纳米碳酸钙改性再生混凝土抗压性能研究

以再生粗骨料取代率、纳米改性为主要影响因素，通过抗压试验及有限元方法分别探究纳米改性再生混凝土的宏观与细观力学性能。研究结果表明：混凝土抗压强度随再生粗骨料取代率增大而降低，纳米CaCO₃可以提高混凝土3 d、7 d、28 d强度，适宜掺量为1%;而通过细观分析得到纳米CaCO₃改性可加强砂浆和粗骨料砂浆界面过渡区，同时有限元计算得到的力学性能与试验结果较为吻合，可为工程应用提供理论依据。     

再生骨料残余砂浆覆盖率测试及其对混凝土渗透性的影响

为了实现盐侵蚀环境下再生骨料的评价与优选，提升再生混凝土渗透性研究水平，提出基于图像分析原理的再生骨料残余砂浆测试方法，该方法通过图像识别技术手段定位并识别再生骨料表面的残余砂浆，定量分析残余砂浆在再生骨料表面的二维覆盖率，结合二维图像三维重构方法获取再生骨料表面残余砂浆的真实覆盖率。采用不同残余砂浆覆盖率的再生骨料制备再生混凝土，通过电通量法研究残余砂浆覆盖率对再生混凝土抗渗性的影响。试验结果表明：采用图像分析方法测试的3种粒径再生骨料残余砂浆覆盖率符合正态分布，证明图像分析覆盖率数据可靠；当再生骨料粒径为5~10，10~20 mm和20~30 mm时，残余砂浆覆盖率的最小样本数量为46，31和50，变异系数比的波动范围为1±5%。多实验室重复试验结果表明，该方法具有较好的重复性和再现性。再生混凝土电通量试验结果表明，再生骨料残余砂浆覆盖率越大，其制备的再生混凝土电通量值越高；再生骨料附着的残余砂浆增加了再生混凝土新砂浆-残余砂浆界面过渡区的数量；残余砂浆覆盖率越高，新砂浆-旧砂浆界面过渡区在再生混凝土中所占比例越大，氯离子更易传输到再生混凝土内部；与残余砂浆附着率相比，残余砂浆覆盖率与再生混凝土抗氯离子渗透性具有更高的关联度。     

钢绞线非均匀锈蚀下混凝土胀裂细观数值模拟

针对捻制构造钢绞线非均匀锈蚀引起的混凝土胀裂问题,该文建立钢绞线锈蚀产物非均匀膨胀模型和钢绞线非均匀锈蚀下混凝土胀裂细观数值模型。混凝土材料被模拟为由砂浆基质、骨料、界面层所组成的三相复合材料,并通过嵌入黏聚单元模拟由钢绞线非均匀锈蚀导致的混凝土胀裂行为。通过与已有试验对比验证所建模型的合理性,并分析混凝土保护层厚度与骨料含量对锈胀裂缝宽度的影响。结果表明：所建立的非均匀细观数值模型能够合理地模拟钢绞线非均匀锈蚀导致的混凝土胀裂全过程。考虑钢绞线非均匀锈蚀特征可以有效地提高锈胀裂缝预测精度。锈胀裂缝宽度随混凝土保护层厚度减小而增大,随混凝土中骨料含量增大而减小。     

再生细骨料不同取代率对砂浆强度的影响

由于再生细骨料在初次筛分后所含杂质较多,而且级配较粗细粉较多,直接应用于试验或是工程不能达到砂浆用砂的要求。所以本文在试验过程中必须首先对再生细骨料的杂质和级配进行处理。通过对再生细骨料和天然细骨料的各项基本性能的测定得出再生细骨料颗粒多棱角、表面粗糙、粒形较差、多裂纹、孔隙率高、吸水率大、堆积密度小,而且还含有大量的硬化水泥浆,再生细骨料的这些特点会造成再生砂浆性能或多或少的提高或降低。本文进行了不同再生细骨料以不同取代率取代天然砂来配制再生砂浆,并研究了再生砂浆的和易性和强度在不同取代率下的变化规律。试验结果表明再生细骨料应用于砂浆是可行的,而且试验结果与预期的再生砂浆的结果是相同的。     

碾压混凝土劈裂抗拉强度及其尺寸效应的细观数值研究

为了从细观结构上研究碾压混凝土的劈裂抗拉强度及其尺寸效应,采用随机骨料模型,在细观层次上将碾压混凝土看成是由硬化水泥粉煤灰砂浆体、粗骨料颗粒、二者间的黏结带和砂浆层面构成的三相非均质复合材料;利用有限元方法数值模拟研究碾压混凝土的细观损伤断裂和劈裂抗拉,对其劈裂抗拉强度及其尺寸效应进行了研究。结果表明:黏结带和层面是碾压混凝土劈裂抗拉破坏的薄弱环节;碾压混凝土试件的劈裂抗拉强度存在明显的尺寸效应,和一般的试验规律基本吻合;随机生成骨料结构的方法,可以有效地研究碾压混凝土的细观损伤断裂。     

基于新型取代方式的再生混凝土早期强度的研究

再生混凝土中关于再生骨料取代天然骨料的研究,基本上都是围绕不同取代率对再生混凝土强度的影响这一方面,目前尚未见关于取代方式对再生混凝土性能影响的研究。该文提出两种新型再生粗骨料取代方式,研究了不同取代方式在不同取代率下对再生混凝土强度的影响。试验结果表明:无论在何种取代率下,大取代的早期抗压强度最大,其次是全取代,最后是小取代。新型取代方式研究揭示:大粒径取代方式下再生混凝土早期强度要优于传统取代方式。     

超粒径骨料对机制砂自密实混凝土性能的影响

研究超粒径骨料掺量对机制砂自密实混凝土工作性、强度及耐久性的影响。结果表明:掺加4%超粒径碎石的机制砂生态自密实混凝土与常规机制砂自密实混凝土相比,自密实混凝土胶凝材料用量少,仍保证良好的工作性,强度及静弹性模量有了明显的提升,掺加4%超粒径碎石的机制砂生态自密实混凝土在体积稳定性、抗渗性能、抗冻性能和抗硫酸盐侵蚀性能都优于常规自密实混凝土。     

沥青砂浆力学性能的粒径效应试验研究

为了进一步理解沥青混合料细观结构,从胶浆理论出发,通过传统力学试验研究集料尺寸对沥青砂浆力学性能的影响,并根据细观模型计算结果对粒径效应影响规律和成因进行分析。结果表明:沥青砂浆的黏性较强而强度较低,在试验过程中很难出现明显的破坏现象,仅最大公称粒径为2.36 mm的砂浆试件能发生单轴压缩破坏,在1.18 mm以下粒径的砂浆试件已无明显劈裂破坏,而在直接拉伸试验中粒径小于0.6 mm的试件均未被拉断;集料尺寸对沥青砂浆的抗压和抗拉性能的影响显著,随着最大公称粒径的减小,沥青砂浆的力学性能减弱,而当粒径小于0.15 mm时沥青砂浆的强度已与沥青胶浆较为接近;从细观力学计算可知,沥青砂浆中粒径最大的那部分集料对其整体回弹模量起主要作用,且进一步验证了集料尺寸对其力学性能有显著影响。     

再生粗骨料旧砂浆附着率对混凝土硫酸盐侵蚀性能影响

采用不同再生骨料替代率及砂浆附着率的再生骨料制备C30混凝土,研究再生骨料旧砂浆附着率对混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀性能影响,并利用显微硬度计量化表征再生混凝土老骨料-新砂浆、老骨料-老砂浆及老砂浆-新砂浆界面过渡区显微硬度和界面过渡区宽度。结果表明,随着再生骨料旧砂浆附着率增加,混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀能力均呈下降趋势;再生混凝土中老砂浆-新砂浆界面过渡区抗硫酸盐侵蚀性能最优,老骨料-老砂浆界面次之,老骨料-新砂浆界面最差。     

基于随机骨料模型的混凝土劈拉强度数值模拟

采用随机骨料模型模拟混凝土的细观结构,利用有限元方法数值模拟混凝土劈拉的细观损伤断裂,并对其劈拉破坏过程进行了研究。结果表明：该种随机骨料的数值模拟方法基本可行．混凝土骨料与砂浆的界面是其劈拉破坏的薄弱环节。     

掺废旧沥青混合料的自密实混凝土性能研究

为测试掺废旧沥青混合料（RAP）、矿渣（S）、粉煤灰（F）自密实混凝土性能,采用坍落度、抗压强度的测试方法,分别对RAP不同掺量和不同矿物掺和料（粉煤灰和矿渣）的自密实水泥混凝土性能进行试验研究。结果表明:RAP对自密实混凝土坍落度的影响较小,而矿物掺和料对其影响较大;随着RAP掺量的增加,自密实混凝土抗压强度逐渐衰减,而矿物掺和料对其强度改善不明显;最后通过对所有抗压强度数据进行回归分析,得到以RAP、粉煤灰（F）和矿渣（S）为自变量的自密实混凝土抗压强度预测模型。     

路面混凝土的再生强度和弹性模量的研究

针对不同粒径再生混凝土的性能进行试验分析。试验结果表明：当骨料粒径#330～40mm时,路面再生混凝土的抗压强度最高,弹性模量略低,从而使路面混凝土再生综合性能表现最佳,进而达到新鲜混凝土路面的技术指标,而且也实现了废弃路面混凝土的再生利用。这对于保护环境、节约资源都有重要意义。     

聚丙烯纤维对再生混凝土力学及收缩性能影响研究

为探讨聚丙烯纤维对再生混凝土力学及收缩性能影响,设计了再生粗骨料替代率为0%、30%、50%的混凝土试块,通过针对未掺与掺入1%聚丙烯纤维的再生混凝土进行力学性能以及收缩性能对比分析,得出以下结论:①随着再生粗骨料掺量的增大,未掺或掺入聚丙烯纤维再生混凝土的抗压强度、抗折强度均逐渐减小,而吸水率和收缩率则逐渐增大;②随着龄期的增长,未掺或掺入聚丙烯纤维再生混凝土的抗压强度和收缩率均逐渐增大;③在再生混凝土中掺入聚丙烯纤维能有效改善其力学性能和收缩性能。     

废瓷砖再生砂掺配率对砂浆强度的影响及机理分析

固定水泥的用量比例与稠度制作砂浆试件,对五种废瓷砖砂掺配率、四个养护龄期下的砂浆进行抗压强度和抗折强度试验,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察细骨料以及骨料-水泥石界面的微观形貌,分析砂浆强度增长机理。试验结果表明,在同等试验条件下,随着废瓷砖砂掺配比率的增加,砂浆抗压强度增加,掺加废瓷砖再生砂可提高砂浆强度等级1~2个级别。五种砂浆的抗压强度与抗折强度均随养护龄期的增加呈现线性增长规律。SEM图像显示废瓷砖再生砂碎裂面为粗糙的层状多孔结构,与天然砂掺配使用增大了混合砂的骨料机械咬合力以及细骨料-水泥石的界面粘结力,从而提高了废瓷砖再生砂浆的整体强度。建议优先选用质地坚硬、干净无杂质的废弃贴面瓷砖作为原材料,采用两次以上破碎方式加工废瓷砖再生砂,以保证废瓷砖再生砂砂浆的强度。     

RCA水泥稳定基层的集料性能改善研究

采用室内球磨方法,对破碎的旧水泥混凝土路面板块进行处理后得到的再生集料的表面薄弱层进行处理,获得抗破碎能力强、吸水率低的加工再生粗集料和大量的球磨粉料。通过抗压强度试验、不同浸水时间的无侧限抗压试验及冻融循环试验,结果表明,水泥稳定全球磨加工再生集料具有较好的抗压能力、抗水稳定性及抗冻性能,并且在试验路段的基层中取得了较好的使用效果。     

二灰稳定再生集料的抗压强度研究

采用石灰、粉煤灰及再生混凝土集料为原料，配制成二灰稳定再生集料。首先，在室内对再生混凝土集料的级配、密度和压碎指标等基本性能进行了较为系统地测试；其次，通过重型击实及无侧限抗压强度等试验，对不同配合比的二灰稳定再生集料的最大干密度、最佳含水量以及不同龄期的抗压强度进行了研究，分析了二灰比和再生集料的含量对混合料抗压强度的影响，同时对试验过程中的一些特殊试验现象进行了记录和分析；最后，通过对试验数据的回归分析，得出了回归关系方程，并根据试验结果提出了一些可供工程应用参考的建议。     

再生水泥混凝土性能的试验评价

该文阐述了利用由旧路面水泥混凝土块破碎而成的再生骨料,进行再生修补型路用混凝土的性能试验。着重介绍其抗压强度、抗折强度、干缩变形以及抗冻性能的测试。结果表明,所配制的再生早强型和再生快修型混凝土具有较好的力学性能和耐久性能,可用于重交通等级路面的修补。     

橡胶混凝土的力学特性试验研究

为探讨混凝土在掺入不同橡胶粒径及掺量下的力学性能,以橡胶颗粒等体积取代C25混凝土内的细骨料,制成三种不同颗粒粒径的橡胶混凝土,并分别对其抗压强度、抗折强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度以及拉压比进行试验研究。结果表明:橡胶混凝土的抗压强度、抗折强度、轴心抗压强度及劈裂抗拉强度的变化均随着橡胶颗粒掺量的增加呈不同程度的减小,其中抗压强度的减小程度尤为明显;三种橡胶颗粒混凝土的拉压比变化均随着橡胶颗粒掺量的增加呈非线性变化,但拉压比有所增大;在混凝土路面中掺入适量的橡胶颗粒,能有效增强其韧性。     

粗骨料掺入对超高性能混凝土性能影响研究综述

用粗骨料替代部分水泥、砂浆等高成本材料是超高性能混凝土领域中的一个重要研究方向。通过梳理与分析近年来国内的相关研究成果,发现当选择玄武岩材质、粒径尺寸在5~10 mm和5~15 mm以及体积掺量在一定范围内的粗骨料时,能够改善超高性能混凝土的抗压强度、弯曲韧性等性能指标。