冻融循环下透水再生混凝土力学性能损伤分析

为研究冻融循环作用对透水再生混凝土力学性能的影响,采用快冻法进行了不同再生粗骨料取代率下的透水再生混凝土冻融试验,并测试相应阶段的动弹性模量、抗折强度和立方体抗压强度.试验结果表明:透水再生混凝土的相对动弹性模量、相对抗折强度和相对立方体抗压强度均随冻融循环次数或再生粗骨料取代率的增大而下降,衰减速率从大到小依次为:相对抗折强度、相对立方体抗压强度和相对动弹性模量.以动弹性模量为损伤变量,通过数据拟合发现,透水再生混凝土的相对抗折强度、相对立方体抗压强度与损伤度均可用指数函数表示,且相关性较好.     

钢纤维粉煤灰再生混凝土强度正交试验研究

利用正交试验方法对钢纤维粉煤灰再生混凝土（以下简称再生混凝土）的强度性能进行了试验,考察了粉煤灰取代率（质量分数）、钢纤维掺量（体积分数）和再生粗骨料取代率（质量分数）对再生混凝土28d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响,并对试验结果进行了系统分析.结果表明：粉煤灰取代率对再生混凝土抗压与抗折强度的影响规律一致,但对其劈裂抗拉强度的影响规律却不相同;再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均随钢纤维掺量的增加而增大,但钢纤维掺量对劈裂抗拉和抗折强度的影响显著,对抗压强度的影响较小;再生粗骨料取代率对抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律基本一致,强度总体上随再生粗骨料取代率的增大而增大.要使再生混凝土强度得到提高,需降低粉煤灰的取代率,增大钢纤维掺量和再生粗骨料取代率.当粉煤灰取代率在30%以内、钢纤维掺量在18%以内时,粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响最大,其次是再生粗骨料取代率,最次是钢纤维掺量;钢纤维掺量对再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的影响最大,其次是粉煤灰取代率,最次是再生粗骨料取代率.     

再生粗骨料混凝土早期强度试验研究

通过试验研究水灰比、再生粗骨料取代率和用水量对再生混凝土早期抗压强度和抗折强度的影响。研究结果表明,再生混凝土各龄期的强度系数随水灰比、骨料取代率、单位用水量等因素变化不大。再生混凝土的各个龄期的抗压和抗折强度均随水灰比和再生骨料取代率的增大而降低。根据试验结果建立了再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土早期抗压强度和抗折强度计算模型,该模型计算结果与他人试验结果吻合较好。     

透水再生混凝土抗压及耐磨性能试验研究

为了探讨再生混凝土粗骨料取代率、水灰比对透水混凝土路用性能的影响,开展了透水再生混凝土孔隙率、立方体抗压强度及耐磨性能的试验研究。试验结果表明,水灰比及再生混凝土粗骨料取代率对三者均有着一定程度的影响;水灰比增大会增加透水再生混凝土的总孔隙率及有效孔隙率,但会降低立方体抗压强度及耐磨性能;再生混凝土粗骨料取代率增加会导致透水再生混凝土总孔隙及有效孔隙率的增大,但会造成立方体抗压强度及耐磨性能的降低;透水再生混凝土的立方体抗压强度与有效孔隙率呈幂函数关系,耐磨性能(单位面积上的质量损失)与有效孔隙率、立方体抗压强度也呈幂函数关系,且相关性较好,可作为各性能指标相互关系的估算式。     

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。     

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。     

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。     

再生混凝土基本力学性能试验研究

设计并完成了再生粗骨料已使用年限分别为0、10、40年和取代率分别为0、30%、50%、70%、100%的C30级再生混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度相关试验,并以天然骨料混凝土作为基准进行对比分析.试验结果表明:再生混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度破坏过程和破坏形态与普通混凝土基本一致,在水灰比相同的情况下,再生混凝土立方体抗压强度高于普通混凝土,劈裂抗拉强度低于普通混凝土,抗折强度基本接近普通混凝土;另外,还表明再生粗骨料的寿命对再生混凝土强度有一定影响.     

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。     

粉煤灰再生混凝土力学性能的试验研究

研究了再生粗骨料取代率和粉煤灰取代率对再生混凝土工作性能和力学性能的影响,并初步探讨了其影响机理。研究结果表明:再生粗骨料取代天然骨料为60%时,粉煤灰再生混凝土的抗压、抗折强度比基准粉煤灰混凝土低,但其强度降低值较小。粉煤灰的掺入,改善了再生混凝土的和易性,改善了水泥石与骨料的界面,显著提高了再生混凝土的抗折强度。再生粗骨料取代天然骨料为60%时,粉煤灰再生混凝土的3d抗折强度可达3.9MPa,28d抗折强度可达5.19MPa,粉煤灰再生混凝土可应用于水泥混凝土路面的快速修补工程中。     

再生混凝土基本物理力学性能试验研究

研究再生混凝土强度等级、再生粗骨料取代率对混凝土立方体抗压强度及劈裂强度的影响,揭示再生混凝土立方体抗压强度随龄期的变化规律,制备了多组不同不同龄期（7d、14d、28d、60d）、不同再生混凝土强度等级（C35、C40、C45）、不同再生粗骨料取代率（30％、50％、70％、100％）的立方体试件。试验结果表明：再生混凝土立方体抗压强度及劈裂抗拉强度均与再生粗骨料取代率关系明显,随取代率的增加而降低,与再生混凝土强度等级关系不明显;再生混凝土抗压强度随着龄期的增长而增大,但28d之前增长速度较快。通过对试验数据分析,再生混凝土的拉压比随取代率的增加而下降,拉压比普遍低于普通混凝土。     

再生粗细骨料混凝土基本力学性能试验研究

试验中配制了不同水灰比、粗骨料取代率、细骨料取代率的再生混凝土,对其进行了基本力学性能试验,测试了立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度,考察了受压破坏过程与破坏形态,分析了再生粗、细骨料、水灰比对再生混凝土破坏形态及抗压强度等的影响。试验结果表明:再生粗骨料、细骨料配制的再生混凝土的破坏形态与普通混凝土破坏形态相似;再生混凝土的抗压强度随着水灰比、再生粗、细骨料取代率的增大而降低;当再生粗骨料取代率大于75%时,再生混凝土抗压强度较普通混凝土有显著下降;当再生细骨料取代率小于30%时,再生细骨料对再生混凝土抗压强度的影响很小;当再生混凝土完全使用再生粗、细骨料时,各水灰比下再生混凝土抗压强度较普通混凝土下降了36%~42%;通过回归分析,提出了再生混凝土劈裂抗拉强度及轴心抗压强度与立方体抗压强度的换算公式。     

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.     

再生混凝土压-剪应力下受力性能与破坏准则

为了研究再生混凝土在压剪复合受力下的力学性能,利用真三轴试验机对30组再生混凝土立方体试件分别进行了直接剪切和压剪性能试验,对比了试件破坏形态的差异,分析了再生粗骨料取代率、水灰比及压应力比对剪切强度的影响,选用不同破坏准则对压剪复合作用下的强度进行了分析。结果表明：再生混凝土直剪及压剪复合受力破坏形态与普通混凝土相似,直剪强度随再生粗骨料取代率增大而减小,随水灰比增大而减小;压剪复合受力状态下,再生混凝土的极限剪应力随着压应力比的增大呈增幅逐渐减小的增大趋势;通过方差计算,定量分析了压应力比和再生粗骨料取代率两个因素对压剪复合应力下再生混凝土立方体试件剪切强度的影响程度,发现压应力比对剪切强度的影响更明显。选用不同强度准则对试验数据进行分析,得出基于八面体应力空间的破坏准则与试验结果吻合程度最高,且随着再生粗骨料取代率的增加,该准则的精度也逐渐提高。     

正交设计选择粉煤灰再生混凝土最佳配合比

研究了再生骨料掺量、粉煤灰取代水泥量、粉煤灰超量系数和水灰比对粉煤灰再生混凝土抗压强度的影响。正交试验表明 ,水灰比是影响粉煤灰再生混凝土强度的主要因素 ,再生骨料掺量是次要因素 ;通过正交分析 ,提出了粉煤灰再生混凝土的最佳配合比     

RPC强化骨料掺量对再生混凝土强度的影响

利用活性粉末混凝土(RPC,reactive powder concrete)浆液对再生粗骨料进行浸泡包裹处理得到强化骨料,分析了强化骨料+再生骨料、强化骨料+天然骨料、再生骨料+天然骨料这3种粗骨料组合情况下,强化骨料或再生骨料掺量对再生混凝土不同龄期抗压强度、劈拉强度和抗折强度的影响.结果表明:经RPC浆液强化处理后的再生骨料吸水率降低,压碎值显著减小.强化骨料+再生骨料组合情况下,再生混凝土不同龄期的抗压强度均随强化骨料掺量的增大而降低;而另外两种组合情况下,再生混凝土不同龄期的抗压强度均随强化骨料或再生骨料掺量的增大而增大.强化骨料+再生骨料和强化骨料+天然骨料组合情况下,再生混凝土劈拉强度均随强化骨料掺量的增大而增大;而再生骨料+天然骨料组合情况下,再生混凝土劈拉强度与再生骨料掺量的规律性不明显,表现出较大的离散性.强化骨料+再生骨料组合情况下,再生混凝土抗折强度总体上随强化骨料掺量的增大而减小;强化骨料+天然骨料组合情况下,再生混凝土抗折强度与强化骨料掺量的规律性较复杂;再生骨料+天然骨料组合情况下,再生混凝土抗折强度随再生骨料掺量的增大而增大.折后抗压强度和普通抗压强度一样能较好地反映强化骨料或再生骨料掺量对再生混凝土强度的影响规律,在掺量相同的情况下,折后抗压强度普遍比普通抗压强度低,3种骨料组合中两者比值均稳定在0.93;折后劈拉强度比普通劈拉强度能更好地反映强化骨料或再生骨料掺量对混凝土强度的影响规律,在其掺量相同的情况下,折后劈拉强度基本上比普通劈拉强度高,3种骨料组合的两者比值差异较大.提出了有效水灰比和名义水灰比的概念,有效水灰比是决定再生混凝土强度的最主要因素,若比较强化骨料掺量对再生混凝土强度的影响,必须保持有效水灰比一致,而非名义水灰比一致.     

预拌C40再生粗骨料混凝土力学性能研究

以水灰比、再生粗骨料替代率和龄期为变量,配制预拌C40再生粗骨料混凝土,研究其力学性能。研究发现:预拌再生粗骨料混凝土抗压破坏形态与普通混凝土较为相似;水灰比一定时,伴随再生粗骨料替代率的增加,28 d立方体抗压强度会逐渐减低;再生粗骨料替代率一定时,伴随水灰比的降低,28 d立方体抗压强度会逐渐提高;龄期较小时,伴随再生粗骨料替代率的增加,立方体抗压强度会先升高后降低;当龄期增大后,伴随再生粗骨料替代率的增加,立方体抗压强度会逐渐降低;力学能最优配合比为水灰比为0.36、再生粗骨料替代率为30%,其配合比下的强度能够达到C40混凝土强度要求;同时,现行规范强度比计算式不适用于预拌再生骨料混凝土,经数据分析后提出相应的计算式,适用性需进一步研究。     

砂轻页岩集料混凝土折压比试验研究

研究了砂率对砂轻页岩集料混凝土的折压比的影响规律,以河砂取代率为变化参数,用河砂部分或全部取代页岩陶砂制作成砂轻混凝土,进行了立方体抗压强度、抗折强度等力学性能指标的测试。分析河砂取代率对砂轻混凝土的立方体抗压强度、抗折强度、折压比、类折压比(抗折强度与立方体抗压强度开根号的比值)的影响规律。结果表明:砂轻页岩集料混凝土的破坏形态与普通混凝土相似;随着天然河砂取代率的增加,砂轻页岩集料混凝土的立方体抗压强度、抗折强度逐渐增大,而折压比、类折压比呈现先减小后增大的变化规律;通过回归分析,提出了砂轻页岩集料混凝土抗折强度与立方体抗压强度及河砂取代率间的关系式。     

再生高强混凝土基本力学性能研究

为研究再生粗骨料取代率与玄武岩纤维对再生高强混凝土的抗压强度、抗折强度、劈裂强度与弹性模量的影响,对再生高强混凝土78个试件进行试验。试验结果表明,相同强度等级下,随再生粗骨料取代率增加,混凝土坍落度、抗压强度和弹性模量存在下降趋势;随着玄武岩纤维含量的增大,混凝土抗折强度与劈裂强度呈现先增加后下降的趋势,但对混凝土抗压强度影响较小。当再生粗骨料取代率取30%时,混凝土强度高且和易性好,为适宜的取代率。     

再生卵石骨料混凝土力学性能试验研究

采用以卵石为粗骨料的原生混凝土作为再生混凝土来源,通过破碎、筛分获取再生卵石粗骨料,并用其全部或部分取代天然卵石来配制再生混凝土.以再生卵石粗骨料取代率为变化参数,设计99个试件,分别进行立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、抗折强度、弹性模量和泊松比等力学性能试验.观察了试件的破坏形态,获取其受力破坏全过程的应力应变曲线及峰值应力、峰值应变、弹性模量和泊松比等特征参数,并提出了再生卵石骨料混凝土各项强度指标之间的换算关系公式.结果表明：再生卵石骨料混凝土的各项强度指标与天然卵石骨料混凝土相比均有略微增大之势;不同取代率下,再生卵石骨料混凝土应力应变曲线下降段比天然卵石骨料混凝土陡峭;再生卵石骨料混凝土弹性模量均小于天然卵石骨料混凝土,泊松比与天然卵石骨料混凝土接近.