粗骨料对透水混凝土性能的影响研究

试验研究了粗骨料品种、粗骨料粒径、胶骨比等对透水混凝土力学性能和透水性能的影响,结果表明:采用天然骨料配制的透水混凝土的各项性能均优于采用再生骨料配制的透水混凝土;对于同一来源的粗骨料,骨料粒径越大,配制的透水混凝土透水性能越好,力学性能则略有降低;相同品质和粒径的再生骨料配制的透水混凝土,随胶骨比增加,混凝土透水性能逐渐降低,力学性能却呈增加趋势。     

Influence of amount of recycled coarse aggregates and production process on properties of recycled aggregate concrete

In this study recycled coarse aggregates obtained by crushed concrete were used for concrete production. Four different recycled aggregate concretes were produced; made with 0%, 25%, 50% and 100% of recycled coarse aggregates, respectively. The mix proportions of the four concretes were designed in order to achieve the same compressive strengths. Recycled aggregates were used in wet condition, but not saturated, to control their fresh concrete properties, effective w/c ratio and lower strength variability. The necessity to produce recycled aggregate concrete with low-medium compressive strength was verified due to the requirement of the volume of cement. The influence of the order of materials used in concrete production (made with recycled aggregates) with respect to improving its splitting tensile strength was analysed. The lower modulus of elasticity of recycled coarse aggregate concretes with respect to conventional concretes was measured verifying the numeral models proposed by several researchers.     

同掺再生粗细骨料混凝土的力学与耐久性能研究

为了探讨同时掺入大掺量再生粗骨料和细骨料制备C40及以上强度等级再生混凝土的可行性,在C45天然骨料混凝土配合比的基础上,采用II类再生粗骨料、I类再生细骨料,以同掺再生粗细骨料质量替代率为25%、50%、75%、100%配制了4组再生混凝土,研究了再生粗细骨料替代率对再生混凝土基本力学性能和耐久性能的影响规律。结果表明:当同掺再生粗细骨料的替代率为25%时,混凝土的力学性能下降很小,替代率为50%、75%的混凝土的抗压强度分别达到C45、C40等级,替代率100%的全再生粗细骨料混凝土的28 d抗压、劈拉、轴压强度和弹性模量等力学性能指标较天然骨料混凝土降低12.0%~23.2%,并达到C35抗压强度等级。增加再生粗细骨料的替代率会降低混凝土的耐久性,但即使是全再生粗细骨料混凝土仍可获得高的耐久性,其抗碳化性能、抗氯离子渗透性、抗冻性能分别达到T-IV、RCM-IV和F300等级,说明在混凝土中同时掺用50%及以上再生粗细骨料配制C40及以上强度等级的再生混凝土是可行的。     

Freezing and thawing resistance of air-entrained concrete incorporating recycled coarse aggregate: The role of air content in demolished concrete

This study aims to introduce new information on freezing and thawing resistance when air-entrained or non-air-entrained concrete is used as recycled coarse aggregate into air-entrained concrete. The laboratory produced air-entrained and non-air-entrained concretes with a water/cement (w/c) ratio of 0.45 were recycled at the crushing age of 1 year to obtain the coarse aggregates used in the investigations. The recycling process was performed in three stages to produce recycled coarse aggregates with different adhered mortar contents. The results showed that recycled coarse aggregate produced from non-air-entrained concrete caused poor freezing and thawing resistance in concrete even when the new system had a proper air entrainment. Microstructural studies indicated that non-air-entrained adhered mortar caused disintegration of the recycled coarse aggregate in itself and disrupted the surrounding new mortar after a limited number of freezing and thawing cycles. Minimizing non-air-entrained adhered mortar or enhancing the performance of new surrounding matrix could not give satisfactory results for a long freezing and thawing exposure.     

内填充再生混凝土短柱单轴抗压试验研究

再生骨料混凝土要想应用在钢筋混凝土结构构件上,不仅在力学性能方面满足结构所需的性能指标要求,还应在耐久性能方面满足结构设计使用寿命年限的要求.因再生骨料混凝土在耐久性能方面与普通混凝土相比存在诸多性能不稳定因素,直接导致再生骨料混凝土在实际应用当中受到很大的限制.本试验研究为了尝试提高再生骨料混凝土耐久性能的一种方法,制作了内填充再生骨料混凝土短柱,并对其进行了单轴抗压试验研究,从力学性能方面研究内填充再生混凝土试件的整体工作性能.试验结果表明,内填充再生骨料混凝土短柱的轴向变形能力与普通整体浇筑钢筋混凝土短柱较接近,并具有良好的韧性.     

再生骨料混凝土耐久性能的试验研究

在实验室浇筑C20普通混凝土,经28d养护后用破碎机将其破碎、筛选调配制成再生粗骨料与细骨料,以此再生骨料100%替代天然碎石和砂子制备出再生骨料混凝土,探讨了再生骨料混凝土的耐久性能之一,抵抗冻融循环的能力以及抗碳化(中性化)能力.结果表明,100%再生骨料混凝土(简称RR混凝土)试件的冻融循环抵抗性与粗,细骨料置换率为0%的普通混凝土(简称NN混凝土)试件相比,水灰比分别为0.45、0.55时耐久性指数分别降低6%和9%,而且抵抗碳化能力差,碳化速度几乎快三倍.     

再生混凝土基本性能的表征

测试再生粗骨料取代率分别为0、25%、50%、75%、100%的新拌再生混凝土的坍落度、表观密度及相应再生混凝土立方体抗压强度.结果表明:再生混凝土的坍落度和表观密度都随再生粗骨料取代率的增加而下降;立方体抗压强度变化相对较为复杂且具有一定的离散性,建议在拌制再生混凝土前要对骨料作适当处理以改善再生骨料的基本性能.     

再生轻骨料混凝土抗压强度指标换算关系研究

为了研究再生轻骨料混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度,以及两者之间的换算关系,以再生轻粗骨料取代率为变化参数,制作了15个标准立方体试块和15个标准棱柱体试块,进行抗压强度试验.实测了试块的抗压强度,探讨了不同再生轻粗骨料取代率对于再生轻骨料混凝土抗压强度的影响规律,采用数据统计回归的方法,得到了再生轻骨料混凝土轴心抗压强度和立方体抗压强度之间的换算关系.研究结果表明:再生轻骨料混凝土的抗压强度均低于普通混凝土的抗压强度;随着再生轻粗骨料取代率的增加,再生轻骨料混凝土的抗压强度逐渐降低;再生轻骨料混凝土轴心和立方体抗压强度之间的换算关系和普通混凝土并不相同;基于实测数据,建立了再生轻骨料混凝土抗压强度指标之间的换算关系式.     

基于多重因素的再生粗骨料混凝土用水量预测公式

为了保证再生混凝土适宜的施工性能,探寻再生粗骨料的掺加对再生混凝土用水量的影响规律,采用3种不同品质的再生粗骨料分别以不同的取代率制备再生混凝土,系统研究再生粗骨料的品质和取代率对再生粗骨料混凝土绝对用水量的影响,以普通混凝土的绝对用水量为基准,首次提出基于骨料品质和取代率的再生粗骨料混凝土绝对用水量预测公式,并基于本试验数据进行预测公式计算误差比较.结果表明:再生粗骨料混凝土绝对用水量与取代率之间表现出较好的线性关系,随着再生粗骨料品质的提升其绝对用水量显著减少.依据本试验数据再生粗骨料混凝土绝对用水量预测公式最大计算误差仅为-1.97%,具有较高的精确度和较好的适用性.     

再生砖混粗骨料颗粒的形态表征与分析

本文采用图像处理技术对再生砖混粗骨料的颗粒形态进行了表征,计算并分析了各组分的高宽比、圆整度和紧凑系数等特征参数的分布情况。试验结果表明,通过颜色分析可以准确识别骨料材质,基于识别结果求得的骨料颗粒的高宽比、圆整度和紧凑系数具有相似的分布规律。砖、石、木和陶瓷4种组分中,砖和石占比较大,其特征参数也相差较小,针状颗粒少,圆整度好,而木骨料则多为针状颗粒,高宽比较大,陶瓷则由于具有较高的强度,其面积和周长相较于其余骨料最大。此外,砖、石骨料不同等效直径的级配分布基本成正态分布,能够混合形成一种级配良好的骨料。研究成果有助于揭示再生砖混粗骨料的颗粒形态特点,推动再生砖混粗骨料的研究和应用。     

利用砖混建筑废弃物制备再生混凝土的性能研究

由砖混建筑废弃物制备的再生粗骨料通常含有部分碎砖粗骨料。为研究碎砖含量对混凝土性能的影响,将再生混凝土粗骨料和碎砖粗骨料按不同比例(体积分数)混合制备混合型再生粗骨料,并以30%的取代率取代天然骨料浇筑混凝土试块进行试验研究。研究结果表明:混凝土破坏时,天然粗骨料沿粗骨料与砂浆之间的界面过渡区断裂失效,而碎砖粗骨料则是贯穿粗骨料内部断裂失效;当碎砖含量不超过18%时,对混凝土抗压强度和抗氯离子渗透性能没有明显影响,碎砖含量超过18%时,抗压强度和抗氯离子渗透性明显下降;碎砖含量越大,混凝土抗盐冻能力越差;当砖含量不变时,水灰比越高,再生碎砖粗骨料对混凝土抗压强度的不利影响越小。     

基于正交试验的透水再生混凝土性能优化试验研究

透水混凝土在缓解城市内涝、噪音效应和热岛效应等方面具有广泛的应用前景,但多孔导致的强度偏低限制了其进一步推广应用。本文采用再生粗骨料和聚丙烯纤维配制高性能透水再生混凝土,设计五因素四水平正交试验,采用极差法分析水胶比、目标孔隙率、再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量和聚丙烯纤维掺量对透水再生混凝土抗压强度、有效孔隙率、透水系数的影响规律。结果表明：透水再生混凝土抗压强度影响因素的主次顺序为目标孔隙率>再生粗骨料取代率>水胶比>聚丙烯纤维掺量>粉煤灰掺量;透水再生混凝土抗压强度最大为48.26 MPa,此时透水系数为1.96 mm/s;随着目标孔隙率的提高抗压强度呈线性下降的趋势;40%再生粗骨料等质量取代天然粗骨料后,透水再生混凝土的抗压强度达到28.7 MPa,提高119.08%,透水系数增加9.44%;掺入0.11%体积掺量的聚丙烯纤维后透水再生混凝土的抗压强度达到27.4 MPa,提高幅度为10.48%,而且透水性能不会降低。研究结果可以为高性能透水再生混凝土的制备提供依据。     

玄武岩纤维改善再生混凝土抗氯离子渗透性能研究

为研究玄武岩纤维对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响,本文对4种玄武岩纤维体积掺量(0%、0.2%、0.4%、0.6%)下5个粗骨料质量替代率(20%、40%、50%、60%、80%)的再生混凝土及1组普通混凝土进行了电通量试验,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和压汞法(MIP)从水泥水化和孔结构的角度探究了玄武岩纤维对再生混凝土抗氯离子渗透性能影响的微观机理。结果表明,玄武岩纤维显著提高了再生混凝土抗氯离子渗透性能,其中玄武岩纤维掺量为0.2%,粗骨料质量替代率为50%时改善效果最好且优于普通混凝土。基于FTIR发现玄武岩纤维是通过改变再生混凝土水化产物C-S-H的聚合度和CaCO₃的生成而改善其抗氯离子渗透性能。通过MIP得出最优组合掺量下,再生混凝土的孔径分布得到优化,孔隙率最小,进而提高了其抗氯离子渗透性能。     

循环荷载下再生混凝土疲劳试验*

为了研究再生混凝土循环荷载下的疲劳寿命,采用实验室废弃[C30]混凝土试块,加工处理制成连续粒径级配的再生骨料（5～31.5 mm）,用这种再生骨料部分取代天然骨料配制的混凝土试样（100 mm×100 mm×300 mm）进行循环荷载试验。结果表明：随着荷载上限幅值的增大,再生混凝土疲劳寿命逐渐减小。并对再生混凝土疲劳寿命随荷载上限幅值进行线性拟合,且相关系数R的绝对值均大于0.9,表明疲劳寿命与荷载上限线性相关。另外,通过对再生粗骨料取代率与疲劳寿命之间的变化关系研究,得到了当再生粗骨料取代率小于等于50%时,疲劳寿命减小趋势不明显;当再生粗骨料取代率大于50%时,疲劳寿命曲线斜率明显增大,表明疲劳寿命减小趋势迅猛。因此,当采用再生粗骨料进行路基路面施工时,建议再生粗骨料取代率小于等于50%。     

粉煤灰掺量对再生混凝土力学性能和抗冻性的影响研究

研究粉煤灰掺量、再生粗骨料取代率对再生混凝土抗压强度和抗折强度的影响,并对再生混凝土在不同冻融循环次数下的抗压强度和质量损失率进行了研究.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,再生混凝土抗压强度呈先增大后降低的趋势,当粉煤灰掺量为15%,再生粗骨料取代率为30%时,再生混凝土的抗压强度达到最大;粉煤灰掺量对抗折强度提高幅度较小;在冻融循环低于50次时,试块抗压强度下降速度较缓,此后下降速度加快,当冻融循环达到150次时,强度损失最大;再生粗骨料取代率对试块的抗冻性影响高于粉煤灰掺量.建立了考虑再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量因素的冻融循环作用下再生混凝土抗压强度指数衰减规律预测模型.     

不同强度混凝土制造的再生骨料对高性能混凝土力学性能的影响(英文)

研究了由强度为30～100 MPa混凝土制造的再生骨料对高性能混凝土力学性能的影响。结果表明:利用30 MPa和45 MPa低强度混凝土制造的再生骨料搅拌的高性能混凝土,其力学性能明显下降;而由80MPa和100MPa的高强度混凝土制造的再生骨料搅拌的高性能混凝土,其28d抗压强度略高于由天然骨料搅拌的高性能混凝土的;再生骨料降低高性能混凝土的弹性模量,但降低量随着制造再生骨料混凝土的强度的增加而减少;28 d后再生骨料高性能混凝土的劈裂强度高于天然骨料高性能混凝土;由80 MPa和100 MPa高强度混凝土制造的再生骨料可以搅拌高性能混凝土。     

化学溶液预处理再生粗骨料对再生混凝土改性的影响

为研究不同浓度的硅酸钠溶液和硅烷溶液复合改性再生粗骨料对再生混凝土力学与变形性能及微观结构的影响,通过立方体抗压强度试验研究复合改性对再生混凝土力学性能的影响,同时基于数字图像相关(DIC)方法研究复合改性对再生混凝土变形性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)微观测试方法分析改性再生混凝土内部微观结构。结果表明:质量分数为5%的硅酸钠溶液和质量分数为10%的硅烷溶液改性后的再生粗骨料24 h吸水率降幅最大,由其制成的再生混凝土28 d抗压强度显著提高,较未改性再生混凝土提高了35.80%;硅酸钠溶液和硅烷溶液复合改性再生粗骨料可有效减小再生混凝土的变形,应力较大时,可阻止应力过度集中,使再生混凝土整体变形性能较好;此外,还可以改善再生粗骨料表面疏松结构和粗糙程度,加强骨料与砂浆界面过渡区(ITZ)性能,但对于新、旧砂浆ITZ性能的改善不明显。     

Post-fire residual mechanical properties of concrete made with recycled concrete coarse aggregates

This paper presents results of an experimental study on the residual mechanical performance of concrete produced with recycled coarse aggregates, after being subjected to high temperatures. Four different concrete compositions were prepared: a reference concrete made with natural coarse aggregates and three concrete mixes with replacement rates of 20%, 50% and 100% of natural coarse aggregates by recycled concrete coarse aggregates. Specimens were exposed for a period of 1 h to temperatures of 400 °C, 600 °C and 800 °C, after being heated in accordance with ISO 834 time–temperature curve. After cooling down to ambient temperature, the following basic mechanical properties were then evaluated and compared with reference values obtained prior to thermal exposure: (i) compressive strength; (ii) tensile splitting strength; and (iii) elasticity modulus. Results obtained show that there are no significant differences in the thermal response and post-fire mechanical behaviour of concrete made with recycled coarse aggregates, when compared to conventional concrete.     

再生粗骨料附着砂浆含量对再生混凝土抗冻耐久性的影响

选取五种不同附着砂浆含量的商用再生粗骨料在全取代天然粗骨料条件下制备C40再生混凝土,探讨了30％极限拉应力水平下,再生粗骨料附着砂浆含量对再生混凝土抗冻耐久性的影响规律,通过数学拟合确定了基于相对动弹性模量和抗冻耐久性指数要求的砂浆界限含量.结果表明:冻融循环后,再生混凝土抗压强度损失率与附着砂浆含量存在较强线性关系...     

再生混凝土多孔砖砌体轴心抗压强度试验

制作再生混凝土骨料替代率为75%、抗压强度达到MU10的再生混凝土多孔砖。对18个再生混凝土多孔砖砌体试件在轴心荷载作用下的试验进行研究。考察再生混凝土多孔砖砌体在不同砂浆强度下的受压性能和极限承载力,分析砌体的受压变形过程和破坏特征。结果表明:再生混凝土多孔砖砌体的受压性能和普通混凝土多孔砖砌体的受压性能基本相似,极限状态时多孔砖砌体被贯通的竖向裂缝分隔成若干独立小立柱,小立柱被压坏,再生混凝土多孔砖砌体轴心抗压强度略小于普通混凝土多孔砖砌体。通过对试验数据的分析,参考现行《砌体结构设计规范》建议的公式,提出了再生混凝土多孔砖砌体的轴心抗压强度计算公式。