高强高性能再生骨料混凝土.     

纤维混凝土动态压缩力学性能的SHPB试验研究

采用Φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究了四个不同纤维体积掺量的碳纤维混凝土(CFRC)、玄武岩纤维混凝土(BFRC)在多个应变率条件下的动态压缩力学性能,并对两种纤维混凝土的冲击力学性能进行了对比分析.结果表明,CFRC和BFRC的强度随应变率的增加而近似呈线性增长,强度增强因子随应变率的增加呈对数增长,表现出明显的应变率相关性;纤维体积掺量0.1%的玄武岩纤维混凝土的强度最高,纤维体积掺量0.3%碳纤维混凝土的韧度最好;相同应变率范围内,碳纤维混凝土的韧度优于玄武岩纤维混凝土.     

玄武岩纤维增强再生混凝土正交试验与强度预测

对影响玄武岩纤维增强再生混凝土(BFRRC)强度的水胶比、再生粗骨料替代率、玄武岩纤维掺量和玄武岩纤维长度4因素进行了四因素三水平正交试验设计,研究了4种因素对BFRRC强度的影响规律,利用卷积神经网络对BFRRC的强度发展进行了预测研究。结果表明:水胶比越低,相应的混凝土强度越高;随着再生粗骨料替代率的增加,再生混凝土抗压与抗折强度先降低后提高;掺入玄武岩纤维后,再生混凝土的抗折强度明显提高,而抗压强度则随纤维掺量的增加先提高后降低;综合BFRRC强度的影响因素与再生骨料的循环经济要求,确定其最优配比为A_1B_3C_3D_3;建立了卷积神经网络BFRRC强度预测模型,预测结果与实测值十分接近,可以作为BFRRC配合比设计的参考。     

玄武岩纤维增强聚合物混凝土基本力学性能试验研究

通过混凝土拌合物工作性能和基本力学性能试验,研究了不同掺量的玄武岩纤维和聚合物乳液在单掺、复掺情况下对混凝土工作性能、抗压强度和抗折强度的影响规律.结果表明:玄武岩纤维和聚合物乳液单掺时,随着玄武岩纤维或聚合物乳液掺量的增加,混凝土的7 d龄期抗压强度均略微降低,28 d龄期抗压强度提高不明显,抗折强度均有显著提高;在玄武岩纤维和聚合物乳液掺量匹配时,玄武岩纤维增强聚合物混凝土具有良好的工作性能和优异的抗折强度.     

玄武岩纤维超高性能混凝土力学性能试验

为了降低超高性能混凝土中水泥的用量,制备绿色超高性能混凝土,研究了玄武岩纤维对超高性能混凝土力学性能的影响,提出了力学性能最优的低水泥用量超高性能混凝土配合比和玄武岩纤维的最佳掺量.采用粉煤灰和硅灰以不同比例组合作为水泥的替代材料制备超高性能混凝土,分析了添加纤维和不添加纤维试件的和易性、力学性能和微观结构.结果表明,当粉煤灰和硅灰混杂替代水泥比例达50%时,其力学性能与原试件强度相当;掺加0.1%玄武岩纤维的试件其力学性能高于掺加0.2%和0.3%纤维和没有掺加纤维试件的力学性能.     

聚丙烯纤维混合再生骨料混凝土力学性能研究

将混合的废弃混凝土和烧结砖进行资源化利用是解决城市建筑垃圾堆放及污染问题的重要途径.基于聚丙烯纤维混合再生骨料混凝土力学性能试验和X射线断层扫描(XCT)试验,深入研究纤维对再生骨料混凝土受压、受拉性能的影响规律与机理.结果 表明:纤维掺量为0.6 kg/m3时,再生骨料混凝土抗压强度略有提高,之后,随着纤维掺量的增加...     

基于排队评分法与矩阵分析法的多指标再生混凝土力学性能的优选研究

为了研究多指标情况下再生混凝土力学性能的最优组合,以再生骨料替代率、粉煤灰替代率和钢纤维掺入率为因素,抗压强度、劈拉强度、抗折强度、拉压比和折压比为指标,分别利用排队评分法与矩阵分析法对再生混凝土正交试验结果进行分析.结果表明:各因素对再生混凝土力学性能影响的大小顺序依次为钢纤维掺入率、粉煤灰替代率、再生骨料替代率; 再生混凝土力学性能的最优组合为A4B2C4,即再生骨料替代率为100%、粉煤灰替代率为10%、 钢纤维掺入率为1.8%; 矩阵分析法所得结果与正交试验分析结果更为接近,这表明矩阵分析法在确定最佳组合方案时优于排队评分法.     

再生骨料混凝土的力学性能

采用再生骨料配制再生骨料混凝土(RAC),研究其力学性能,特别是单轴受压应力-应变性能.通过改变再生骨料的取代量,研究再生骨料对RAC力学性能的影响.研究结果表明:随着再生骨料取代率的增加,RAC的强度会略有降低;RAC的单轴受压应力-应变曲线与普通混凝土相近,随着再生骨料取代量的增加,RAC的延展性得到提高;采用数值计算模型和损伤模型构造RAC的本构关系,回归曲线与实测单轴受压应力-应变曲线的吻合较好,特别是数值模型,基本上能够真实地再现应力-应变曲线,可用于混凝土结构的计算分析.     

碳纤维布加固薄壁钢管再生混凝土短柱力学性能的试验研究

针对四川地震中产生的大量废弃建筑骨料,设计了10个薄壁钢管再生混凝土短柱的轴压性能试验,其中6个试件采用外贴碳纤维复合材料(CFRP)进行加固,研究不同加固形式对薄壁钢管再生混凝土短柱的极限承载力,变形能力,刚度和破坏形态的影响。试验分析了不同再生骨料替代率,钢管截面形式和加固面积比,以及钢管长径比对加固效果的影响。试验结果表明,2种加固方式均可显著提高薄壁钢管再生混凝土短柱的极限承载力和变形能力,改变其破坏模式和提高其整体刚度。碳纤维加固面积比越大,试件极限承载力和变形能力提高幅度越大,但其提高程度并不与加固面积成正比。对于不同长径比的薄壁钢管再生短柱,不同加固方式对其加固效果差别不大。     

不同再生骨料取代率的再生混凝土性能试验研究

再生混凝土是一种循环再利用建筑拆毁废弃物的实用而经济的材料,现已受到广泛地关注和讨论.为了更有效地应用再生混凝土材料,有必要对其基本性能进行研究,特别是为了指导在灾后重建中的应用,应该对来自灾区的再生骨料及其加工成的再生混凝土的性能进行研究.文中,试验测试了来自灾区再生骨料的物理和力学性能.通过不同再生混凝土的配合比设计,对比研究了具有不同再生骨料取代率的再生混凝土的力学性能以及不同龄期的再生混凝土强度.研究结果表明,再生骨料与天然骨料确实存在着一定的差别,比如表现在,再生骨料具有较高的孔隙率,其吸水率比天然骨料高出3.5倍,其密度比天然骨料降低10%,但具备可以接受的强度和表观形状.具有不同再生骨料取代率的再生混凝土表现出比天然混凝土具有更小的密度,抗压强度和抗拉强度.并且再生骨料取代率越高,其值降低越大.通过对不同龄期的再生混凝土的强度变化的研究,发现由于再生混凝土中再生骨料吸收的水分会随水泥水化作用缓慢地释放出来,从而促进了再生混凝土强度的发展,最后甚至可能超过天然混凝土的强度.另外,通过对试块受压破坏截面情况的观察,分析得到了再生混凝土和天然混凝土的失效模式.试验结果为进一步研究再生混凝土填充的中空钢管结构提供了参考.     

颗粒整形再生骨料混凝土力学性能的试验研究

试验研究了颗粒整形再生骨料混凝土、简单破碎再生骨料混凝土和天然骨料混凝土的力学性能.结果表明：全组分颗粒整形再生骨料混凝土的力学性能低于天然骨料混凝土,但大大优于简单破碎再生骨料混凝土.另外,颗粒整形再生粗骨料配置的混凝土力学性能明显高于简单破碎再生骨料混凝土与全组分颗粒整形再生混凝土,略低于天然骨料混凝土,该试验结果对于工程实践具有一定指导作用.     

再生砖混骨料混凝土柱的小偏心受压性能

通过小偏心受压性能试验对比研究3根的天然骨料混凝土柱和3根同强度全再生砖混骨料混凝土柱,强度分别为C25、C30和C35. 对6根柱进行加载试验,分析再生砖混骨料混凝土柱相比于同强度天然骨料混凝土柱在受力过程、破坏特征、变形能力与承载力等方面的差异. 试验发现,再生砖混骨料混凝土柱在小偏心加载至破坏的过程中,具有与天然骨料混凝土柱相似的3个受力阶段,且符合平截面假定. 与同强度的天然骨料混凝土柱相比,变形较大,但再生砖混骨料混凝土柱的极限承载力略高,原因可能在于两者轴心抗压强度的差异.     

钢纤维再生混凝土劈拉强度试验研究

通过钢纤维再生混凝土立方体试件的劈拉强度试验,研究了钢纤维体积分数(0.0%～2.0%)、3种钢纤维类型(MF,SF,BF)、再生粗骨料处理方式以及试件尺寸变化对再生混凝土劈拉性能的影响.结果表明:钢纤维的加入显著提高了再生混凝土的劈拉强度,当纤维体积分数超过1.5%后,钢纤维再生混凝土的劈拉强度接近甚至超过天然钢纤维混凝土;钢纤维类型对再生骨料钢纤维混凝土影响显著,钢纤维对再生混凝土和天然混凝土的增强效果比较接近,其中BF钢纤维增强效果最好;尺寸效应对钢纤维再生混凝土的影响比天然钢纤维混凝土显著;再生骨料处理方法对钢纤维再生混凝土的劈拉强度也有一定的影响;现行钢纤维混凝土劈拉强度计算公式仍适用于钢纤维再生混凝土.     

高温后钢骨再生混凝土柱的加固行为分析

针对高温环境对钢骨混凝土受力性能影响的问题,进行了高温（500、700C）作用后钢骨再生混凝土柱的轴压性能试验,分析了碳纤维布（CFRP）加固对其力学性能的影响,得到了高温后钢骨再生混凝土柱及加固试件的失效模式、极限承载力和位移响应与不同骨料取代率的关系曲线。结果表明：500和700C高温作用后钢骨试件出现干缩裂缝,且温度越高干缩裂缝越多,极限承载力越低;对于高温后加固试件,极限承载力和位移得到较大提高,然而其破坏模式变为没有预兆性的脆性破坏;相对于0%和100%取代率的钢骨试件,高温后50%取代率试件加固后的极限承载力提高幅度达到最大的141%。最后,利用ABAQUS有限元模型模拟了钢骨试件的位移和应变发展曲线,与试验结果符合较好;同时针对CFRP对钢骨试件的加固机理进行了分析,揭示了钢骨、再生混凝土和CFRP在受压时的变形协调机理。     

Mechanical Properties and ITZ Microstructure of Recycled Aggregate Concrete Using Carbonated Recycled Coarse Aggregate

The effect of carbonation treatment and mixing method on the mechanical properties and interfacial transition zone (ITZ) properties of recycled aggregate concrete (RAC) was investigated. Properties of recycled concrete aggregate (RCA) were tested firstly. Then, five types of concretes were made and slump of fresh concrete was measured immediately after mixing. Compressive strength and splitting tensile strength of hardened concrete were measured at 28 d. Meanwhile, the microstructure of RAC was analyzed by backscattered electron (BSE) image. It was found that the water absorption ratio of carbonated recycled concrete aggregate (CRCA) was much lower when compared to the untreated RCA. Comparatively, the apparent density of CRCA was not significantly modified. The concrete strength results indicate that the mix CRAC-2 prepared with CRCA by adopting two-stage mixing approach shows the highest compressive strength value compared to the other mixes. The microstructural analysis demonstrate that the mix CRAC-2 has a much denser old ITZ than the untreated RAC because of the chemical reaction between CO₂ and the hydration products of RCA. This study confirms that the ITZ microstructure of RAC can be efficiently modified by carbonation treatment of RCA and encourages broadening the application of construction and demolition wastes.     

圆钢管再生混凝土短柱计算方法

为了对圆钢管再生混凝土短柱的计算公式进行研究,建立了圆钢管再生混凝土轴压短柱有限元模型,并验证了模型的正确性.使用四种规范对13根圆钢管再生混凝土短柱有限元模型进行了计算分析,结果表明:规范ACI(2005)、规范ASIC(2005)和规范AIJ(1997)对于圆钢管再生混凝土轴压短柱的计算结果偏安全,但精确度较低;规范(GB 50936-2014)的计算结果不仅偏安全,而且计算精确度较高,但此规范未考虑骨料取代率的影响.对规范(GB 50936-2014)中的公式进行了修正,提出了修正系数θ,并验证了修正系数的正确性.