再生混凝土中的水分扩散机理与模型

对再生混凝土处在干燥环境中的水分扩散机理进行了研究 ,并建立了相应的水分扩散模型。为了确定水分扩散的有关参数 ,对再生混凝土的水分扩散实验结果采取了回归分析方法 ,实验结果与诸多文献报道具有很好的一致性。结果显示混凝土内部孔隙湿度 R随环境相对湿度 H的增加而增加 ,随环境温度 T的增加而减少 ;在外部环境相同的条件下 ,再生混凝土内部孔隙湿度 R随混凝土 W/ C的增加而增加 ;再生混凝土中的水分扩散系数 Dwd较普通混凝土的水分扩散系数大     

高强再生混凝土干缩特性

研究了再生粗细骨料对混凝土干缩性能的影响,试验结果表明,再生骨料对混凝土的干缩影响显著,尤其是再生细骨料。重点研究了高强再生粗骨料混凝土的干缩特性,通过高强再生混凝土配合比优化设计,再生粗骨料混凝土的干缩率仅稍大于天然粗骨料混凝土,与其基本相当。在再生混凝土中掺膨胀剂具有很好的补偿收缩效果,达到高强再生混凝土微千缩的目的。研究表明,干燥环境养护对再生混凝土强度的影响明显大于普通混凝土,因此,再生混凝土更需注意保湿养护。还从界面结构和骨料特性分析了再生混凝土的干缩机理。     

关于再生骨料混凝土干燥收缩裂缝的试验研究

作为有效利用再生骨料的方法之一,从材料性能稳定性方面研究了再生骨料混凝土在钢筋混凝土剪力墙上实际应用的可能性.着眼于在有约束的条件下再生骨料混凝土剪力墙上产生的干燥收缩裂缝,利用混凝土表面粘贴式应变片和内部埋藏式应变片,分别对在有约束的条件下再生骨料混凝土剪力墙以及对比用普通混凝土剪力墙进行了干燥收缩应变测试,同时观察了剪力墙表面产生的干燥收缩裂缝情况.结果表明,混凝土内部收缩应变明显小于外表面收缩应变,在混凝土内部收缩应变上两者相差不大,但在外表面收缩应变上,普通混凝土的收缩应变要比再生骨料混凝土的应变大,同时,再生骨料混凝土剪力墙的细微裂缝明显比普通混凝土多.     

部分再生混凝土梁的试验

为了研究部分再生骨料混凝土梁的力学性能,完成了5种配筋率共15根部分再生骨料混凝土梁的试验.试验结果表明平截面假定理论同样适用于部分再生骨料混凝土结构.部分再生骨料混凝土受弯构件的正截面承载力与普通混凝土受弯构件相比并没有降低,但是其刚度相对于普通混凝土受弯构件有所减小.通过分析得到了部分再生骨料混凝土受弯构件正截面承载力计算公式和受弯构件刚度计算的修正公式.给出了部分再生骨料混凝土轴心受压和偏心受压极限压应变以及梁最小配筋率的取值建议;通过ANSYS软件完成了部分再生骨料混凝土受弯构件的有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好.     

再生粗骨料释水特性对混凝土干燥收缩性能影响

试验着眼于再生粗骨料的排水特性,将粘贴应变片的再生粗骨料埋入C30强度等级混凝土中,直接测试混凝土在干燥收缩过程中内部再生粗骨料的收缩应变,通过不同湿度环境下再生粗骨料的应变与排水率之间的关系推算出混凝土内部再生粗骨料的排水特性,探明再生混凝土排水率与再生粗骨料排水率之间的关系。结果表明,再生粗骨料与天然粗骨料在吸排水过程中应变及饱和度曲线的趋势线相对接近,且两种骨料干湿产生的应变变化具有相互可逆趋势;再生粗骨料与天然粗骨料的排水率与应变成线性关系;混凝土内部粗骨料的收缩应变要小于试件的收缩应变,再生粗骨料及再生混凝土的收缩应变要大于天然骨料及混凝土的收缩应变;再生混凝土的排水率要大于内部再生粗骨料的排水率。     

不同再生骨料取代率的再生混凝土性能试验研究

再生混凝土是一种循环再利用建筑拆毁废弃物的实用而经济的材料,现已受到广泛地关注和讨论.为了更有效地应用再生混凝土材料,有必要对其基本性能进行研究,特别是为了指导在灾后重建中的应用,应该对来自灾区的再生骨料及其加工成的再生混凝土的性能进行研究.文中,试验测试了来自灾区再生骨料的物理和力学性能.通过不同再生混凝土的配合比设计,对比研究了具有不同再生骨料取代率的再生混凝土的力学性能以及不同龄期的再生混凝土强度.研究结果表明,再生骨料与天然骨料确实存在着一定的差别,比如表现在,再生骨料具有较高的孔隙率,其吸水率比天然骨料高出3.5倍,其密度比天然骨料降低10%,但具备可以接受的强度和表观形状.具有不同再生骨料取代率的再生混凝土表现出比天然混凝土具有更小的密度,抗压强度和抗拉强度.并且再生骨料取代率越高,其值降低越大.通过对不同龄期的再生混凝土的强度变化的研究,发现由于再生混凝土中再生骨料吸收的水分会随水泥水化作用缓慢地释放出来,从而促进了再生混凝土强度的发展,最后甚至可能超过天然混凝土的强度.另外,通过对试块受压破坏截面情况的观察,分析得到了再生混凝土和天然混凝土的失效模式.试验结果为进一步研究再生混凝土填充的中空钢管结构提供了参考.     

再生混凝土细微观结构和破坏机理研究

再生骨料相当于天然骨料表面附着了一层老砂浆,老砂浆力学性能相对天然骨料较差,造成了再生混凝土内界面过渡区的数量、分布和性能的不同,从而影响了再生混凝土的力学性能.首先通过试验方法研究了再生混凝土中老砂浆的含量和分布;利用扫描电镜考察了新老界面过渡区形貌的异同,分析了老砂浆对界面过渡区的影响;采用有限元软件ANSYS对再生混凝土细观结构的受力特征和破坏机理进行了初步分析.最后利用不同强度等级的废旧混凝土加工成再生粗骨料,制备成再生混凝土,测试其抗压强度和劈裂抗拉强度,验证了再生混凝土受力的破坏机理.     

再生粗骨料混凝土碳化分析的多场耦合模型及验证

再生粗骨料混凝土的碳化是一个复杂的物理扩散和化学反应过程,其分析和预测较为困难。鉴于此,基于再生粗骨料混凝土的碳化机理,结合再生粗骨料混凝土中CO₂的扩散定律和可碳化物质的质量守恒定律,综合考虑再生粗骨料混凝土中CO₂的有效扩散系数、碳化反应速率系数、可碳化物质的量、再生粗骨料的表面附着砂浆等重要参数的影响,建立了再生粗骨料混凝土碳化分析的多场耦合模型,并通过试验数据验证了模型的有效性和适用性。     

矿物掺和料和再生骨料对混凝土的收缩性能的影响

研究了再生粗、细骨料取代量、矿物掺和料等因素对再生混凝土收缩性能的影响.结果表明：高品质再生细骨料混凝土的后期收缩值高于天然骨料混凝土,且随着再生细骨料取代量的增加而增大;高品质再生粗骨料混凝土的收缩值接近天然骨料混凝土;粉煤灰和普通矿粉相比能够很好的降低再生混凝土的早期和后期收缩值,超细矿粉和硅灰都能减少再生混凝土的后期收缩值,但硅灰增加了再生混凝土的早期收缩值.     

再生混凝土骨料应用于沥青路面的路用性能试验

为了将再生混凝土用于骨料沥青混合料,提出了再生混凝土骨料应用于沥青混合料时最佳沥青含量的估算方法,并运用马歇尔试验予以验证,试验结果与本文建议的理论估算值吻合较好.试验还研究了不同再生混凝土骨料掺量下的沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,分析了影响各项性能指标的因素和原因.结果表明:再生混凝土骨料沥青混合料的各项路用性能均满足国内规范要求.     

村镇建筑垃圾制备空心砌块物理性能

目的 研究村镇废弃黏土砖再生粗骨料的取代率对混凝土空心砌块基本性能的影响.方法 利用水泥砂浆对村镇废弃黏土砖进行预处理,通过改变再生粗骨料的取代率,测定混凝土空心砌块在不同取代率时的含水率、吸水率、干燥收缩率、抗压强度以及抗折强度,并进行扫描电镜分析.结果 随着再生粗骨料取代率的增加,混凝土空心砌块的含水率、吸水率、干燥收缩率逐渐增大,含水率为7.7%,吸水率为14.2%,干燥收缩率为0.52%.而混凝土空心砌块的28 d抗压强度和抗折强度呈现递减的趋势,并且取代率在达到40%时的混凝土空心砌块的力学性能要好于其他取代率.结论 村镇废弃黏土砖经水泥砂浆预处理后所制备的混凝土空心砌块的主要性能已达到普通混凝土空心砌块国家标准要求.     

温湿度耦合效应下早龄期混凝土的相对湿度场

早龄期混凝土温度和相对湿度的时间-空间变化规律是揭示混凝土早期开裂的关键。为此,建立了早龄期混凝土温度-湿度耦合作用分析模型,采用无条件稳定向后差分格式,考虑水化作用、自干燥作用、温湿度扩散作用以及温湿度耦合机制,分析早期混凝土相对湿度的时间-空间变化规律,定量揭示相对湿度的空间不均匀性,分析了水灰比、环境相对湿度以及表面水分交换系数等对相对湿度及其空间变化规律的影响。与实验结果的对比验证了模型的合理性,结果表明：温湿度扩散作用对相对湿度的影响随距扩散表面距离的增加而减小,水灰比对相对湿度的影响与位置无关,而环境相对湿度和表面水分交换系数主要影响混凝土扩散表面附近的相对湿度场。     

含水率对再生混凝抗压强度影响研究

为了研究不同含水率状态下富含砖粒再生混凝土的抗压性能,制作了72块强度等级分别为RC20、RC25、RC30富含砖粒再生混凝土立方体试块标准养护28d后将其移入干燥箱中进行干燥处理。将干燥后的立方体试块分别放入清水中浸泡4、12、24、48、72、168、336 h后测量其含水率,并进行单轴抗压力学性能试验。建立再生混凝土强度随其含水率变化的计算模型。研究结果表明:富含砖粒再生混凝土抗压强度随含水率增加而降低,对RC20、RC25、RC30来说,饱和富含砖粒再生混凝土的立方体抗压强度较干燥状态分别降低了33.3%、16.9%、36.9%。     

骨料含水量的差异对于粉煤灰再生混凝土性能的影响

采用静水天平研究再生粗骨料的吸水情况,然后分别使用3种不同含水量（相较于饱和吸水量的0%、50%、100%）的再生粗骨料来制备再生混凝土,研究其坍落度、抗压强度和拉压比的变化。结果发现:再生粗骨料在前5 min其吸水速率较快,20 s就已经达到了饱和吸水量的21.2%,5 min时达到了48.9%;再生粗骨料的含水量为0%时,其坍落度最大,并且其拉压比最大,表明抗裂性能和延性最好;相对于另外2个含水量,含水量为50%的再生粗骨料的制备的再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度最大,拉压比仅次于含水量为0%的再生粗骨料。综合实验结果,当再生粗骨料的吸水量为50%时,相较于其他含水量,其制备的粉煤灰再生混凝土性能最优。     

再生混凝土无腹筋梁斜截面受力性能试验研究

通过13根再生混凝土梁和普通混凝土梁的对比试验,探讨了再生骨料取代率、剪跨比等因素对再生混凝土梁斜截面受力性能的影响.试验结果表明:再生混凝土梁比普通混凝土梁变形和斜裂缝宽度大;再生混凝土梁的破坏形式与剪跨性有关,λ≤1发生斜压破坏,1.5≤λ<3发生剪压破坏;λ≥3.0发生斜拉破坏.再生混凝土梁随着再生骨料取代率的增加,抗剪承载力有下降的趋势;随着剪跨比的增加,抗剪承载力减小.在试验研究的基础上,根据极限平衡理论,提出了再生混凝土梁受剪承载力计算公式.     

锈蚀钢筋与高强再生混凝土的黏结性能试验

为研究锈蚀钢筋与高强再生混凝土之间的黏结滑移性能,采用通电加速锈蚀法获得36个中心拉拔钢筋被锈蚀的试件并进行中心拉拔试验.试件设计参数有5个:再生粗骨料取代率、钢筋外形、钢筋直径、锚固长度和钢筋锈蚀率.依据试验结果,对试件的黏结破坏形态和每个设计参数对锈蚀钢筋与高强再生混凝土间黏结性能的影响进行分析.结果表明:锈蚀钢筋与高强再生混凝土间的黏结破坏形式有3种,即钢筋拔断、钢筋拔出和混凝土劈裂;高强再生混凝土与锈蚀后螺纹钢筋间的黏结强度要明显高于锈蚀后光圆钢筋;锈蚀钢筋与高强再生混凝土间的黏结强度,随着再生粗骨料取代率的增加整体呈减小趋势,随着钢筋直径的增大而减小,随着锚固长度的增大而减小,随着钢筋锈蚀率的增大而减小,但当钢筋锈蚀率达到某一界限后这种减小便不明显.     

再生混凝土配合比设计的试验研究

设计10个混凝土配合比试验,研究了再生骨料吸水率、水灰比、再生骨料取代率对再生混凝土工作性能及强度的影响。通过与普通混凝土试验对比分析认为:符合现行规范要求的再生粗骨料用于配制混凝土是可行的;再生骨料的吸水性能对再生混凝土拌和物的工作性能影响很大,因此,再生混凝土配合比设计时应考虑应用的实际情况等,选用合适的再生骨料掺量,以便获得相应的强度。