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.     

再生粗骨料取代率对混凝土基本性能的影响

系统研究了相同水灰比情况下再生粗骨料取代率对混凝土基本性能的影响。试验中再生粗骨料取代率分别为0，30％，50％，70％和100％，保持混凝土的水灰比不变。主要研究了再生粗骨料取代率对混凝土立方体坍落度、抗压强度、棱柱体抗压强度、峰值应变和泊松比、弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响。试验结果表明，再生粗骨料取代率对上述各性能指标均有一定影响，但程度不同。同时发现，除抗折强度外，普通混凝土各基本力学性能指标问的关系均不适用各种再生骨料取代率混凝土。     

回弹检测粉煤灰再生混凝土抗压强度试验研究

通过对粉煤灰掺量不同的再生粗骨料取代率为30％和50％的粉煤灰再生混凝土进行回弹检测其抗压强度,得出随着粉煤灰掺量的增加,粉煤灰再生混凝土的回弹值呈先下降后上升的趋势,为推测粉煤灰再生混凝土的专用测强曲线和回归方程提供了基础理论。     

不同取代率再生粗骨料混凝土的力学性能

采用人工破碎的方式,把某路面废弃的C25混凝土破碎后,参照普通混凝土配合比设计规范配制再生混凝土,设计了30个不同再生粗骨料取代率标准试块进行抗压强度和劈裂抗拉强度试验,并以普通混凝土为基准进行比较分析,试验结果表明:再生粗骨料的取代率为50%时,抗压强度相对较高;再生混凝土的劈裂抗拉强度与普通混凝土较为相似。     

超声回弹综合法检测再生混凝土抗压强度试验研究

针对配制再生粗骨料取代率为30%和50%,同时分别掺入5%,10%,15%粉煤灰的C30再生混凝土试块,采用超声回弹综合法检测抗压强度,进行试验研究,推导出适用的测强公式。试验结果表明:其测强公式与粉煤灰再生混凝土抗压强度实测值具有较好的相关性;对同种配合比实体构件进行检测,利用推导的多项式回归方程计算结构实体构件强度,回归结果与实际符合较好。     

寒冷地区再生混凝土抗压强度试验研究

系统地研究了再生粗骨料混凝土的抗压强度与水灰比、粗骨料取代率以及龄期之间的关系。通过与天然粗骨料混凝土进行对比试验分析得出:再生混凝土的抗压强度随龄期的发展规律接近于普通混凝土;再生混凝土的抗压强度与再生粗骨料取代率的关系密切;再生混凝土的抗压强度与水灰比变化的规律不尽一致。     

再生混凝土超声-回弹测强曲线的建立及应用

为了获得再生混凝土的超声-回弹测强曲线,针对C20-C40共5种强度等级再生混凝土,进行了系统的超声回弹综合法检测抗压强度试验研究.试验中,再生骨料的取代率分别为0,25%,50%和1(30%.试验结果表明,随着再生骨料取代率的增加,混凝土的超声声速和回弹值均有所降低;再生混凝土的抗压强度和超声声速及回弹值之间存在一定的相关关系;再生骨料取代率对混凝土抗压强度与超声声速的关系影响显著,但是对抗压强度与回弹值的关系影响很小.基于本文获得的再生混凝土的超声声速和回弹值试验结果,建立了再生混凝土的测强曲线.并进一步将本文得到的测强曲线应用于某再生混凝土刚性路面混凝土抗压强度检测,发现再生混凝土抗压强度的实测值与推定值吻合良好.     

水胶比和再生粗骨料取代率对再生混凝土强度影响的试验研究

为了更好地掌握再生混凝土强度变化规律,利用废弃混凝土试块作为再生粗骨料原料,依据水胶比和再生粗骨料取代率不同配制了15组共计75个再生混凝土试块进行试验对比分析。试验结果表明：再生混凝土破坏过程和破坏形态与普通混凝土基本一致,但相对于普通混凝土来说,再生混凝土的基本力学性能较差。再生混凝土抗压强度随水胶比增大而降低,再生粗骨料取代率的增加会对再生混凝土的基本力学性能产生不利影响。     

再生混凝土抗压强度试验研究

通过对实验室及室外等3种不同的废弃混凝土再生后进行抗压强度试验,研究了取代率分别为0,40％,70％,100％的再生粗骨料混凝土及再生细骨料混凝土抗压强度.研究结果表明,再生混凝土的取代率对再生混凝土的抗压强度影响很大.室内与室外骨料再生混凝土的抗压强度变化规律不同.针对实验提出了再生混凝土抗压强度与取代率关系的公式.     

再生粗骨料取代率对混凝土抗压强度的影响

通过试验室条件下371块立方体试块抗压强度试验,研究了再生粗骨料取代率分别为0,30%,50%,100%(质量分数)的混凝土抗压强度的变异特性及概率分布特征.基于试验数据,得到了不同再生粗骨料取代率混凝土抗压强度的均值、方差和变异系数;采用正态分布模型对再生混凝土抗压强度的分布进行了检验;利用Monte-Carlo模拟方法对根据试验结果得到的分布规律进行了进一步验证.研究结果表明,再生混凝土抗压强度的变异系数与普通混凝土差别不大;可以用正态分布模型描述再生混凝土抗压强度的概率分布.最后根据统计分析和贝叶斯估计结果,建议了C30再生混凝土抗压强度的标准差取值.     

再生骨料混凝土渗透性试验研究

对粗骨料取代率为100％的再生混凝土氯离子渗透性进行了试验研究,分析了不同强度等级下再生混凝土的氯离子渗透性,并与相同强度等级的普通混凝土进行了对比研究。结果表明：随着强度的提高,再生混凝土的抗氯离子渗透性相应提高;在相同强度等级下,再生混凝土与普通混凝土的氯离子渗透性相差不大。     

Long term performance of recycled concrete beams with different water–cement ratio and recycled aggregate replacement rate

The purpose of this study is to reveal the service performance of recycled aggregate concrete (RAC) components for different values of water−cement ratio and replacement rate of recycled coarse aggregate (RCA). Generally, the concrete strength decreases with the increase of the replacement rate of RCA, in order to meet the strength requirements when changing the replacement rate of RCA, it is necessary to change the water−cement ratio at the same time. Therefore, the axial compressive strengths of prism with 25 mix proportions, the short-term mechanical properties and long-term deformation properties of reinforced concrete beams were tested respectively by changing water−cement ratio and RCA replacement rate. The bearing capacity and the strain nephogram of samples under different loads were obtained using the Digital Image Correlation (DIC) method, and a self-made gravity loading experimental device was used for long-term deformation investigation. Results showed that the damage pattern of RAC was the same as that of natural aggregate concrete (NAC), but the brittleness was more pronounced. The brittleness of concrete before failure can be reduced more effectively by adjusting the replacement rate of RCA than by adjusting the water−cement ratio. The water−cement ratio has an evident influence on the axial compressive strength and early creep of concrete, while the replacement rate of RCA has a remarkable effect on the long-term deformation of the concrete beams.     

再生粗骨料取代率对约束再生混凝土动态力学行为的影响

通过箍筋约束再生混凝土棱柱体动态力学性能试验,获取不同再生粗骨料取代率下约束再生混凝土单轴受压动态应力-应变关系全曲线|研究取代率对约束再生混凝土力学和变形性能的影响规律。不同再生粗骨料取代率、体积配箍率或应变率下约束再生混凝土应力-应变曲线形状无明显区别,曲线的上升段基本一致,而下降段差异较为明显。随着再生粗骨料取代率的增加或应变率的提高,下降段曲线随之变陡|箍筋约束在很大程度上可以改善再生混凝土的脆性,随着体积配箍率的提高,下降段曲线明显随之趋于平缓。再生粗骨料取代率对受压峰值应力和极限应变的影响规律不明显|随着再生粗骨料取代率、加载速率或箍筋约束的提高,约束再生混凝土受压峰值应变均随之增大。初步提出受压峰值应变的再生粗骨料取代率影响因子模型。根据初始弹性模量变化规律,提出不同取代率下约束再生混凝土受压初始弹性模量计算公式。     

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。     

再生粗骨料混凝土立方体抗压强度试验研究

鉴于再生粗骨料来源的多样性,RAC(再生混凝土)的立方体抗压强度(frc)也会有所不同。为探讨不同粗骨料来源RAC的立方体抗压强度frc之间的差异性,选取了具有典型代表性的旧房拆迁、高强桩基、市政工程、科学研究等四种不同来源的废混凝土,经破碎加工成四种再生粗骨料,分别选取了25%、50%、75%和100%四种取代率,配置成四种RAC,测其frc抗压强度。结果表明,再生粗骨料取代率对RAC frc抗压强度影响较大,而不同粗骨料来源对RAC的frc影响并不明显。     

再生混凝土抗折强度的影响因素及其计算方法

为研究掺入再生粗骨料对混凝土抗折强度的影响，进行了抗折强度试验研究，考虑的参数包括再生粗骨料取代率、基体混凝土水灰比、基体混凝土龄期、再生粗骨料级配、再生混凝土水灰比以及再生混凝土配制方法等，确定了再生混凝土抗折强度的关键影响因素。在总结了现有的再生混凝土抗折强度计算公式基础上，采用本文及已有文献的试验数据对各公式预测精度进行了分析。以此为基础，提出了考虑关键参数影响的再生混凝土抗折强度计算公式。研究结果表明：再生粗骨料取代率与粗骨料级配是再生混凝土抗折强度的主要影响因素，取代率为100%的再生混凝土抗折强度比普通混凝土低3.9%~26.8%，采用不同粗骨料级配的再生混凝土抗折强度相差可达15.5%；再生混凝土抗折强度降低幅度随混凝土水灰比的增大而增大，不同水灰比的再生混凝土抗折强度降低幅度相差可达14.7%，而且再生粗骨料对混凝土抗折强度的影响低于其对抗压强度的影响，导致现有的计算公式不能有效预测再生混凝土抗折强度；基于普通混凝土抗折强度计算公式形式，并考虑混凝土水灰比及再生粗骨料取代率综合影响的再生混凝土抗折强度计算公式具有较高的预测精度，公式预测结果与试验结果比值的均值为0.991，判定系数为0.772。     

Bond behavior of H-shaped steel embedded in recycled aggregate concrete under push-out loads

Twenty two push-out tests were carried out in order to investigate the bond behavior between H-shaped steel and recycled aggregate concrete (RAC). Eleven kinds of recycled coarse aggregate (RCA) replacement ratios (i.e., 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, and 100%) were designed in the test, and considering different categories of bond position of H-shaped steel, concrete protective cover thickness, stirrup reinforcement ratio, source and size of RCA were also selected. The load-slip curves at the loading end and free end were obtained; in addition, the distribution of H-shaped steel strain and the bond stress along the embedded length were analyzed. The bond strength in this investigation is related to the RAC cube compressive strength, and as a result, the interface bonding increases with RCA replacement ratio increasing. The bond strengths between different parts of H-shaped steel and RAC can be disparate: (1) the largest bond stress is located at the inside interface of the flange of H-shaped steel; (2) the second one is on the outside interface of the flange of H-shaped steel; (3) the bond stress between web of H-shaped steel and recycled coarse aggregate concrete is the smallest. What’s more, it was found that the ultimate and residual bond stresses can be enlarged due to the stronger grip action with increasing of concrete protective cover thickness and larger constrained effect with expanding the stirrup reinforcement ratio. The RCA serving age has a negative effect on the bonding performance, and when the size of RCA reduces, the ultimate bond strength decreases accordingly. Finally, four calculation models applied to predict the bond strength for all the specimens and the component of bond stress between shape steel and RAC is derived through the law of periodic transmission.     

再生混凝土框架结构恢复力特征参数的应变率效应分析

文章在前期研究工作基础上,采用提出的再生混凝土动态本构关系数学模型和非线性有限元数值模拟方法,深入分析了结构恢复力行为受应变率和再生粗骨料取代率影响的变化规律,提出了综合考虑应变率和再生粗骨料取代率的恢复力特征参数计算模型.通过对特征参数定量对比和分析,分别给出了不同再生粗骨料取代率下屈服荷载和变形的应变率影响因子计算...     

考虑基体混凝土抗压强度影响的再生粗(细)骨料混凝土干燥收缩模型

对已有研究中再生混凝土干燥收缩试验结果进行分析,发现再生细骨料对再生混凝土干燥收缩的影响随着基体混凝土强度的增大而降低,然而现有再生细骨料混凝土干燥收缩模型均未考虑基体混凝土强度的影响,这会高估采用源于高强混凝土的再生细骨料配制的再生混凝土的干燥收缩变形。基于现有试验结果,引入基体混凝土抗压强度影响系数,对课题组前期提出的再生细骨料混凝土干燥收缩模型进行修正,所提出的修正模型对再生混凝土干燥收缩性能预测结果相对现有其他模型预测结果离散性更小、精度更高,线性回归系数为1.009,判定系数为0.841。在工程常见参数范围内,采用修正模型进行了系统的参数分析,以研究基体/再生混凝土强度、砂率、再生粗/细骨料取代率、再生粗/细骨料吸水率和环境相对湿度等参数对再生混凝土干燥收缩的影响。分析结果表明,再生细骨料取代率的影响随再生粗骨料取代率的增大而降低,但影响依然显著;随着基体混凝土抗压强度的提高,再生骨料对混凝土干燥收缩的影响显著降低,设计中需考虑该因素的影响。     

Bond behaviour between recycled aggregate concrete and steel rebars

Thirty six pullout tests were carried out in order to investigate the bond behaviour between recycled aggregate concrete (RAC) and steel rebars. Three recycled coarse aggregate (RCA) replacement percentages (i.e., 0%, 50% and 100%) and two types of steel rebar (i.e., plain and deformed) were considered in this paper. Based on the test results, the influences of both RCA replacement percentages and the rebar surface on the bond strength between the RAC and steel rebars were investigated. It was found that under the equivalent mix proportion (i.e., the mix proportions are the same, except for different RCA replacement percentages), the bond strength between the RAC and the plain rebar decreases with an increase of the RCA replacement percentage, whereas the bond strength between the RAC and the deformed rebar has no obvious relation with the RCA replacement percentage. The empirical bond stress versus slip relationship between RAC and steel rebars was established through regression analysis using the experimental data.