基于正交分析法的透水混凝土性能试验研究

采用正交法设计试验,选取目标孔隙率为20%,以水灰比、碎石骨料粒径、聚丙烯纤维掺量为因素设计不同因子水平的正交试验并采用极差法分析各因素对透水混凝土性能的影响规律,配合比计算方法主要参考《透水水泥混凝土路面技术规程》。结果表明:水灰比对实测孔隙率影响最大,骨料粒径对透水系数影响最大,纤维掺量对抗压强度影响最大;综合考虑透水系数和抗压强度,得到了透水混凝土性能最佳的正交组合,即水灰比为0.31、骨料粒径为10~15 mm、纤维掺量为0.4%。     

基于正交分析法的透水混凝土性能试验研究北大核心

采用正交法设计试验,选取目标孔隙率为20%,以水灰比、碎石骨料粒径、聚丙烯纤维掺量为因素设计不同因子水平的正交试验并采用极差法分析各因素对透水混凝土性能的影响规律,配合比计算方法主要参考《透水水泥混凝土路面技术规程》。结果表明:水灰比对实测孔隙率影响最大,骨料粒径对透水系数影响最大,纤维掺量对抗压强度影响最大;综合考虑透水系数和抗压强度,得到了透水混凝土性能最佳的正交组合,即水灰比为0.31、骨料粒径为10~15 mm、纤维掺量为0.4%。     

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。     

稻壳灰-废旧砖再生透水混凝土的配合比研究

为探究稻壳灰-废旧砖再生透水混凝土的配合比,采用4因素3水平正交试验,探究水灰比、目标孔隙率、废旧砖骨料取代率、稻壳灰掺量对透水混凝土的强度、透水性、抗冻性的影响。结果表明：水灰比为0.3、目标孔隙率为10%、废旧砖骨料取代率为40%、稻壳灰掺量为6%时,稻壳灰-废旧砖再生透水混凝土的性能更优,其抗压强度为11.28 MPa、劈裂抗拉强度为1.99 MPa、透水系数为0.56 cm/s、孔隙率为37.5%、50次冻融循环后抗压强度为3.74 MPa。     

玄武岩纤维增强再生混凝土冻融后基本力学性能试验研究

主要研究了冻融后不同再生骨料取代率(0、50%、100%)的混凝土及再生骨料取代率为50%、玄武岩纤维掺量为4 kg/m3的纤维增强再生混凝土的抗冻性和力学性能,归纳了4种混凝土冻融破坏类型及机理分析,得到了在不同冻融循环周次后混凝土的质量损失、抗压强度、弹性模量及峰值应变变化曲线,分析了混凝土应力-应变全过程曲线的变化特征,给出了混凝土受压破坏的机理分析。结果表明:天然混凝土冻融破坏情况最严重且质量损失最多;冻融循环100次后,纤维增强再生混凝土的抗压强度提高约16%,弹性模量降低约4%和峰值应变变化不大,表现出良好的抗压性能和延性变形能力;应力-应变全过程曲线的变化趋势与再生骨料取代率有关,与纤维掺量无关;冻融循环作用对混凝土内部界面过渡区的影响是决定混凝土破坏形式的主要原因之一。     

粉煤灰及聚丙烯纤维对再生透水混凝土性能的影响

为了有效利用建筑垃圾中的红砖,提出了采用再生混凝土骨料和再生红砖骨料按比例全部替代天然骨料,制备再生混合骨料透水混凝土。通过比较再生混合骨料透水混凝土的力学性能、透水性能及抗冻性能,探究复掺粉煤灰和聚丙烯纤维对再生混合骨料透水混凝土性能的影响。研究结果表明：随着纤维掺量的增加,再生透水混凝土的力学性能和抗冻性能有所提高,透水性能有所下降;粉煤灰对再生混合骨料透水混凝土的后期强度提升较为明显,随着粉煤灰掺量的增加,再生透水混凝土的力学性能及抗冻性能提高,透水性能下降,而粉煤灰的过度掺入,会大幅度降低再生透水混凝土的透水性能。在保证有较好透水性能和力学性能的前提下,在采用85%再生混凝土骨料和15%红砖骨料为混合粗骨料的基础上,选择粉煤灰掺量为10%,聚丙烯纤维为6 kg/m3的最优配合比组合。     

再生细骨料粒径及掺量对混凝土抗冻性能的影响

采用快速冻融法研究了再生细骨料粒径、掺量以及粉煤灰对混凝土抗冻性能的影响.结果表明:再生细骨料混凝土的抗冻性能明显劣于相同配合比的基准混凝土;随着再生细骨料最小粒径尺寸减小、掺量增加,混凝土的抗冻性能下降,当再生细骨料最小粒径尺寸≤0.16mm,掺量≥40%(质量分数)时,混凝土抗冻性能下降很大;尽管再生细骨料混凝土的抗冻性能随着粉煤灰掺量的增加而有所下降,但掺粉煤灰后再生细骨料混凝土的抗冻性能仍明显优于未掺粉煤灰的再生细骨料混凝土,粉煤灰对再生细骨料混凝土的抗冻性能具有明显的改善作用.     

再生粗骨料混凝土抗冻耐久性试验研究

采用正交试验分析再生粗骨料、聚丙烯纤维和引气减水剂掺量对再生混凝士抗冻耐久性的影响,结果表明,引气减水剂是影响抗冻性能的重要因素。再生粗骨料掺量70％、聚丙烯纤维掺量0．7kg／m^3、引气减水剂掺量0．6％的配合比,可使设计强度为C30的再生混凝土达到F250以上的抗冻等级。提出将饱和面干吸水增长率作为评判再生混凝土抗冻性能的技术指标,它与相对动弹性模量一样,可以反应再生混凝土受冻融破坏的程度。     

冻融对塑钢纤维轻骨料混凝土强度和韧性的影响研究

在轻骨料混凝土中掺入塑钢纤维,通过对冻融后混凝土进行立方体抗压强度与劈裂抗拉强度试验,研究冻融对轻骨料混凝土抗压强度、劈拉强度及拉压比的影响。参照标准试验方法,按不同纤维掺量和不同冻融循环次数设计了12组纤维轻骨料混凝土试件以及4组未掺纤维轻骨料混凝土对比试件,塑钢纤维掺量为3、6、9 kgm3,冻融循环次数为0、50、100、150。试验结果表明,经冻融作用后的不同纤维掺量轻骨料混凝土拉压比均有不同程度的衰减,纤维掺量3 kgm3轻骨料混凝土在经受不同程度的冻融作用下仍能保持较高的韧性。     

塑钢纤维轻骨料混凝土的冻融损伤模型

对掺塑钢纤维的轻骨料混凝土(LWAC)试件进行快速冻融循环试验和抗压强度试验,得到冻融循环后该轻骨料混凝土的相对动弹性模量、质量损失率和抗压强度的变化规律.分别以相对动弹性模量和抗压强度为损伤变量建立了含塑钢纤维掺量参数的轻骨料混凝土冻融损伤模型.结果表明:塑钢纤维可有效地抑制轻骨料混凝土的冻融损伤;当塑钢纤维掺量为6kg/m~3时,轻骨料混凝土的抗冻性能最好,服役寿命最长,抗压强度最高;塑钢纤维轻骨料混凝土抗压强度冻融损伤模型宜用指数函数型模型,该冻融损伤模型和相对动弹性模量冻融损伤模型的拟合精度较高,均能够较好地反映塑钢纤维轻骨料混凝土的冻融损伤变化规律.     

废弃砂浆粉对混凝土抗冻性能的影响

研究了废弃砂浆粉对混凝土抗冻性的影响,测试了不同水灰比及废弃砂浆粉掺量下冻融循环后混凝土的抗压强度、质量损失。结果表明,随着冻融次数增加,混凝土的质量损失率及抗压强度损失率增大,当水灰比低于0.44时,经25次冻融后,混凝土抗压强度略有升高;随着废弃砂浆掺量增加,混凝土的抗冻性能总体呈下降趋势,试验范围内,当水灰比低于0.44时,废弃砂浆粉掺量低于10%,可以提高混凝土抗冻性能。随着水灰比增加,相同条件下,混凝土的质量损失率及抗压强度损失率均呈增大趋势。     

玄武岩纤维对橡胶再生混凝土抗冻性能的影响

通过冻融循环试验研究橡胶颗粒掺量10%、再生粗骨料掺量40%及玄武岩纤维掺量为0、2、4 kg/m~3对混凝土抗冻性能的影响规律,并对影响机理进行分析。结果表明:橡胶混凝土抗冻性能明显优于普通混凝土,再生混凝土的抗冻性能低于普通混凝土,掺入玄武岩纤维有利于混凝土抗冻性,混凝土相对动弹性模量的下降幅度趋于平缓,经150次冻融循环后,普通混凝土、再生混凝土、橡胶混凝土、橡胶再生混凝土的相对动弹性模量依次为87.2%、78.1%、94.6%、88.5%。     

聚丙烯腈纤维对引气混凝土抗冻性的影响

采用快速冻融法,以质量变化和相对动弹性模量作为混凝土抗冻性能的评定指标,研究了聚丙烯腈纤维在三个体积掺量0.07%、0.1%、0.13%时对C30、C45和C60引气混凝土抗冻性的影响,其中引气混凝土含气量为4%.结果表明掺加聚丙烯腈纤维的引气混凝土的冻融破坏形态为表面剥落破坏,纤维混凝土在冻融作用下的内部损伤减轻.掺加聚丙烯腈纤维的C30、C45引气混凝土的抗冻性得到了很大的改善,纤维体积掺量为0.1%时,抗冻性最好;但聚丙烯腈纤维对高强度等级的C60引气混凝土的抗冻性提高幅度不明显.     

刚性聚丙烯纤维改性透水混凝土耐久性能研究

为研究刚性聚丙烯纤维的掺入对透水混凝土材料耐久性能的影响,试验室中对4种掺量的钢纤维改性透水混凝土分别进行了冻融循环试验和硫酸盐干湿循环试验。研究表明随着纤维掺量的增加,透水混凝土的抗冻融性能和抗硫酸盐干湿循环性能均有提升,1%体积掺量的刚性聚丙烯纤维改性透水混凝土具备较好的耐久性能。对透水混凝土的冻融指标评定应以质量损失率为主,纤维一定程度上承担了基体冻融过程中的体积膨胀应力和硫酸盐循环中的结晶压力,对透水混凝土有效的发挥了阻裂和增强作用。     

基于冻融循环条件下的纤维混凝土抗冻性试验研究

为解决西部地区混凝土结构遭受不同程度的冻融破坏问题,本次试验以混凝土试件为研究对象,采用快随冻融循环试验方法,探讨了纤维种类及掺量对混凝土抗冻性的影响,研究质量损失率、相对抗压强度及动弹模量损失率、相对抗折强度的变化规律。结果表明:随着纤维掺量的增加,混凝土的相对抗折强度、动弹模量显著提高,而相对抗压强度对掺量变化的敏感度较低;SF对混凝土抗冻性的影响优于PPF。冻融循环条件下,一定掺量范围内,混凝土的抗冻性与纤维掺量呈正相关关系。     

透水混凝土盐溶液冻融破坏特性及机理研究

为研究不同掺合料及盐溶液对透水混凝土基本力学性能的影响,分别进行清水、氯盐和硫酸盐条件下的冻融对比试验,采用质量损失率和强度损失率评价其抗冻融破坏特性,通过矿物分析研究其破坏机理。试验结果表明:在100次清水冻融循环内,透水混凝土质量损失和强度损失呈线性增大;复掺粉煤灰、硅灰组优于单掺硅灰组及基准组;掺合料对强度损失率的改善优于对质量损失率的改善。不同盐溶液冻融后,凝胶结构表面产生不同种类的盐结晶,对复掺组透水混凝土抗冻性的影响顺序为:硫酸盐氯盐清水,100次冻融循环后,硫酸盐、氯盐冻融条件下透水混凝土的强度损失较清水条件下分别平均增大了64.5%、27.9%。     

纤维再生混凝土的抗冻性能试验研究

采用正交试验研究再生骨料掺量、粉煤灰掺量、减水剂掺量以及加入不同种类的纤维4个配合比参数对纤维再生混凝土抗冻性能的影响,得出满足再生混凝土(设计强度C35)良好抗冻性的最佳配合比。试验结果表明:当再生骨料掺量为50%、粉煤灰掺量为10%、减水剂掺量为0.5%,选用铣削波纹型钢纤维时,再生混凝土可满足强度及良好抗冻性能。     

冻融环境下硅烷防水混凝土渗透性试验研究

为研究冻融损伤对整体混凝土抗渗透性能影响,制备不同水灰比、不同硅烷乳液掺量的整体防水混凝土试件。在不同冻融循环次数下,测定不同试件相对动弹性模量以评价整体防水混凝土抗冻性能。同时,对经过不同冻融循环次数下的试件进行毛细吸水试验和氯离子侵蚀试验,并绘制毛细吸水曲线和氯离子含量曲线,以评价不同冻融损伤下整体防水混凝土的抗渗透性能。试验结果表明,随着硅烷乳液掺量的增加,整体防水混凝土的抗冻性能降低。但是在相同冻融循环次数下,整体防水混凝土仍较普通混凝土具有较好的抗渗透性能。     

偏高岭土对天然轻骨料混凝土抗冻性能及微观影响的研究

通过对轻骨料混凝土内掺0、10%、15%、20%偏高岭土研究轻骨料混凝土的抗冻性能。分别设定25,50,75,100,125,150,200次的冻融循环,每次冻融循环结束后,测定其质量损失和动弹模量。通过对试验组和基准组的数据对比分析,发现掺加偏高岭土能够很大程度的提高轻骨料混凝土的抗冻性,并确定了偏高岭土的最优掺量为胶凝材料的15%。另外通过对轻骨料混凝土冻融试件的电镜扫描的微观分析,找到了偏高岭土对轻骨料混凝土的抗冻性能提高的微观原因。     

冻融环境下塑钢纤维对轻骨料混凝土韧性影响研究

为了研究0,50,100,150次冻融循环作用后,塑钢纤维掺量对轻骨料混凝土弯曲韧性、冲击韧性的影响规律,对塑钢纤维掺量分别为0,3,6,9kg/m~3的高强轻骨料混凝土分别进行弯曲韧性试验和抗冲击性能试验,实测了轻骨料混凝土的荷载-挠度关系、初裂冲击次数、破坏冲击次数,并计算了初裂耗能和破坏耗能。结果表明:冻融环境下,掺入塑钢纤维能显著提高轻骨料凝土弯曲韧性及抗冲击性能;冻融150次后,塑钢纤维掺量为9kg/m~3轻骨料混凝土的累积耗能为素轻骨料混凝土的115倍。