半轻混凝土的物理力学性能变化规律试验研究

为了揭示水胶比、河砂和碎石体积取代率对半轻页岩陶粒混凝土的物理力学性能影响规律,进行了水胶比分别为0.30、0.35、0.40,河砂取代率分别为5%、10%、15%,碎石取代率分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%时的相互交叉试验。结果表明:在水胶比为0.35、河砂取代率为10%、碎石取代率为25%时,半轻混凝土的各项物理力学性能指标达到最优;抗折强度与抗压强度、折压比与抗折强度、干表观密度和比强度与抗压强度之间,均存在强相关关系;但干表观密度和比强度与抗压强度之间的关系,敏感于抗压强度的变化;通过普通骨料对部分轻骨料的同时取代,不仅能保证混凝土的干表观密度小于1 950 kg/m3的技术要求,而且还能克服全轻混凝土的技术缺陷,以及降低工程成本。     

粉煤灰改性透水再生混凝土力学性能试验研究

通过改变粉煤灰取代率及超掺系数,研究了粉煤灰对不同水灰比及再生混凝土粗骨料取代率透水再生混凝土力学性能的影响。结果表明,粉煤灰等量取代水泥的透水再生混凝土立方体抗压强度、抗折强度及折压比均低于基准透水再生混凝土;当粉煤灰超量取代水泥时,粉煤灰取代率低于20%时的立方体抗压强度、抗折强度及折压比均随超量系数增加而增大,但超量系数超过1.4后效果不明显;粉煤灰取代率为30%时,不同粉煤灰超量系数下力学性能均低于基准试验值;随着再生混凝土粗骨料取代率或水灰比的增大,立方体抗压强度、抗折强度及折压比均随之下降,相同水灰比或再生混凝土粗骨料取代率时,立方体抗压强度、抗折强度及折压比均随粉煤灰超量系数增大而增大,但超量系数超过1.4后效果同样不明显。     

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.     

不同轻质混凝土的强度及耐久性影响因素分析

以LC30全轻页岩陶粒混凝土为基准开展不同轻质混凝土的正交试验,并以河砂取代率分别为5%、10%、15%、20%、25%时获得砂轻混凝土;以碎石取代率分别为5%、15%、25%、35%、45%时获得石轻混凝土;以普通砂石最佳取代率同时取代获得混合轻质混凝土(简称混轻混凝土)。试验结果表明,在合理取代率范围内,混轻混凝土的抗压强度、抗折强度和干表观密度得到显著提高,但碳化深度变化幅度较小;当河砂、碎石取代率分别为10%、20%时,其抗氯离子性能为最优;河砂取代率为20%时的砂轻混凝土、碎石取代率为25%时的石轻混凝土,其抗压强度、抗折强度较基准全轻混凝土提高幅度为最大;其干表观密度则分别随碎石、河砂取代率增加呈现线性增长;其碳化深度则随碎石替代率增加而逐渐减小,但却随河砂取代率增加而逐渐增大;其6 h电通量与碎石取代率(除一点外)呈正相关,表明其抗氯离子性能降低,但却与河砂取代率呈负相关,表明其抗氯离子性能增强。     

硅灰和粉煤灰取代率对橡胶混凝土强度影响试验研究

文中以橡胶混凝土为研究对象,分别考虑10%、20%、30%三种橡胶颗粒体积代替等体积细骨料,同时考虑不同水泥取代率的硅灰和粉煤灰的影响,研究其立方体抗压强度、抗折强度、折压比的变化规律,并揭示破坏机理。研究表明,与普通混凝土相比,橡胶混凝土破坏时表现为明显的延性破坏,随橡胶取代率增加,橡胶混凝土的抗压和抗折强度均有不同程度的下降,其中抗压强度的下降程度更大,而折压比随橡胶掺量逐渐增大,韧性有明显的改善;利用硅灰可以使橡胶混凝土的强度得到一定程度的提高,当硅灰的取代率为10%时,抗折强度和抗压强度分别提高了16%、13%,此后若继续增大硅灰取代率,强度则无明显变化,而粉煤灰对橡胶混凝土的增强效果并不明显。     

陶瓷废弃物代砂制备混凝土的强度特征

陶瓷废弃物经破碎筛分加工制成人工砂,以此作为混凝土的细骨料进行部分或全部取代天然砂,并对制备的混凝土不同龄期的抗压强度、抗折强度等特征进行了试验研究,研究中对不同取代率、灰水比、陶瓷砂处理方式、龄期等因素对陶瓷砂混凝土强度特征进行了系统考察.研究表明,陶瓷废弃物经破碎筛分加工后,可以满足混凝土用砂规范的要求,尤其是加工过程中与部分碎石混合破碎,其人工砂的性能是优异的.可全部取代优质河砂,而纯陶瓷废弃物加工的砂配制的混凝土,其立方体抗压强度和抗折强度值均能达到设计要求,甚至可以超过同等配合比的天然河砂配制的混凝土的强度;陶瓷砂混凝土的强度与天然骨料混凝土的变化规律相似,即随灰水比的增加而提高,随龄期的增长强度不断增加.强度特征的评价为陶瓷砂混凝土的配合比设计提供了有效的依据.     

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.     

煤矸石机制砂C20混凝土力学性能研究

为探究煤矸石机制砂对低强度等级C20混凝土力学性能的影响,调控煤矸石机制砂掺量和水灰比浇筑混凝土试块,开展抗压和抗折强度试验。结果表明：相同水灰比下,随煤矸石机制砂掺量增加,混凝土的抗压强度先增强后降低;相同取代率下,混凝土的抗压和抗折强度随水灰比增大而降低。相较于煤矸石机制砂取代率,水灰比对混凝土抗折强度的影响更大。取代率不超过30%时,对混凝土的抗压和抗折强度均有利,水灰比为0.55、取代率为25%时,混凝土抗压和抗折强度提高最多。     

水泥混凝土抗折性能影响研究

研究了粗集料种类、集料粒径、用水量、胶凝材料组成及相对掺量对混凝土抗折强度的影响,同时基于不同粗集料粒径对混凝土抗折强度与抗压强度的匹配关系进行了拟合分析,研究表明在分别经过粗骨料优化选择和胶凝材料体系优化设计后,混凝土的抗折强度较基准配合比分别提高了7%和17%。通过最佳粗集料的选择及优化胶凝材料各组分掺量,实现了在降低混凝土成本的同时,提高了普通水泥混凝土的抗折强度。     

陶瓷细骨料再生混凝土抗压强度试验研究

研究了以建筑废弃陶瓷为再生细集料取代天然河砂生产混凝土时取代率对再生混凝土抗拉、抗压强度的影响.通过试验,初步得出了再生混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度与细骨料取代率的关系.试验表明,再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度与普通混凝土没有明显区别.试验还表明,再生混凝土抗压强度与抗拉强度之间的换算与普通混凝土不同.建立了再生混凝土抗压强度随陶瓷取代率变化的关系式;引入取代率R,提出了劈裂抗拉强度与抗压强度、R之间的强度指标换算关系.     

聚合物对轻集料混凝土性能的影响

研究了聚合物对轻集料混凝土性能的影响.试验结果表明,当EVA乳液掺量5%～15%时,轻集料水泥混凝土的抗压强度和抗折强度有较大的提高,当掺量为10%时,抗压强度达到28.87 MPa,比空白样提高了70.83%;当掺量为15%时,抗折强度达到6.33 MPa,比空白样提高了79.32%.在轻集料水泥混凝土中掺入聚合物,大大提高了轻集料混凝土的折压比,脆性减小,改善了轻集料混凝土的韧性.聚合物轻集料水泥混凝土的抗渗性、抗冻性显著提高.     

高性能混凝土的影响因素研究

现代建筑工程对混凝土的要求日益提高,促进了高性能混凝土的发展。采用正交试验,探究了砂胶比、水胶比、硅灰掺量、钢纤维掺量以及砂粒径范围对高性能混凝土的影响。结果表明,随砂胶比的增大,高性能混凝土流动度减小,抗折、抗压强度均先增大后减小;随水胶比的增大,流动度增大,抗折、抗压强度都是先增加后降低;随硅灰掺量的增大,流动度及抗折、抗压强度都先增大后减小;随钢纤维掺量增大,流动度减小,抗折、抗压强度增加到一定程度后变化不大;砂粒径范围对流动度影响明显,对高性能混凝土后期强度影响不大。     

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.     

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.     

石轻页岩陶粒混凝土的强度试验研究

为了探讨水胶比和碎石体积取代率对次轻页岩陶粒混凝土的物理力学性能影响,通过正交试验得到了LC20最佳配合比,然后再通过不同水胶比(0.30、0.35、0.40)和不同碎石体积取代率rg(0、10%、20%、30%、40%、50%)进行试验,并通过干表观密度、抗压强度、抗折强度、劈拉强度、比强度和折压比,以及断截面破坏形态,探讨其变化规律。结果表明,当碎石取代率为30%,水胶比为0.30时,次轻页岩陶粒混凝土的上述各项指标除折压比外均为最优,并能同步提高强度和韧性,而且还可以有效弥补页岩陶粒产量有限、价格较高和施工性能较差的缺陷。     

全再生混凝土力学性能及导热性能研究

采用再生粗骨料(RCA)、再生细骨料(RFA)及再生微粉(RCP)制备全再生混凝土，通过正交试验研究了水胶比、RCA取代率、RFA取代率、RCP取代率和AOS引气剂掺量对全再生混凝土性能的影响。结果表明：AOS引气剂掺量对全再生混凝土抗压强度、抗折强度、折压比及比热容的影响最大，强度总体上随AOS引气剂掺量的增加先降低后提高。RCA取代率对导热系数影响最大，RCA取代率为50%时，导热系数最小。最优配合比为：水胶比0.43、RCA、RFA、RCP取代率分别为75%、50%、15%、不掺AOS引气剂，制得的全再生混凝土抗压、抗折强度分别为45.8、4.6 MPa、导热系数为0.9844 W/(m·K)、比热容为0.8807 MJ/(m³·K)。     

采石尾矿机制砂取代率对混凝土强度影响研究

文中研究了母岩为石灰岩的采石尾矿机制砂取代率对混凝土强度影响规律，通过测试0%～100%机制砂取代率条件下C30、C50和C60级泵送混凝土的3、7、28d抗压强度与28d抗折强度，研究机制砂取代率对混凝土强度的影响。试验结果表明，与相同掺量河砂比较，随着采石尾矿机制砂取代率的提高，强度呈现先提高后降低的规律，对不同强度等级混凝土均存在最优掺量，C30和C50混凝土为60%,C60混凝土为40%。研究可为石灰岩质机制砂在混凝土中的应用提供相关参考。     

基于结构自保温的高性能页岩陶粒混凝土试验研究

为了配制出高性能页岩陶粒混凝土,以强度和导热系数为设计目标,通过正交试验,得到了强度等级不低于LC40的页岩陶粒混凝土最佳配合比,并分别研究了河砂、不同纤维对陶粒混凝土性能的影响。结果表明,河砂对混凝土强度影响不大,而钢纤维掺量为2%时,其抗压、抗折、劈拉强度均有明显提高,并优于其他纤维品种;陶粒混凝土的轴心与立方体抗压强度接近,且弹性模量较低,峰值应变与总应变较大。最后,对假定的几种结构混凝土和围护结构的保温措施,采用热工模拟计算,得到了节能率不低于65%的一体化建筑保温系统。     

玻璃纤维增强轻骨料混凝土力学性能及疲劳损伤研究

通过室内试验研究了玻璃纤维掺量对轻骨料混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度等力学性能,以及玻璃纤维掺量和应力比对轻骨料混凝土疲劳寿命的影响。试验结果表明:玻璃纤维的加入在一定程度上虽然降低了轻骨料混凝土的抗压强度,但使抗折强度和折压比显著增大,明显改善了轻骨料混凝土的弯曲韧性;轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度随玻璃纤维掺量的增大呈现先增大后减小规律,当玻璃掺量为1.5时,劈裂抗拉强度达到最大值。同一应力比下,玻璃纤维掺量越大轻骨料混凝土的疲劳寿命越长;当玻璃纤维掺量相同时,应力比越大,轻骨料混凝土的疲劳寿命越短;随着玻璃纤维掺量的增多,疲劳方程的斜率和截距都逐渐增大,表明疲劳寿命对应力比的敏感性逐渐增大。