再生粗骨料混凝土干燥收缩特性理论模型

为研究再生粗骨料混凝土的干燥收缩特性,收集了现有12项研究与32组收缩数据并进行了比较,试验时间跨度为41~480 d,分析参数包括水灰比(0.36~0.68)、普通混凝土抗压强度(27~60 MPa)、再生粗骨料替换率(20%~100%)、相对湿度(43%~65%)、湿养护时间(1~28 d)和测量收缩的时间(41~480 d);通过比较试验数据和理论预测结果,利用基于天然骨料混凝土干燥收缩试验数据的多个统计指标,评估了现有ACI 209R-92模型、Bazant-Baweja B3模型以及FIB MC2010模型;采用基于Fathifazl等研究的方法来评估混凝土的干燥收缩增量;通过上述选定模型来评估再生粗骨料混凝土的干燥收缩率的增量,并使用评价残差、欧洲国际混凝土委员会(CEB)变异系数、CEB均方差与CEB偏差等统计指标评价了试验数据。研究结果表明：当将已知收缩行为的天然骨料混凝土的部分或全部粗骨料替换为已知残留砂浆含量的再生粗骨料,可以最准确地预测总收缩的演变;通过将残余砂浆系数应用于天然骨料混凝土的实测收缩量,可以相对准确地预测再生骨料混凝土的收缩;当再生粗骨料混凝土的替代率为20%~33%时,残余砂浆系数为1.03~1.08,当再生粗骨料混凝土的替代率为50%时,残余砂浆系数为1.07~1.16,即再生骨料混凝土的干燥收缩率比天然骨料混凝土的干燥收缩率增加了约16%或更小;当再生粗骨料混凝土的替代率为100%时,残余砂浆系数为1.18~1.76;当天然骨料混凝土的替代率大于50%时,再生粗骨料混凝土的干燥收缩率的增加相比天然骨料混凝土的干燥收缩率的增加更明显。由此可见,当前的研究方法可用于利用扩展的数据库进一步改进再生粗骨料混凝土干燥收缩行为的理论预测。     

地聚物再生混凝土粗骨料的优化设计

为研究粗骨料不同参数对地聚物再生混凝土性能的影响,采用三因素三水平的正交试验设计方法对粗骨料进行优化设计,分析不同因素对粗骨料配比的作用以及不同水平间的差异。探讨粗骨料最大粒径、分形维数及天然骨料对再生骨料的取代粒径这三因素对再生混凝土性能的影响规律和机理。试验结果表明：对于混凝土的流动性与抗压强度,粗骨料粒径的大小始终是影响地聚物再生混凝土性能的关键因素;骨料优化后的混凝土强度基本可达到C50级别,与基准混凝土相比,优化后混凝土的性能得到明显改善;混凝土的抗压强度与粗骨料各因素之间存在良好的线性关系。     

再生混凝土粗骨料的质量分级优选评价

为了克服再生骨料比选中主观、随意性等因素带来的误差,并确保对其质量作出科学合理选择,基于组合权重-可拓学理论,建立了混凝土再生粗骨料质量评价模型,根据《混凝土用再生骨料标准》确定评价指标体系和分类等级界限,利用层次分析法和熵权理论确定各指标的主、客观权重;依据可拓学理论求解不同等级下各个指标的样本关联度,然后结合组合权重法计算样本在不同等级下的关联函数值;按照数值越大越优原则进行质量等级评价,最后结合实例检验了评价方法的科学合理性. 研究结果表明:组合权重-可拓学理论综合评价法既能遵循规范单一因素法的评估步骤,还可以详细排序比较各项指标不同等级下的结果;通过实例计算出5组样本的质量等级分别为Ⅱ级、Ⅰ级、Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅰ级,这与前人模糊理论评估结果一致;3种权重方法不仅计算出7项再生粗骨料性能指标的具体权重值,而且也能体现出各指标的相对重要性. 通过对再生骨料的质量优选研究,可以为再生混凝土的工程应用提供理论参考.      

水泥混凝土再生粗骨料与天然骨料主要性能对比分析

对水泥混凝土再生粗骨料与天然骨料的性能进行了对比分析。     

多因素条件下烧结砖再生骨料混凝土力学性能研究

烧结砖再生骨料混凝土力学性能受到的影响因素较多,通过混凝土抗压强度试验与劈裂抗拉强度试验,研究了水灰比、砂率、再生骨料掺量、再生骨料的强度处理方式4种因素对混凝土力学性能的影响。研究表明:再生骨料混凝土的劈裂抗拉强度随着水灰比的增大而降低,水灰比取0.75到0.80较为合适;在一定范围内,再生骨料混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度随着砂率增大而降低,砂率取35%~40%为宜;对再生骨料混凝土强度要求较高时,利用烧结砖再生骨料替代天然骨料的比例应控制在30%以内;对烧结砖再生骨料用水泥浆进行包裹处理可有效提高骨料的性能。     

再生骨料混凝土性能研究

通过对再生骨料的特性、再生骨料混凝土的工作性、物理力学性能和耐久性能进行试验研究发现;不考虑再生骨料吸水特性时,再生混凝土的坍落度偏小,抗压强度和耐久性均低于普通混凝土;考虑再生骨料吸水特性时,再生混凝土可获得与普通混凝土相近的坍落度,强度和耐久性则较普通混凝土降低得更多;经过强化处理后,再生骨料混凝土的性能得到了改善.同时还发现:粉磨处理对再生骨料的强化作用优于化学溶液浸泡处理.     

再生骨料混凝土性能研究

通过对再生骨料的特性、再生骨料混凝土的工作性、物理力学性能和耐久性能进行试验研究发现：不考虑再生骨料吸水特性时,再生混凝土的坍落度偏小,抗压强度和耐久性均低于普通混凝土;考虑再生骨料吸水特性时,再生混凝土可获得与普通混凝土相近的坍落度．强度和耐久性则较普通混凝土降低得更多;经过强化处理后,再生骨料混凝土的性能得到了改善。同时还发现：粉磨处理对再生骨料的强化作用优于化学溶液浸泡处理。     

轻骨料混凝土梁受弯力学性能试验研究

轻骨料是一种新型材料。通过轻骨料混凝土梁静载试验,观察轻骨料钢筋混凝土梁从开裂、受拉钢筋屈服、直至受压区混凝土被压碎这三个阶段的受力与破坏全过程,探讨了轻骨料混凝土梁受弯力学性能,以期指导实践。     

骨料粒径对珊瑚混凝土力学性能影响

为研究珊瑚粗骨料粒径对珊瑚混凝土力学性能的影响,开展0.50,0.40和0.33共3种水灰比(w/c)条件下,5～10,5～20 mm和5～31.5 mm连续级配的珊瑚混凝土力学性能试验研究。研究结果表明:新拌全珊瑚混凝土流动性受骨料粒径影响显著,受条状、树枝状骨料占比的增加影响,骨料粒径越大流动性越差,主要原因是,其咬合互锁作用不利于骨料的翻转,降低了新拌珊瑚混凝土流动性;粒径大小对于珊瑚混凝土破坏过程存在一定影响,主要表现为破坏面处骨料贯穿破坏数量,但最终破坏形态差距并不明显;较大粒径珊瑚骨料有利于增强低水灰比条件下珊瑚混凝土抗折强度,不规则排列的珊瑚碎屑条状特性颗粒在水泥砂浆强度较低时表现出一定的桥接能力,随着水泥砂浆强度提高,其增强效果逐渐降低。     

不同粒径再生骨料混凝土性能试验分析

废弃混凝土块经过分拣、破碎、清洗、分级后,可以分成再生粗骨料和再生细骨料,将再生粗骨料作为混凝土骨料,其力学性能与天然骨料相比有所差异。针对不同粒径再生骨料混凝土的性能进行试验分析,对分析不同粒径再生骨料混凝土的抗压强度和弹性模量进行比较。试验表明：随着再生骨料粒径的变化,再生混凝土抗压强度与弹性模量都有明显变化,但变化规律与粒径变化不一致,据此,对优选骨料粒径提出建议。     

再生骨料在透水混凝土中的应用研究

采用建筑物拆后经破碎处理的再生骨料,替代粗骨料制备了透水混凝土。利用正交试验,考虑集浆体积比、新旧骨料比、水胶比、硅灰掺量四因素对透水性水泥混凝土强度和透水系数的影响,分析了孔隙率与强度和透水系数之间的变化规律,并确定了试验条件下混合料的最佳配合比及对应的透水混凝土透水系数,为再生骨料应用在透水混凝土中奠定理论基础。     

粗纤维轻骨料混凝土的力学性能及抗渗性

在轻骨料混凝土中掺入适量粗纤维,可以改善其力学性能及耐久性能.通过粗纤维掺量的改变,研究粗纤维掺量对轻骨料混凝土抗压强度、抗折强度及抗渗性能的影响.从试验结果可以看出:随着粗纤维掺量的增加,对轻骨料混凝土的抗压强度提高作用有限,而对抗折强度贡献较大.在适当的掺量条件下,对抗渗性能提高作用较明显.     

粉煤灰再生混凝土的物理力学性能研究

对粉煤灰再生混凝土的物理力学性能进行了研究,研究结果表明再生骨料的使用对于混凝土的工作性有巨大的影响,但如果再生粗骨料掺量控制在50%以内时,则对混凝土工作性的影响相对较小;粉煤灰的掺入,可以使得再生混凝土达到较高的强度(强度等级可达C50),且其强度并非随再生骨料掺量的增加而降低,而是存在一个最佳值;粉煤灰再生混凝土的弹性模量随再生骨料掺量的增加而降低,但其本身具有高强度低弹模的特性;粉煤灰再生混凝土的劈拉强度、抗折强度与抗压强度之间存在较好的相关性。     

以施工现场废弃混凝土作为骨料的再生混凝土性能探讨

利用现场废弃混凝土作为再生骨料材料制备再生骨料混凝土,是技术发展、资源节约的客观需要.在实现和易性要求的前提下,满足强度和耐久性要求,提出采用施工现场废弃混凝土作为再生骨料,替换70％以下的天然骨料,可以配置比设计强度低一个标号的混凝土,其抗压强度和劈裂强度均满足要求.采用C40混凝土配比,可以生产出C35混凝土;采用C30混凝土配比,可以生产出C25混凝土.     

二氧化碳养护再生骨料水泥混凝土的试验研究

试验研究了二氧化碳养护对再生骨料的影响,再生骨料的取代率分别是0%、50%和100%,混凝土在100%二氧化碳养护箱里养护6、12和24 h。测试了混凝土在二氧化碳养护前后的失水量和二氧化碳养护程度,并测试了再生混凝土在二氧化碳养护后的强度和干缩值。和标准养护相比,二氧化碳养护的混凝土具有更高的抗压强度,更低的收缩值。然而,养护时间和再生骨料取代率对二氧化碳养护程度影响不大。     

再生骨料混凝土的微观形态特征及能谱

利用扫描电镜（SEM）和能谱（EDX）结合联用技术,观察以施工现场废弃混凝土作为再生骨料材料制造的混凝土微观形态特征,分析其主要组成元素、质量分数及再生骨料性质对混凝土性能影响的机理.结果表明：颗粒的形态多样,以不规则形态居多;不同粒径颗粒之间存在逐级吸附的现象;试件断裂界面成分主要是碳酸钙和碳酸镁;圆形透明小颗粒以氧化铝和氧化硅为主的粉煤灰构成;花朵和不规则束团状为还没完全水化的水泥成分,主要以硅酸三钙和铝酸钙及铁铝酸钙为主.     

矿物掺合料对再生砖骨料混凝土影响研究

废弃黏土砖经过破碎机,破碎成粒径合乎混凝土骨料要求的碎块,取代天然碎石,配制再生砖骨料混凝土。通过抗压强度试验、劈裂强度试验测试再生砖骨料混凝土力学性能,研究分析粉煤灰、硅灰等矿物掺和料对其影响。试验结果表明：(1)再生砖粗骨料混凝土的强度小于普通混凝土;(2)粉煤灰对于再生砖粗骨料混凝土的早期抗压强度有不利的影响,但是可以促进后期强度和劈裂抗拉强度的提高;(3)掺入硅灰可以显著提高再生砖粗骨料混凝土的抗压、抗拉强度,是解决再生砖粗骨料混凝土强度偏低的有效措施。     

再生混凝土骨料包裹桩承载特性试验研究

采用再生混凝土骨料替换包裹碎石桩碎石芯料,形成一种新型地基处理方式——再生混凝土骨料包裹桩,以改善采用包裹碎石桩处理液化及软弱土地基时碎石强度未能充分发挥的问题.开展了模型试验,研究包裹长度、刚度及长径比对再生混凝土骨料包裹桩单桩承载特性和骨料破碎度的影响.研究结果表明：包裹长度为1倍～6倍桩径时,延长包裹长度可显著提高桩体承载力,包裹长度小于1倍或大于6倍桩径时,包裹长度对承载力改善不明显;包裹材料的临界刚度约为100 kN/m,当小于临界刚度时,增加包裹刚度能显著提高桩体承载力,大于临界刚度时,增加包裹刚度不再明显改善桩体承载力;再生混凝土骨料包裹桩桩长不变时,长径比大于10的桩体承载力较低,桩体主要在10～30 cm深度内产生不同程度的局部弯曲,长径比小于7的桩体承载力较高,桩体主要发生轻微鼓胀变形,无局部弯曲;混凝土骨料的破碎度与桩体能承受的极限荷载呈正相关,增加包裹长度、刚度及桩径均会增加芯料的破碎度.因此,进行再生混凝土骨料包裹桩单桩设计时应充分考虑包裹长度、刚度和长径比与芯料破碎度之间的关系,以获取最优设计方案.     

再生骨料混凝土的配合比设计及性能分析

针对再生粗骨料的特点,结合普通混凝土配合比设计方法,以饱和面干状态作为设计基准,进行再生骨料混凝土配合比设计研究。通过C20再生骨料混凝土试验,研究分析抗压强度与干缩性能。试验结果表明,当水灰比为0.54~0.62时,再生骨料混凝土的强度变化规律遵循Bolomey理论;再生骨料混凝土成型后1~7 d吸水体积膨胀,7 d后体积干燥收缩,且后期干燥收缩明显,收缩应变高于普通混凝土,故再生骨料混凝土施工更应加强养护,保证温度与湿度。     

对混凝土粗骨料含泥量指标的认识和思考

通过对新规范和验标的学习、理解和思考,结合混凝土应用实际,分析了混凝土粗骨料含泥量超标的原因,提出了将含泥量与泥块含量指标叠加理解和使用的观点,针对混凝土施工中含泥量超标实际情况,推荐了现场对泥质含量超标碎石的补救处理方案,对混凝土施工有一定的指导作用。