钢渣粗骨料混凝土界面过渡区的研究

利用显微硬度仪、扫描电镜、能谱分析等微观测试手段,采取对比方法研究了普通碎石混凝土和钢渣粗骨料混凝土界面过渡区的结构和形态.结果表明：钢渣表面粗糙多孔,水泥浆体能够紧密包裹钢渣;钢渣水泥石界面过渡区约为40μm,略小于普通碎石水泥石界面过渡区（50μm）,其界面过渡区结构较为致密,因而可形成较强的界面黏结力,配制的钢渣粗骨料混凝土整体强度较高.     

再生混凝土骨料咬合模型修正及其参数分析

为分析再生混凝土中再生粗骨料咬合机制,基于Walraven提出的普通混凝土骨料咬合模型,提出了考虑再生粗骨料原始混凝土强度的再生混凝土骨料咬合修正模型。结合再生混凝土界面剪切试验结果,确定适用于再生混凝土的骨料咬合模型关键参数。理论分析结果与试验结果对比表明,修正的骨料咬合模型对于界面剪切作用的预测值较普通混凝土及再生混凝土的试验值均偏高,修正的骨料咬合模型较适用于对再生混凝土剪切作用的预测。在再生混凝土剪切作用理论计算中,需按实际裂缝开展情况对骨料咬合作用进行折减,折减系数取值范围为0.7~0.9。采用修正的再生骨料咬合模型及计算方法展开变参数分析发现,再生粗骨料性能对骨料咬合作用有重要影响,即再生粗骨料原始混凝土强度越高,旧砂浆含量越低,再生粗骨料咬合作用越强。     

骨料品种对混凝土界面结构及性能的影响

基于显微硬度(MH)、等离子发射光谱仪(ICP)等各种微细观测试技术,对比研究了灰岩、玄武岩、砂岩、大理岩和花岗岩对混凝土界面结构及性能的影响。结果表明,界面过渡区显微硬度由高到低依次为灰岩砂岩花岗岩玄武岩大理岩;砂岩和灰岩是各种骨料中活性最强的,骨料不仅吸附大量离子,也释放离子,表明砂岩和灰岩骨料表面发生了化学反应。     

再生废砖粗骨料对混凝土性能的影响

研究利用废砖再生粗骨料部分或全部代替天然粗骨料,对比再生骨料对混凝土力学及抗冻性能的影响,并利用显微硬度、硬化混凝土气孔分析探讨其对再生混凝土微观结构的影响。得出结论:随着废砖粗骨料掺量的增加,混凝土立方体抗压强度逐渐降低,但对劈裂抗拉强度影响不大;水胶比是影响其界面处显微硬度和抗盐冻性能的最主要因素。     

粗骨料随机分布对混凝土导热性能的影响

采用COMSOL与MATLAB联合仿真的方法,基于混凝土二维细观几何模型,实现了混凝土稳态热传导的数值模拟.在利用试验结果验证数值模拟有效性的基础上,分析了骨料随机分布对混凝土导热性能的影响,并讨论了粗骨料粒径、形状及其体积分数,以及分散相导热系数对混凝土导热性能的影响规律.结果表明:粗骨料随机分布是造成混凝土导热性能产生随机性的重要因素;混凝土导热系数相对平均值随着粗骨料体积分数、分散相导热系数的增加而增大,但受粗骨料粒径和形状的影响不大;粗骨料体积分数越高,分散相与水泥砂浆导热系数相差越大,粗骨料粒径越大,轴长比越大,混凝土导热系数的变异性越显著,但当粗骨料体积分数超过35%后混凝土导热系数的变异性基本保持不变.     

骨料对高性能混凝土流变参数的影响

骨料性能对新拌混凝土的流变参数有很大影响。本文研究了砂率、最大检径、针片状含量、形状指数和骨料种类对新拌混凝土流变参数的影响。通过BMH流变仪测量表明，对于所用材料而言，最佳砂率在42%左右，最大粒径为20mm，针片状含量较低时拌合物的流动性和保水性较好，而形状指数越大流动性也越好，骨料种类对新拌混凝土的流变性影响不大，配比设计时可不考虑。     

混凝土粗骨料堆积的定量体视学研究

将预拌混凝土用粗骨料筛分为各单粒级颗粒,分别测定孔隙率和定量体视学参数后,进行骨料级配试验及其体视学参数计算,分析粗骨料堆积孔隙率与体视学参数之间的相关性,探讨运用定量体视学方法进行骨料最紧密堆积设计的可能性.结果表明:单粒级粗骨料孔隙率与球形率、圆度之间具有良好的相关性;级配粗骨料孔隙率与球形率、填充度之间具有良好的相关性;基于定量体视学参数的多元回归公式能够较精确预测粗骨料的孔隙率,为实现粗骨料的级配优化设计提供了可能.     

混凝土再生骨料的强化与再生混凝土界面结构的改善

总结了再生骨料的强化措施,并基于再生混凝土中界面过渡区的特点,讨论了经强化的再生骨料可改善再生混凝土的界面结构性能。     

掺合料裹骨料工艺对再生骨料混凝土性能的影响

采用一种掺合料裹骨料搅拌工艺,在水泥裹骨料工艺基础上,进一步改善再生骨料-水泥石界面过渡区,提高再生混凝土性能,研究了搅拌工艺、新拌混凝土坍落度、掺合料品种对再生混凝土强度和抗氯离子渗透性的影响.结果表明,采用掺合料裹骨料工艺,可在水泥裹骨料工艺基础上进一步大幅度提高早龄期强度和抗氯离子渗透性能,对后期强度和抗氯离子渗透性也有提高,但幅度较小;提高新拌混凝土坍落度有助于提高强度,但对抗氯离子渗透性能略有影响,采用掺合料裹骨料工艺可减小坍落度对再生混凝土性能的影响;采用矿渣掺合料更有助于提高再生混凝土强度和抗氯离子渗透性能.     

再生粗骨料混凝土界面参数研究EI北大核心CSCD

对不同再生粗骨料取代率和水灰比下9组混凝土的力学性能及耐久性能进行了测试;基于测试结果及分析,提出了长度界面参数、体积界面参数和广义界面参数的概念,并比较分析了3个界面参数与再生粗骨料取代率、水灰比、力学性能及耐久性能的关系.结果表明:再生粗骨料混凝土的力学性能及耐久性能与再生粗骨料取代率、水灰比紧密相关;广义界面参数可反映界面体积和新砂浆水灰比对混凝土性能的影响,较好揭示了再生粗骨料混凝土性能的劣化机理.     

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。     

基于粗骨料多孔界面的再生混凝土内部相对湿度响应机理试验研究

再生混凝土内部湿度场的变化会对结构的耐久性造成影响。文章基于再生粗骨料界面的多孔特性,对比研究100%取代率下再生混凝土和普通混凝土在不同温度、距离表层不同深度及有、无荷载作用下的内部相对湿度的响应规律及响应机理。结果表明：再生混凝土内部的相对湿度响应速率快于普通混凝土,距离再生混凝土表层越近,相对湿度响应速率越快,且随着温度的增加而增加;弯曲荷载作用对再生混凝土和普通混凝土的相对湿度响应速率均具有促进作用,且对再生混凝土的影响更为显著;对于再生混凝土内部相对湿度滞后上升现象,提出“再生粗骨料分区 界面热湿传递模型”,分析相对湿度滞后上升的机理;采用多元非线性曲线分段拟合的方法,建立再生混凝土内外环境相对湿度响应计算模型。     

再生骨料混凝土弯曲疲劳性能研究

为研究再生骨料混凝土的疲劳性能以及硅灰对其疲劳性能的影响,开展了天然骨料混凝土(NAC)、再生骨料混凝土(RAC)和硅灰再生骨料混凝土(RAC-SF)在3种应力水平下的弯曲疲劳试验,进行了弯曲疲劳寿命的Weibull分布检验,建立了弯曲疲劳寿命概率方程,并利用纳米压痕技术分析了 3种混凝土界面过渡区的差异及其对疲劳性能...     

再生粗集料混凝土基本性能的实验研究

对再生粗集料的级配、吸水率、表现密度、堆积密度、压碎指标、外观等方面进行实验研究与分析,得出了再生粗集料与天然碎石相比较具有尺寸相似、级配较差、堆积密度和表观密度小、吸水率和压碎指标较高的结果.然后,采用将再生粗集料混凝土与普通混凝土进行对比实验的方法,研究再生粗集料混凝土坍落度、抗压强度、弹性模量、弹强比及抗冻融性能等.结果表明,再生粗集料混凝土具有较好的施工性能、力学性能和耐久性能,可以用于普通钢筋混凝土结构,特别是当再生粗集料替代率在30%及其以下时,与普通混凝土的基本性能相差不大.     

骨料及界面区对混凝土渗透性影响试验

混凝土渗透性一直是混凝土耐久性能的重要指标,为了探求混凝土中骨料及界面区对混凝土渗透性能的影响,试验引入了混凝土界面区,将混凝土看成是由砂浆、骨料及两者的界面区共同组成的三相材料,通过砂浆及规则骨料混凝土的快速渗透试验,计算各试件的混凝土氯离子扩散系数,进而分析骨料及界面区对混凝土渗透性能的影响。结果表明:当混凝土中骨料含量增加10%时,其扩散系数将下降12.7%;而当骨料含量增加到20%,其扩散系数下降了33.8%,骨料对混凝土渗透性有着较大的影响;混凝土中界面区扩散系数约为砂浆扩散系数的40倍,混凝土中界面区的增长也将增大混凝土的渗透性能。     

轻集料混凝土的界面结构研究

通过利用SEM对轻集料和水泥石的界面结构的研究,揭示了轻集料和水泥石的“嵌套”界面结构是轻集料混凝土早期强度高的根本原因,并阐述了轻集料对水泥石的“自养护”作用规律。     

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CO_2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CO_2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。     

粗集料性能对路面混凝土抗折强度的影响

本文研究了粗集料的最大粒径、级配和压碎指标值等对路面混凝土抗折强度的影响，结果表明，合适的最大粒径和连续级配有助于提高混凝土的抗折强度，粗集料的压碎指标值与混凝土的抗折强度没有明显的相关关系。