高温后再生砂浆单轴受压应力-应变关系试验研究

为得到高温后再生砂浆单轴受压应力-应变关系,对72个70.7 mm×70.7 mm×216 mm不同再生细骨料取代率的再生砂浆试件进行单轴受压试验,实测了20~800℃温度作用后试件的应力-应变全曲线,分析了再生砂浆的高温性能,以及再生细骨料取代率和经历温度对再生砂浆峰值应力、峰值应变、弹性模量、泊松比、体积应变和单轴受压应力-应变全曲线的影响。结果表明:不同再生细骨料取代率的砂浆试件高温后的表面颜色均经历灰色、浅红、灰白的过程,温度高于400℃以后开始出现裂缝、掉皮、疏松等现象;再生砂浆试件高温后质量损失率高于普通砂浆试件,温度高于400℃以后各类砂浆试件的质量损失率保持稳定;相同温度下,随着再生细骨料取代率的增加,单轴受压应力-应变曲线峰值应力减小,峰值应变增加,弹性模量减小,脆性更加显著;随着温度的升高,峰值应变逐渐增大,而峰值应力、弹性模量与体积应变临界点对应的应力比均持续减小,应力-应变曲线渐趋扁平。通过回归分析,建立了再生砂浆高温后峰值应力、峰值应变、弹性模量与温度的关系计算式,以及单轴受压分段式本构方程。     

再生混凝土单轴受压应力应变关系研究

应力-应变关系是再生粗骨料混凝土结构设计和分析的重要依据.文中采用等应力循环加卸载方法得到了再生粗骨料混凝土的单轴受压应力-应变全曲线,并建立了相应的数学模型.研究结果可为再生粗骨料混凝土结构设计和分析提供参考依据.     

高温后再生混凝土应力-应变曲线研究

完成了高温对不同替代率再生混凝土的强度及受压应力-应变关系曲线影响的试验研究。研究结果表明：再生混凝土的受压强度、弹性模量随着温度的升高而明显下降,其峰值应变随着温度的升高而不断增加。基于试验结果,给出了高温后再生混凝土的应力-应变关系式,并与试验结果吻合较好。     

高温中纤维纳米混凝土单轴受压应力-应变关系

通过纤维纳米混凝土棱柱体试件在25～800℃高温中的单轴受压试验,研究了温度、钢纤维体积率、纳米二氧化硅和纳米碳酸钙掺量对纤维纳米混凝土高温中轴压性能的影响。结果表明,随温度升高,纤维纳米混凝土峰值应力和初始弹性模量显著降低,峰值应变明显增大;随钢纤维体积率增大,高温中纤维纳米混凝土峰值应力和峰值应变不断提高,初始弹性模量有所下降;随纳米材料掺量增加,高温中纤维纳米混凝土峰值应力、峰值应变和初始弹性模量均呈增大的趋势,纳米二氧化硅的效果好于纳米碳酸钙。在分析试验结果的基础上,提出了考虑温度、纤维和纳米材料影响的高温中纤维纳米混凝土峰值应力、峰值应变和初始弹性模量的计算公式以及高温中纤维纳米混凝土单轴受压应力-应变关系式。     

再生混凝土应力-应变全曲线试验研究

制作了26个100 mm × 100 mm × 300 mm用于应力-应变试验的棱柱体试件(11个用于测试应力应变曲线,15个用于测试弹性模量),研究再生混凝土弹性模量及应力-应变全曲线随取代率的变化关系,提出再生混凝土应力-应变全曲线宜采用两段式表达,其方程与常规普通混凝土类似,但系数不同.     

钢纤维轻骨料混凝土单轴受压应力-应变曲线研究

采用100%烧结膨胀页岩陶粒作为粗细骨料,以占胶凝材料总质量20%的粉煤灰等质量替代水泥作为胶凝材料,按绝对体积直接计算法设计并制备了钢纤维全轻混凝土。以水泥强度等级（42.5和52.5）、钢纤维体积率（0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%）为参数,进行了钢纤维全轻混凝土轴心抗压试验研究,分析了钢纤维全轻混凝土单轴受压破坏形态及其应力-应变曲线特征。结果表明：钢纤维全轻混凝土单轴受压应力-应变曲线的峰值应力及其对应应变随钢纤维体积率和水泥强度等级的提高呈现增大趋势;钢纤维体积率的增加使试件的破坏形态由脆性向塑性转变。结合相关文献研究成果,对轻骨料混凝土（砂轻混凝土、全轻混凝土）和钢纤维轻骨料混凝土（钢纤维砂轻混凝土、钢纤维全轻混凝土）单轴受压应力-应变曲线进行了综合分析,提出了两类混凝土单轴受压应力-应变曲线统一计算模型及其特征点计算公式。     

超高性能混凝土单轴受压应力-应变关系研究

采用刚性辅助架法获得了稳定的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concretes,UHPC)的受压应力-应变全曲线.试验结果表明UHPC具有良好的受压变形性能;重复加载下UHPC的包络线与单调加载时的应力-应变曲线基本相同.基于试验结果建立了UHPC单轴受压本构方程,以及重复荷载作用下UHPC应力-应变全曲线方程,其结果与试验结果吻合较好.     

再生混凝土受压应力-应变本构关系研究

通过改变石粉(SP)含量(0、5%、10%、15%)和再生粗骨料(RCA)取代率(0、33%、66%、100%)进行了48个棱柱体受压应力-应变全曲线试验,研究了石粉、再生粗骨料对机制砂再生混凝土轴心抗压强度、峰值应变和弹性模量的影响。基于损伤力学原理,参考已有的普通混凝土应力-应变本构关系,建立了机制砂再生混凝土单轴受压应力-应变本构方程。结果表明:理论曲线与试验数据吻合度较好。     

不同再生细骨料取代率下的再生混凝土 单轴受压本构关系

为研究不同再生细骨料取代率的再生混凝土单轴受压本构关系,进行了再生细骨料取代率为0、30%、50%、100%的再生混凝土的单轴受压试验,并获得应力-应变试验全曲线,分析了再生细骨料取代率对抗压强度、弹性模量、峰值应变和极限应变的影响规律,并通过拟合得到再生混凝土弹性模量、峰值应变及应力-应变全曲线的计算表达式。研究表明,随着再生细骨料取代率增大,再生混凝土的抗压强度、弹性模量呈下降趋势,而峰值应变和极限应变增大;再生混凝土的应力-应变全曲线形状与普通混凝土相似,基于过镇海模型拟合得到的再生混凝土应力-应变全曲线与试验全曲线吻合较好。     

再生混凝土抗压性能的试验研究

设计并完成了20个混凝土配合比试验,系统地研究了再生混凝土的抗压强度与水灰比、粗骨料取代率以及龄期之间的关系。通过与普通混凝土试验对比分析认为:再生混凝土的抗压强度随龄期的发展规律类似于普通混凝土;再生混凝土的抗压强度与再生粗骨料取代率的关系密切;再生混凝土的抗压强度与水灰比的关系不尽相同。最后结合试验结果对再生混凝土的配合比设计提出了建议。     

钢纤维增强地聚物再生混凝土单轴受压全曲线试验

为增强再生混凝土的抗压强度及延性,并进一步减少水泥制备造成的碳排放,采用粉煤灰/矿渣基地聚物100%取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥,并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能,配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%,及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件,并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入,SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变;立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加;立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低,但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率,对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正,提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型,其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

Experiments on stress-strain curve of steel fiber reinforced geopolymer recycled concrete under uniaxial compression

为增强再生混凝土的抗压强度及延性，并进一步减少水泥制备造成的碳排放，采用粉煤灰/矿渣基地聚物100％取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥，并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能，配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%，及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件，并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入，SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变；立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加；立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低，但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率，对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正，提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型，其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

超高强混凝土单轴受压应力-应变关系的试验研究

通过10组超高强混凝土棱柱体单轴受压试验,得到了其应力-应变关系,分析了弹性模量、横向变形系数、峰值应力与峰值应变等基本力学性能指标,探讨了砂率、水胶比、钢纤维和材料组成与用量等对超高强混凝土基本力学性能的影响规律.试验结果表明:在胶凝材料总量不变的情况下.减少水泥用量而相应增大粉煤灰用量,混凝土的流动性及抗压强度得到改善;减少胶凝材料用量可大幅度降低混凝土成本,对强度没有特别不利的影响,但混凝土流动性降低较多.     

高强度再生骨料和再生高性能混凝土试验研究

本文作者认为对高强度再生骨料的研究将越来越重要。介绍了再生高性能混凝土的概念，通过试验研究了高强度再生骨料对混凝土基本性能的影响，成功地配制出坍落度为245mm,28天强度达54．9MPa的再生混凝土，特别地，应用全部再生骨料配制的混凝土的三所强度达到了96．1MPa，作者认为，再生高性能混凝土的开发有助于扩大再生混凝土的应用。     

再生混凝土的抗压强度初步研究

设计并完成了相关试验,系统研究了再生混凝土的抗压强度特征。主要包括再生粗骨料含量对再生混凝土抗压强度的影响,再生混凝土抗压强度随龄期的发展规律,再生混凝土的龄期系数以及普通混凝土28 d抗压强度方程对再生混凝土的适用性。试验结果表明,随着再生粗骨料增加,混凝土的抗压强度降低;再生混凝土的抗压强度发展规律与普通混凝土基本一致,但是再生混凝土各龄期系数均低于普通混凝土,表明其强度增长较慢;普通混凝土28 d抗压强度方程不适用于再生混凝土。本文的研究结果对再生混凝土在实际中的推广应用具有重要的价值。     

再生粗骨料混凝土早期收缩性能试验研究

通过试验研究水灰比、再生粗骨料取代率、减水剂和粉煤灰对再生混凝土早期干缩性能的影响。研究结果表明再生混凝土的早期干缩率和失水率均随着水灰比和取代率的增大而增大;再生混凝土在龄期7d内干缩速率和失水速率最大;掺入减水剂和粉煤灰可以有效地控制再生混凝土的干缩。根据试验结果建立了再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土早期干缩计算模型,该模型计算结果与他人试验结果吻合较好。     

考虑基体混凝土抗压强度影响的再生粗(细)骨料混凝土干燥收缩模型

对已有研究中再生混凝土干燥收缩试验结果进行分析,发现再生细骨料对再生混凝土干燥收缩的影响随着基体混凝土强度的增大而降低,然而现有再生细骨料混凝土干燥收缩模型均未考虑基体混凝土强度的影响,这会高估采用源于高强混凝土的再生细骨料配制的再生混凝土的干燥收缩变形。基于现有试验结果,引入基体混凝土抗压强度影响系数,对课题组前期提出的再生细骨料混凝土干燥收缩模型进行修正,所提出的修正模型对再生混凝土干燥收缩性能预测结果相对现有其他模型预测结果离散性更小、精度更高,线性回归系数为1.009,判定系数为0.841。在工程常见参数范围内,采用修正模型进行了系统的参数分析,以研究基体/再生混凝土强度、砂率、再生粗/细骨料取代率、再生粗/细骨料吸水率和环境相对湿度等参数对再生混凝土干燥收缩的影响。分析结果表明,再生细骨料取代率的影响随再生粗骨料取代率的增大而降低,但影响依然显著;随着基体混凝土抗压强度的提高,再生骨料对混凝土干燥收缩的影响显著降低,设计中需考虑该因素的影响。