再生粗骨料纳米强化处理对混凝土变形性能影响研究

文中采用纳米强化技术对再生骨料预处理,研究纳米强化技术(水玻璃、纳米CaCO₃和纳米SiO₂)对再生混凝土变形性能(干燥收缩、自收缩和徐变)影响;并利用压汞法分析混凝土孔隙结构。结果表明,纳米SiO₂改善再生骨料混凝土变形性能效果最佳,纳米CaCO₃次之,水玻璃效果最差。纳米强化处理可降低再生混凝土孔隙率,优化混凝土孔隙结构。     

粉煤灰再生混凝土鲍罗米公式的试验研究

通过对16组粉煤灰再生混凝土试件的试验，考虑了粉煤灰与再生骨料的影响，经多元回归计算建立了灰水比、再生骨料取代率、粉煤灰取代率与28d抗压强度之间的关系，并探讨了灰水比、粗骨料压碎指标、粉煤灰取代率与抗压强度的关系。对普通混凝土的鲍罗米公式进行修正，得到了适用于粉煤灰再生混凝土配合比设计的鲍罗米公式。     

再生大骨料-自密实砂浆混凝土力学性能分析

为了研究再生骨料粒径、再生骨料强度和自密实砂浆强度对其力学性能的影响,运用ABAQUS对再生大骨料-自密实砂浆堆石混凝土试件单轴抗压试验进行细观模拟,对比了试验值、模拟值,并对模型的合理性进行验证。结果表明：以再生骨料粒径、再生骨料配制强度以及自密实砂浆配制强度为变量,采用二维正五边形的随机骨料模型进行单轴受压分析,研究上述三个因素对再生大骨料-自密实砂浆混凝土轴心抗压强度的影响,模拟结果与实验结果吻合度较好,进一步验证了细观模型的合理性。     

再生混凝土物理力学性能研究综述

通过阅读大量国内外文献,对再生混凝土应用状况、基本力学性能等方面进行了综述和对比分析,包括再生混凝土的物理性能、质量指标、配合比以及基本力学性能等。研究表明,再生混凝土的抗压强度取决于再生粗骨料取代率、水灰比、表观密度等,其抗拉强度较普通混凝土低,但峰值拉应变比普通混凝土略高;再生混凝土的弹性模量随再生粗骨料取代率的增加而下降;与普通混凝土相比,再生混凝土的耐久性较差。对再生混凝土耐久性的研究和施工技术等方面提出了一些建议。     

掺贝壳粉再生混凝土抗渗及耐水性能试验研究

以贝壳粉掺量0、5%、10%、15%、20%和再生粗骨料取代率0、50%、100%作为试验变量,制作不同配合比混凝土试件,对龄期28d外掺贝壳粉再生混凝土开展抗渗性能和耐水性能试验研究,并分析了再生混凝土失水率和吸水率随贝壳粉掺量增加的变化规律。结果表明:再生混凝土抗渗等级为9级,增加贝壳粉掺量,可提高再生混凝土抗渗性能,增加再生粗骨料取代率,可使抗渗性能减弱;贝壳粉掺量在0%～10%的再生混凝土耐水性均较好;再生混凝土失水率随贝壳粉掺量增加呈先减小后增大,吸水率是不断增大的,二者均随粗骨料取代率的增高而变大。综合考虑最优配比为:掺加再生粗骨料50%、贝壳粉5%～10%左右,再生混凝土抗渗及耐水性能较好。     

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。     

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。     

再生混凝土耐磨性影响因素研究

通过对150 mm×150 mm×150 mm的立方体标准试件进行耐磨性试验,全面地比较和分析了再生粗骨料的取代率、水胶比、砂率、胶凝材料的总用量对再生混凝土耐磨性能的影响规律,并分析了其产生的原因.结果表明,确定适宜的再生粗骨料取代率对再生混凝土耐磨性能具有重要意义,水胶比对再生混凝土耐磨性影响最显著,砂率和胶凝材料...     

钢纤维对再生粗骨料水泥混凝土力学性能影响研究

通过对3种类型(铣削型、波纹型、端钩型)钢纤维再生粗骨料混凝土的力学性能试验,探讨体积分数分别为0、0.5%、1%、1.5%对再生粗骨料水泥混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗折强度及抗冲击性能的影响。试验结果表明:钢纤维掺入使再生粗骨料水泥混凝土的力学性能明显增强,端钩型钢纤维对再生粗骨料混凝土的性能影响最大;钢纤维掺量对劈拉强度和抗折强度影响显著,对抗压强度影响较小,同时能提高抗冲击性能,当钢纤维掺量为1%时,再生粗骨料混凝土的初裂冲击次数能提高将近300%。该研究对同类再生粗骨料混凝土中添加钢纤维后的力学性能研究具有一定参考和借鉴意义。     

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。     

钢筋与钢纤维再生混凝土黏结滑移性能及模型

为了推广钢纤维再生混凝土在道路、桥梁等工程中的应用,以再生骨料取代率(0%、30%、50%和100%)和钢纤维体积率(0%、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)为试验参数,设计了11组不同配合比的钢纤维再生混凝土,制作了33个钢筋与钢纤维再生混凝土黏结试件,进行内贴应变片的钢筋与钢纤维再生混凝土黏结试件的拔出试验。结果表明:钢筋与钢纤维再生混凝土黏结应力沿黏结区段的分布存在2~3个峰值,黏结段内的黏结刚度沿黏结长度变化是引起黏结应力和滑移沿黏结段不均匀分布的主要原因;黏结刚度分布的均匀性随再生骨料取代率的增加而提高,再生骨料取代率为50%时的黏结刚度分布均匀性较好;掺入钢纤维后,黏结刚度均匀性得到了提高,但钢纤维体积率2.0%试件的黏结刚度均匀性变差;加载端滑移随再生骨料取代率的增加而增大,随着钢纤维体积率的增加而降低;黏结应力分布均匀性随再生骨料取代率和钢纤维体积率的增加而提高,距离自由端最近的峰值应力随再生骨料取代率的增加而增大,钢纤维体积率的影响较小;钢筋与钢纤维再生混凝土黏结应力滑移曲线的形状不随黏结位置的变化而改变。最后,提出了考虑再生骨料取代率和纤维体积率影响的钢筋与钢纤维再生混凝土黏结-滑移本构模型。     

再生骨料高强混凝土抗压强度研究

探讨用再生骨料配制再生高强度混凝土的可行性。采用正交设计试验方案，通过极差分析，研究水灰比、高效减水剂掺量、粉煤灰等量掺量、硅灰掺量、再生粗骨料取代率等五个因素对再生高强混凝土抗压强度的影响并分析其原因。     

再生骨料初始强度对再生混凝土力学性能的影响

为了研究再生骨料初始强度和替代率对再生混凝土性能的影响，采用3种初始强度等级的再生骨料(C20、C30、C50),考虑3种再生骨料替代率，设计了7种配合比的混凝土，对再生混凝土的和易性、吸水率、超声脉冲速度(UPV)、力学性能(抗压强度、劈裂抗拉强度)进行了评估。试验结果表明：再生骨料的掺入对混凝土产生了负面影响，随着再生骨料替代率的增加，再生混凝土的和易性和质量逐渐变差，抗压强度和劈裂抗拉强度逐渐降低，但提高再生混凝土的初始强度在一定程度上可以改善再生混凝土的和易性、质量和力学性能。通过对试验数据的拟合，得到不同再生骨料初始强度与替代率的再生混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度预测模型。     

混凝土直剪力学性能的数值模拟研究

采用随机骨料模型模拟混凝土的细观结构,在细观层次上将混凝土看成是由硬化水泥砂浆体、粗骨料颗粒及二者间的黏结带构成的三相非均质复合材料。利用有限元方法数值模拟混凝土试件的细观损伤断裂和直剪,并对其直剪破坏进行了研究。结果表明:骨料与砂浆的界面是混凝土直剪破坏的薄弱环节,采用数值模拟的计算方法基本可行。     

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。     

不同种类再生粗骨料沥青混合料路用性能试验

开展再生粗骨料应用于沥青路面的研究具有较高的工程实用价值和环保意义,能够解决骨料短缺的困境.研究了不同原生混凝土强度等级、粗骨料种类、制备方式等对再生粗骨料物理、力学性能的影响.通过马歇尔试验进行了再生粗骨料沥青混合料配合比设计.分析了不同来源再生粗骨料用于沥青混合料时最佳沥青用量的差别、以及再生粗骨料掺量比例、粒径变化对再生粗骨料沥青混合料路用性能的影响.研究结果表明:不同种类再生粗骨料对沥青混合料水稳定性能影响差别较大,而混合料其他路用性能指标能够满足国内规范要求.     

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。     

再生细骨料混凝土力学性能试验研究

为探明再生细骨料对混凝土力学性能的影响，促进再生细骨料混凝土的推广应用，文章通过试验研究，采用数理统计等方法，针对不同强度等级再生细骨料混凝土，研究再生细骨料替代率对混凝土主要力学性能的影响。结果表明：随再生细骨料替代率增大，普通再生细骨料混凝土抗压强度降低，降幅约10%～30%，而高强再生细骨料混凝土抗压强度的最大降幅则小于10%；普通再生细骨料混凝土劈裂抗拉强度随再生细骨料替代率的增加而降低，降幅约5%～16%，而高强再生细骨料混凝土劈裂抗拉强度受再生细骨料替代率的增加影响较大，最大降幅接近20%；普通再生细骨料混凝土静力弹性模量随再生细骨料替代率增大而降低，且下降趋势明显，最大降幅达38%，而高强再生细骨料混凝土静力弹性模量受再生细骨料替代率增加影响较小；通过回归分析，分别提出再生细骨料素混凝土劈裂抗拉强度及静力弹性模量的预测公式。     

再生集料沥青混凝土高温形变损伤机理研究

为了探究再生集料沥青混凝土高温形变的损伤机理,采用不同再生集料用量制备沥青混凝土,通过单轴贯入试验测试再生集料对沥青混凝土抗剪切性能的影响规律,并基于X-ray CT获取高温形变破坏前后其内部细观结构的演化特征。研究结果表明：再生集料的附着水泥砂浆具有多孔隙结构特征,沥青混凝土中水泥砂浆与沥青砂浆界面呈高孔隙率的弱联结状态;粗集料的级配加权球形度为0.812～0.825、加权棱角性指数为1.023～1.125时,再生集料沥青混凝土的高温抗剪切强度最佳;再生集料用量增大会导致沥青混凝土细观结构损伤加剧,水泥砂浆内部、水泥砂浆与沥青砂浆界面的破坏是沥青混凝土高温形变损伤主要诱因;再生集料替代沥青混凝土中天然骨料的用量应控制不超过50%。研究论证了再生集料形貌和内部界面损伤对沥青混凝土高温性能的影响规律,对再生集料沥青混凝土路面的应用具有一定的理论和实践意义。     

纳米SiO2和PVA纤维协同增强混凝土力学性能

为研究纳米SiO₂和PVA纤维对混凝土力学性能的影响,通过工作性试验和抗压试验,测得了混凝土拌和物的坍落度以及硬化混凝土的抗压强度和弹性模量。结果表明:在一定掺量范围内,纳米SiO₂和PVA纤维的掺入对混凝土的流动性和力学性能均有较大影响;随着纳米SiO₂掺量的增加,混凝土拌和物的坍落度逐渐降低,抗压强度和弹性模量均先增大后减小,在纳米SiO₂掺量为5%时达到最大值;随着PVA纤维体积掺量的增加,掺纳米SiO₂混凝土的坍落度逐渐降低,抗压强度和弹性模量也呈现先增大后减小的趋势,在PVA纤维体积掺量分别为1.5%和1.0%时达到最大值。纳米SiO₂提高了混凝土的抗压强度和弹性模量,PVA纤维提高了纳米混凝土的抗压强度,但降低了纳米混凝土的弹性模量。