再生混凝土的抗压强度分析及其影响因素研究

本文论述了改进再生混凝土性能的方案,为了增强再生混凝土的抗压强度,通过研究在其中掺加矿物掺合料,如硅灰、聚丙烯纤维、粉煤灰、钢纤维等;对普通混凝土、再生混凝土以及改性再生混凝土进行试验,探究不同状态下的混凝土立方体抗压强度;对再生混凝土抗压强度受矿物掺合料的影响进行分析,这些矿物掺合料主要包括硅灰、粉煤灰、聚丙烯纤维、钢纤维等;分析得出各种矿物掺合料对再生混凝土强度的影响规律。     

矿物掺合料再生混凝土力学性能研究

为探究矿物掺合料对再生混凝土(RAC)力学性能的提升作用,本试验采用预湿-二次搅拌法制备再生混凝土,系统开展单、复掺矿物掺合料再生混凝土力学性能研究.试验考虑再生混凝土强度等级、再生骨料取代率、矿物掺合料种类及取代率等因素,共设计23组试验配合比,研究再生混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度经时变化规律.结果 表明,再生混凝土力学性能随强度等级升高而提升,随再生骨料取代率增大而下降.与未掺矿物掺合料的再生混凝土相比,单掺粉煤灰对再生混凝土力学性能提升效果较弱,单掺矿渣、硅灰的再生混凝土力学性能提升效果显著.养护龄期90 d时,矿渣再生混凝土劈裂抗拉强度最高提升12.7％,硅灰再生混凝土立方体抗压强度最高提升21.3％.粉煤灰-矿渣复掺对再生混凝土立方体抗压强度无提升效果,20％粉煤灰-10％矿渣复掺抗压强度甚至下降18.8％,粉煤灰-矿渣复掺对再生混凝土劈裂抗拉强度略有提升,最高为5.9％.粉煤灰-硅灰复掺对再生混凝土力学性能提升效果较好,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度最高分别提升9.7％和18.6％.     

基于不同纤维种类的再生混凝土单轴抗压强度研究

对含植物纤维、直聚丙烯纤维和曲聚丙烯纤维的再生混凝土进行了单轴抗压强度试验，分析了植物纤维和聚丙烯纤维对再生混凝土单轴抗压强度的影响。研究表明：随着养护时间的延长，再生混凝土的单轴抗压强度增大；随着养护时间的延长，加入植物纤维的再生混凝土中植物纤维的结构逐渐被破坏，导致强度大大降低，直聚丙烯纤维周围的混凝土胶结良好，且无裂缝，曲聚丙烯纤维周围的混凝土胶结良好，但裂缝较多，极大地破坏了再生混凝土的内部结构，削弱了再生混凝土的力学性能。     

超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土力学性能研究

为研究超细钢-聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响,进行了9组超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件的立方体抗压强度和劈裂强度试验,分析了超细钢纤维、聚丙烯纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响。结果表明:混杂纤维的掺入使混凝土的立方体抗压强度、劈裂强度及拉压比均有提高,混杂纤维混凝土破坏产生明显延性特征;超细钢纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响最大,混凝土强度及拉压比随超细钢纤维掺量增加而增大;聚丙烯纤维体积掺量增加对混凝土力学性能的影响并非线性提高,混掺0.1%聚丙烯纤维和1.5%超细钢纤维的混凝土获得最佳力学性能,抗压强度提高19.42%,劈裂抗拉强度提高56.78%,拉压比提高30.16%。     

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。     

聚丙烯纤维混凝土路面的力学性能

素混凝土材料具有抗拉强度低、易开裂以及脆性大的缺点，在混凝土中加入聚丙烯纤维可改善性能。本文对聚丙烯纤维混凝土的抗压强度和抗折强度力学性能进行了试验研究，可知纤维掺量和养护龄期对聚丙烯纤维混凝土的力学性能影响很大，聚丙烯纤维的经济适用掺量取1．5％左右为宜。     

不同侵蚀状态下聚丙烯纤维粉煤灰混凝土的力学性能研究

通过对比试验,研究了不同侵蚀状态下聚丙烯纤维混凝土极限载荷、抗压强度、劈裂抗拉强度等力学性能变化规律。试验结果表明,聚丙烯纤维粉煤灰混凝土的强度在侵蚀初期出现强度增加,但随着侵蚀时间的增加,其抗拉和抗压性能总体呈下降趋势。添加粉煤灰后可有效提高聚丙烯纤维粉煤灰混凝土的强度和抗侵蚀性能,当粉煤灰添加量为15%时其抗侵蚀效果最佳。     

聚丙烯纤维粉煤灰泡沫混凝土力学性能研究

通过对不同聚丙烯纤维、粉煤灰和碱性激发剂含量泡沫混凝土试样的室内力学试验,测试其抗折强度和抗压强度等力学特性,分析聚丙烯纤维、粉煤灰和碱性激发剂含量对泡沫混凝土强度的影响规律。研究结果表明:1)聚丙烯纤维添加可有效提高泡沫混凝土力学性能;2)泡沫混凝土的强度随粉煤灰用量的增大而减小;3)泡沫混凝土的强度受碱性激发剂用量影响,其最佳用量为粉煤灰掺量的5%。研究成果可为聚丙烯纤维粉煤灰泡沫混凝土的工程应用提供理论基础。     

钢-聚丙烯混杂纤维增强超高性能混凝土强度试验研究

考虑钢纤维体积率、聚丙烯纤维体积率和长径比三种因素,设计并制作了171个超高性能混凝土试块,进行立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度试验,分析纤维特征参数对超高性能混凝土强度的影响规律.结果表明,掺入钢-聚丙烯混杂纤维后,超高性能混凝土的立方体抗压强度可提高36.3％,轴心抗压强度可提高31.9％,劈裂抗拉强度可提高539％;混杂纤维最佳配比为,钢纤维体积率1.50％、聚丙烯纤维长径比167、体积率0.10％;基于试验结果建立了考虑纤维参数的超高性能混凝土立方体抗压强度预测模型,提出了超高性能混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度与立方体抗压强度的关系式.     

橡胶再生混凝土物理力学性能研究

通过正交试验,研究了龄期、橡胶粒径及取代率、再生混凝土取代率及对橡胶再生混凝土物理力学性能的影响.试验结果表明:橡胶再生混凝土立方体抗压强度随龄期的增长而增大,14 d后强度增大趋势变缓;橡胶及再生混凝土两者取代率对橡胶混凝土基本物理力学性能影响明显,均随取代率的增加而下降;橡胶粒径对橡胶混凝土强度有一定影响但没有对应关系.通过对试验数据的回归分析,给出了橡胶再生混凝土立方体抗压强度与龄期的关系公式以及抗折强度与立方体抗压强度之间的建议关系公式.     

基于正交试验的粉煤灰-硅锰渣再生混凝土力学性能研究

为研究固体废弃物取代混凝土原材料的适用性及对混凝土性能的影响,对16组粉煤灰-硅锰渣再生混凝土试块进行正交试验,研究当粉煤灰体积取代胶凝材料、硅锰渣体积取代砂、再生骨料质量取代粗骨料时不同取代量对混凝土坍落度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。结果表明:当粉煤灰取代量为40%(体积分数)时,混凝土坍落度提高率最大,为14.5%,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度均降低,降低率分别为7.2%、22.8%;硅锰渣的取代会降低混凝土坍落度,当硅锰渣取代量为80%(体积分数)时,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的降低率最小,分别为0.5%、11.5%;再生骨料的取代会降低混凝土坍落度,当再生骨料取代量为100%(质量分数)时,立方体抗压强度的降低率为1.9%,劈裂抗拉强度的降低率为12.4%。通过优化模型NSGM(1,4)对混凝土立方体抗压强度进行模型预测,模型模拟平均相对误差为0.542%,模型预测平均相对误差为2.727%。     

活性粉末混凝土抗压强度试验研究

通过立方体抗压强度试验研究了活性粉末混凝土的受压破坏过程,并通过单因素对比试验研究了水胶比、石英粉、粉煤灰、纤维掺量和养护条件对活性粉末混凝土抗压强度的不同影响,并对低水胶下获得超高强度的原理进行深入分析;配制出了7d龄期常温养护条件下达105MPa和高温蒸汽养护条件下达193MPa的活性粉末混凝土.     

掺合料对再生混凝土强度和耐久性的影响

对掺入磨细掺合料的再生混凝土的抗压强度及抗渗性、抗冻性、抗碳化等耐久性能进行了研究。结果表明,适量磨细粉煤灰掺入再生混凝土中对混凝土抗压强度及耐久性能影响不大;将磨细粉煤灰与矿渣混掺可以发挥复合效应,提高掺合料的活性,改善再生混凝土的性能。     

粉煤灰对再生骨料混凝土抗压性能影响研究*

研究用破碎、筛分处理后的建筑垃圾作为混凝土的粗骨料，代替天然粗骨料配制C20级再生混凝土，测试其抗压强度是否满足混凝土正常使用标准。再生骨料的取代率设计为0，35%，65%，100%，每个取代率做3组试件共24组试件，进行了混凝土的抗压强度试验，并探讨掺入粉煤灰对其抗压强度的影响。试验结果表明：C20级再生混凝土的抗压强度会随再生骨料取代率的增大而降低，粉煤灰可以减少水泥用量但对抗压强度影响不大。     

高强度低导热泡沫混凝土性能研究

在工程实践中,作为装配式建筑的墙体材料,既要有较好的保温隔热性能,又要满足一定的力学性能。轻质泡沫混凝土是一种很好的选择,但普通的泡沫混凝土材料在满足热工性能时其力学性能往往表现较差。本文提出一种高强度低导热泡沫混凝土制备方法,研究了水胶比、泡沫掺量、粉煤灰掺量和聚丙烯(PP)纤维掺量对泡沫混凝土的抗压强度和导热系数的影响,并采用扫描电镜(SEM)探究了粉煤灰和PP纤维对泡沫混凝土微观形貌的影响。结果表明:当水胶比为0.6、泡沫掺量为4%(质量分数,下同)、粉煤灰掺量为25%以及PP纤维掺量为0.2%时,泡沫混凝土的抗压强度较高且导热系数较低。     

磷渣粉对机制砂混凝土性能影响研究

研究了不同掺量下磷渣粉对C30、C60强度等级机制砂混凝土的工作性与力学性能影响,并与同掺量的粉煤灰机制砂混凝土进行了比较。研究表明,磷渣粉具有一定的减水作用,能有效改善机制砂混凝土的工作性能,对高强度等级机制砂混凝土更为明显。掺入磷渣粉后,不同强度等级机制砂混凝土早期抗压强度均较基准混凝土低,且随着掺量增大,强度下降明显。各掺量下C30磷渣粉机制砂混凝土后期强度均较基准混凝土高,而C60混凝土后期强度与掺量有关。与同掺量粉煤灰混凝土相比,磷渣粉机制砂混凝土初始坍落度及各龄期抗压强度均较高。     

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.     

Optimization of fly ash content in concrete: Part I: Non-air-entrained concrete made without superplasticizer

This paper outlines the preliminary results of a research project aimed at optimizing the fly ash content in concrete. Such fly ash concrete would develop an adequate 1-day compressive strength and would be less expensive than the normal Portland cement concrete with similar 28-day compressive strength. The results show that, in a normal Portland cement concrete having a 28-day compressive strength of 40 MPa, it is possible to replace 50% of cement by a fine fly ash (∼3000 cm²/g) with a CaO content of ∼13%, yielding a concrete of similar 28-day compressive strength. This concrete can be designed to yield an early-age strength of 10 MPa and results in a cost reduction of about 20% in comparison to the control concrete. In a case of a coarser fly ash (∼2000 cm²/g) with a CaO content of ∼4%, substitution levels of cement by this ash could be from 30% to 40%. This concrete yields a 1-day compressive strength of 10 MPa and a 28-day compressive strength similar to that of the control concrete. The total cost of this concrete is about 10% lower than that of the control concrete.