配制方法对再生混凝土基本力学性能的影响

实验室配制再生混凝土时,一般采用再生骨料饱和面干法(PMA),此外,也有两阶段拌合法(TSMA)、等量砂浆含量法(EMV)与直接加水法(MWC)等其他配制方法以提高再生混凝土基本力学性能或简化其配制过程。为了便于实现再生混凝土在结构工程领域的商品化,通过试验研究,对比了这4种配制方法对再生混凝土抗压强度、弹性模量和收缩性能的影响。试验结果表明:采用两阶段拌合法(TSMA)配制的再生混凝土与饱和面干法(PMA)配制的相比,其抗压强度、弹性模量与收缩性能最大仅降低4.7%。在不显著影响再生混凝土基本力学性能的前提下,TSMA法省略了再生骨料的饱和面干处理过程,便于工程应用。在此基础上,将现有再生混凝土弹性模量和收缩模型与两阶段拌合法(TSMA)配制的再生混凝土试验数据进行对比,验证了模型的可行性。     

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.     

粗集料强度对混凝土抗折强度的影响

试验研究了4种粗集料(碎石、钢集料、砂浆、页岩陶粒)与3种抗压强度等级水泥砂浆基体组合的混凝土的抗折强度及其发展规律.结果表明,粗集料与水泥砂浆基体的协调性对混凝土抗折强度影响十分显著.当粗集料强度和弹性模量与水泥砂浆基体相匹配时,增加粗集料强度可提高混凝土抗折强度,但粗集料强度和弹性模量过高反而会因较大的应力集中而降低混凝土抗折强度;当粗集料强度比水泥砂浆基体抗压强度低时,单纯通过增大水泥砂浆基体抗压强度来提高混凝土抗折强度的效果不明显;粗集料与水泥砂浆基体在抗压强度和弹性模量上的差异对混凝土抗折强度及其发展规律有很大影响.只有在两者相互协调的基础上,才能充分发挥粗集料和水泥砂浆基体的作用.     

拆除混凝土的再生试验研究

采用合理的技术措施回收拆除混凝土 ,再生出性能良好的混凝土集料 (简称再生集料 ) ,可用于生产新混凝土。结果表明 ,与天然集料相比 ,再生集料密度较低 ,吸水率较高。采用再生粗集料配制混凝土时 ,强度和抗冻性均良好 ,但收缩较大。而再生细集料则对混凝土的抗压强度产生显著影响。     

基于力学性能的吸附砂浆界限含量分析

基于再生粗骨料吸附砂浆定量分析及文献数据,研究吸附砂浆含量变化与再生粗骨料物理性能之间的关系,以及再生粗骨料取代率为100％的再生混凝土在不同吸附砂浆含量下的力学性能演化规律;以吸附砂浆含量为自变量、力学性能为因变量、目标强度为限值,利用数学方法确定吸附砂浆界限含量.研究发现:随着吸附砂浆含量的增加,再生粗骨料的物理性能逐渐下降;再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量随吸附砂浆含量的增加而出现不同程度的降低,吸附砂浆含量对再生混凝土劈裂抗拉强度的影响要大于对其抗压强度的影响,弹性模量受吸附砂浆含量影响,试验结果波动较大;经过数值拟合后,再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度与吸附砂浆含量呈二次函数关系,弹性模量与吸附砂浆含量的关系符合Boltzmann公式,基于拟合结果,确定满足C40再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量的吸附砂浆界限含量分别为45％、43％和39 ％.     

再生骨料混凝土不同龄期的力学性能

将废旧混凝土试块破碎加工成再生粗骨料,按照与天然粗骨料颗粒级配相一致的原则重新配制,然后以0％(质量分数,下同),50％和100％这3种粗骨科取代率、相同配合比配制再生骨料混凝土(RAC),测试其不同龄期的力学性能.结果表明:随着粗骨料取代率的增加,相同养护龄期的RAC立方体抗压强度、轴心抗压强度以及弹性模量均有不同程度降低;RAC的7d抗压强度增长较快,360 d抗压强度较28d的提高34.4％～47.8％;28 d轴心抗压强度与相同龄期的立方体抗压强度呈线性关系;弹性模量随养护时间的延长有所提高,与天然骨料混凝土(NAC)相比,RAC的360 d弹性模量降低13.9％～24.2％.     

再生集料种类对再生细石混凝土强度影响研究

研究了经破碎后不同再生集料种类、掺入量、粉煤灰掺量三种因素对再生细石混凝土强度的影响。结果表明,混凝土再生集料所配制的C20再生细石混凝土的早期、后期强度可与天然细石混凝土强度相当,本试验条件下,混凝土再生集料取代率在60%时,试件的7d和28d抗压强度甚至比天然细石混凝土更高;砂浆再生集料和碎砖再生集料配制的再生细石混凝土的早期、后期强度均低于天然细石混凝土强度,且随着砂浆再生集料、碎砖再生集料取代率的增加而明显下降;掺有粉煤灰的再生细石混凝土掺量在20%以内时28d的抗压强度略高于未掺粉煤灰的再生细石混凝土强度。     

废弃集料掺矿渣再生混凝土的试验研究

由于启废弃集料本身的具有一些天然缺陷,导致再生集料混凝土的综合性能较同级配普通混凝土差,而矿渣可以改善普通混凝土的物理力学性能和耐久性能,故研究中以废弃混凝土为再生粗集料,再适当掺加一定量的水泥和矿渣,配制成再生混凝土,对其坍落度,抗压强度,气体渗透性和碳化性能进行了试验.结果表明,用矿渣及高强度再生粗集料,可以配制出坍落度为1 80mm,28d抗压强度达5 0MPa,耐久性能较好的再生集料混凝土.     

再生粗集料混凝土基本性能的实验研究

对再生粗集料的级配、吸水率、表现密度、堆积密度、压碎指标、外观等方面进行实验研究与分析,得出了再生粗集料与天然碎石相比较具有尺寸相似、级配较差、堆积密度和表观密度小、吸水率和压碎指标较高的结果.然后,采用将再生粗集料混凝土与普通混凝土进行对比实验的方法,研究再生粗集料混凝土坍落度、抗压强度、弹性模量、弹强比及抗冻融性能等.结果表明,再生粗集料混凝土具有较好的施工性能、力学性能和耐久性能,可以用于普通钢筋混凝土结构,特别是当再生粗集料替代率在30%及其以下时,与普通混凝土的基本性能相差不大.     

再生骨料改性后对混凝土性能影响的试验研究

文章以3种粗骨料(粗骨料NA(natural aggregate)、普通再生粗骨料RA(recycled aggregate)、经掺入新材料(KA粉)的水泥浆液浸泡处理的再生粗骨料RA-KA)为研究对象,然后分别配制成混凝土NAC、RAC、RAC-KA,并测试在不同水胶比条件下(W/B=0.26与0.60)配置成的混凝土的力学性能,通过试验数据对比分析,26RAC-KA和26RAC对比发现,26RAC-KA的抗压强度、劈裂抗拉强度、断裂能和弹性模量都有所提高;60RAC-KA与60RAC对比发现,再生混凝土断裂能有较大提高,劈裂抗拉强度和弹性模量有小幅提高,但抗压强度略有下降。     

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。     

掺聚丙烯颗粒混凝土抗冻性能试验研究

表面粗糙再生聚丙烯颗粒等体积代替细骨料0、4%、6%、8%,制作不同配合比的混凝土试件,试验选择慢冻法和快冻法,研究冻融0、30、60、90、120、150次再生聚丙烯混凝土试件质量、抗压强度、抗折强度和动弹性模量变化规律和损伤情况,并分析抗冻性。结果表明:增加冻融次数,不同掺量的再生聚丙烯混凝土试件质量、抗压强度、抗折强度、相对动弹性模量均不断降低,损伤增大。适量掺加表面粗糙再生聚丙烯颗粒,可提升强度和动弹性模量,并有效抑制质量损失、强度劣化,提升抗冻性能。综合考虑混凝土抗冻性能,建议掺入表面粗糙的再生聚丙烯颗粒的最佳体积掺量为6%。     

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。     

混合应用天然与再生骨料混凝土的基本性能

对配合比相同和坍落度相同两种情况下,不同再生骨料掺入量混凝土的基本性能进行了系统的试验研究。试验中再生骨料的掺入量分别为0,25％,50％,75％和100％。试验结果表明,在配合比相同的情况下,随着再生骨料掺入量的增加．混凝土的工作性能以及回弹值、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量均有不同程度的降低。在坍落度相同的情况下,随着再生骨料掺入量的增加．混凝土的抗压强度、抗折强度和弹性模量也均降低且较配合比相同的情况下降低更多。最后根据本文的试验结果,建议了两种情况下不同再生骨料掺入量混凝土的基本力学性能计算公式。并进一步对比了两种情况下得到的计算公式．结果表明,两种情况下得到的公式均可以用来描述不同再生骨料掺入量混凝土的基本力学性能。     

不同取代率再生粗骨料混凝土的力学性能

系统研究了坍落度相同的情况下再生粗骨料取代率对混凝土基本性能的影响.试验中再生粗骨料的掺入量分别为0,30%,50%,70%和100%,通过调节用水量使各组混凝土达到相同的坍落度.主要研究了达到相同坍落度时混凝土的用水量以及再生粗骨料取代率对混凝土坍落度、立方体抗压强度、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,除劈裂抗拉强度和抗折强度外,普通混凝土各基本力学性能指标间的关系不适用各种再生骨料取代率的混凝土.     

Mechanical properties modeling of recycled aggregate concrete

The variability observed in the composition of construction and demolition (C&D) waste is a problem that inhibits the use of recycled aggregates in concrete production. To contribute in this field, a research was carried out varying water/cement ratio and substitution percent of natural aggregates by recycled aggregates. The experimental program used samples of main Brazilian C&D waste sources, which are concrete, mortar and red ceramic bricks as well as tiles. Results of concrete compressive strength and elastic modulus were statistically analyzed and modeled. The study shows that for both concrete properties, recycled coarse aggregate was more influential than recycled fine aggregate. However, the use of fine recycled red ceramic increased concrete strength. Coarse recycled red ceramic aggregate and fine recycled concrete aggregate exercised the largest and the smallest influence, respectively, in concrete properties.     

自密实再生混凝土配合比设计及力学性能试验研究

按改进的全计算法,参考CCES 02-2004《自密实混凝土设计与施工指南》和CECS 203-2006《自密实混凝土应用技术规程》,对再生粗骨料与天然碎石C40自密实混凝土配合比进行了设计及相关性能试验研究.试验结果表明：自密实再生混凝土砂率宜控制在50％～ 55％之间,浆体体积宜为0.4 m3/ m3左右;再生粗骨料能够配制出符合CECS 203-2006《自密实混凝土应用技术规程》中新拌混凝土工作性能要求的自密实再生混凝土,其28天立方体抗压强度最高达52.3 MPa,轴心抗压强度最高达36.8 MPa;自密实再生混凝土的强度、弹性模量均低于天然碎石自密实混凝土.     

再生自密实堆石混凝土力学性能研究

本文对自密实堆石混凝土和普通自密实堆石混凝土从抗压强度、本构关系、弹性模量三个方面进行了对比研究。结果表明,再生自密实堆石混凝土和普通自密实堆石混凝土二者抗压强度相近、本构关系相似、弹性模量相差不大,再生自密实堆石混凝土在一定程度上可以替代天然自密实堆石混凝土。