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。     

钢纤维增强再生混凝土力学及收缩性能试验研究

以钢纤维掺量(0%、0.5%、1%、1.5%、2%)和再生粗骨料替代率(0、30%、40%、50%)为控制变量,以立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及干燥收缩变形为指标,研究了钢纤维掺量对不同再生粗骨料取代率混凝土的力学及收缩性能影响规律。研究结果表明:①再生混凝土的力学强度整体上随着再生粗骨料的增加逐渐降低,而干燥收缩则随之逐渐增大;②适量的钢纤维可提升再生混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度,还能抑制再生混凝土的干燥收缩;③钢纤维过量会导致再生混凝土的强度及收缩性能下降;④钢纤维的合理掺量为1.5%左右,在再生粗骨料取代率低于40%的混凝土中掺入钢纤维,能够得到大致与普通混凝土相似的强度及收缩水平。     

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.     

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。     

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.     

废旧材料在可循环再生骨料水泥混凝土中的利用

利用废弃的混凝土、废砖块、废砂浆、玻璃、矿物废料等一系列废旧材料,经过加工处理后作为再生骨料重新拌制混凝土,这是绿色混凝土发展的主要趋势,对节约能源、保护环境、降低工程造价与成本具有重大的社会意义,也将对我国的可持续发展、建设节约型社会的发展战略起到一定的促进与推动作用。     

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.      

混凝土收缩影响因素分析

置于未饱和空气中的混凝土，由于其水分散失及温度、湿度的改变会引起干燥收缩、温度收缩以及碳化收缩。如果在混凝土的设计和施工中，没有充分估计收缩的影响，混凝土会由于收缩受到限制，导致结构构件的开裂或弯曲。开裂后的混凝土，由于承载能力急剧降低，水分的渗入会进一步恶化混凝土的使用性能，严重影响混凝土路面的耐久性。     

道路旧砼再生集料及其在路面中应用的试验研究

采用合理的技术将回收的道路废旧砼破碎形成再生集料,可以作为一种再生资源加以利用.作者通过试验详细研究了再生集料的物理性质和力学性质,并对旧砼再生集料在路面基层和面层中的应用进行了研究.试验证明:道路旧水泥砼再生集料能够在道路的改建和新建中应用.     

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.     

粗集料UHPC收缩与力学性能

为降低超高性能混凝土(UHPC)收缩和开裂风险, 进行了5组不同粗集料掺量(质量分数分别为0、12.5%、22.5%、32.5%和42.5%)的UHPC的自收缩、基本材性(抗压强度、抗拉强度和弹性模量)、集料级配和圆环约束收缩等试验, 分析了粗集料掺量和集料级配对UHPC自收缩和基本材性的影响, 并采用提出的收缩开裂应力相对差值评价粗集料的掺入对UHPC收缩开裂的影响; 进行了有、无粗集料UHPC在圆环约束下的开裂性能试验与对比分析, 验证粗集料掺入对减小UHPC收缩开裂的有效性, 并给出UHPC中粗集料掺量和最大粒径限制的建议。研究结果表明: 随着粗集料掺量的增加, UHPC早期自收缩量降低, 最大降幅近20%;粗集料对UHPC的弹性模量、抗压强度和抗拉强度等的影响程度与其掺量和级配有关, 当粗集料掺量为22.5%时, 其级配曲线几乎全部处于富勒氏与泰勃特曲线范围内, 是5组材料中堆积最紧密的一组, 对UHPC弹性模量与抗压强度提高最为显著, 对抗拉强度的降低幅度影响最小; 当粗集料掺量为22.5%时, UHPC收缩开裂应力相对差值最大为1.31 MPa, 为试验中的最合理掺量, 可有效降低收缩开裂风险; 与未掺粗集料的UHPC相比, 圆环约束下掺有22.5%粗集料的UHPC的残余应力与拉应力水平分别降低15.8%和14.7%, 其抗裂性能得到提高; 建议对粗集料UHPC进行紧密堆积设计以获得尽可能优的材性, 对掺有长度为12~20 mm钢纤维的UHPC, 其集料的最大粒径可放宽至9.5 mm。     

嵌锁密实水泥混凝土粗集料级配组成设计方法

根据水泥混凝土中粗集料的作用, 引入了集料填充比参数来表征粗集料的级配组成结构与集料颗粒之间的关系。以粒子干涉理论和颗粒填充理论为基础, 参考体积法设计思想, 提出了水泥混凝土粗集料嵌锁骨架结构级配组成设计方法, 并编制了设计软件。根据试验工程水泥混凝土设计要求, 应用设计软件确定了粗集料级配组成和嵌锁密实水泥混凝土设计配合比, 并进行了混凝土性能试验验证。试验结果表明: 应用设计软件直接确定的嵌锁骨架结构粗集料级配组成, 比《公路水泥混凝土路面施工技术规范》 (JTG F30—2003) 推荐的级配范围下限偏粗, 整体骨架结构更好; 嵌锁密实水泥混凝土的坍落度为25 mm, 满足10~30 mm的工作性设计要求; 28 d弯拉强度为7.9 MPa, 大于配制弯拉强度7.7 MPa, 满足设计强度要求; 应用快冻法试验得出的混凝土最大抗冻循环次数为250次, 抗冻耐久性指数为49.2%, 满足寒冷地区200次抗冻循环的要求。     

超高性能混凝土收缩综述

分析了超高性能混凝土(UHPC)的收缩特性及其随时间发展的一般规律, 总结了材料组成、养护制度与内部温湿度场对UHPC收缩的影响。研究结果表明: UHPC收缩早期(0~7 d)发展快, 占总收缩的61.3%~86.5%, 中期(7~28 d)发展缓慢, 占总收缩的13.5%~27.9%, 后期(28 d后)趋于稳定; UHPC以自收缩为主, 占总收缩的78.6%~90.0%, 是早期开裂的主要诱因; 收缩测试起始时间可取试件成型后1 d(24 h), 终止时间可取90 d或120 d; 在结构设计时, 可参考各国规范取收缩为500~800 με, 热养护后可不考虑残余收缩; 对于收缩预测模型, 各国规范尚未统一, 多借鉴现有的收缩模型, 应完善与修正收缩预测模型; 对于材料组成, 目前集中于纤维、矿物掺合料的种类和掺量对收缩的定量影响, 且各组分对收缩的影响不同, 评价指标较为单一, 应结合结构用途、制备工艺与施工过程等进行综合评价; 对于内部温度与湿度场, 研究对象主要集中于28 d后的普通混凝土与高强高性能混凝土, 应深入研究胶凝材料含量大、组分差异性明显、活性矿物掺合料掺量高的UHPC早期内部温度与湿度场; 为了降低收缩, 基本采用内养护, 添加膨胀剂、减缩剂与粗骨料等措施。可见: 为了减小UHPC收缩的同时又不降低其力学性能, 应该优化UHPC配比, 合理使用外加剂, 采取适当养护制度等措施。     

水泥稳定集料收缩抗裂性能研究

水泥稳定集料基层是高等级公路基层的主要形式,对其收缩抗裂性能的研究一直是普遍关注的热点和难点。通过对水稳基层的收缩机理、室内试验研究方向、抗裂性评价方法的分析,提出了抗裂措施。     

外加剂及聚丙烯纤维对混凝土早期裂缝影响的实验研究

采用平板法测试混凝土在干燥条件下的早期开裂情况．研究外加剂（减缩剂、膨胀剂）和聚丙烯纤维等材料的单掺或复掺对混凝土早期干燥收缩裂缝的影响规律．实验结果表明：膨胀剂使混凝土裂缝数量明显减少,对最大裂缝宽度影响不明显;纤维能阻止裂缝的扩展和延伸,使大裂缝细化、分散,而不能从根本上消除裂缝;减缩剂显著提高混凝土的抗裂性能,抗裂效果最好;膨胀剂、聚丙烯纤维以及减缩剂的双掺或三掺对混凝土抗裂性能的影响与单掺相比较区别不大．     

高性能混凝土早期自收缩机理及诊治原理

分析了高性能混凝土的早期自收缩特点,论述了其早期自收缩机理,针对高性能混凝土自收缩集中在早期、对后期裂缝影响较大的特点,提出掺用粉煤灰,利用其早期水化速度慢来改善高强混凝土硬化速度,从而降低混凝土早期自收缩程度,提高耐久度。     

混凝土三维细观随机模型的建立和有限元剖分

将混凝土假定为由骨料和砂浆组成的两相复合材料, 研究了球形、椭球形和两者混合体的边界和干涉判断数学条件; 设计了球形、椭球形骨料随机投放算法, 并利用MATLAB编制相应程序, 生成了混凝土细观层次三维随机几何模型; 采用相邻骨料颗粒中心距判断球形骨料的干涉关系, 利用一个椭球上任一点与另一个椭球形心连线构成的直线段上的任一点与该椭球的关系判断椭球形骨料的干涉关系, 将两椭球之间的干涉关系转化为一点与椭球的关系; 基于MATLAB平台开发了mat2scr2017程序, 将MATLAB中的图形文件数据读入SCR脚本文件中, 将mat2scr 2017程序生成的随机骨料模型转化为AutoCAD图形文件, 并导入有限元软件COMSOL Multiphysics中剖分混凝土几何模型有限元网格。研究结果表明: 建立的随机骨料模型的骨料体积率可达到50%, 骨料粒径和投放位置均满足随机性要求; 椭球形随机骨料投放算法简单、高效, 且能保证椭球自身倾角的随机性; 模型适用于任意级配混凝土的生成, 对连续级配混凝土骨料的逐级随机投放保证了各级配骨料的体积率; 实现了MATLAB图形向AutoCAD图形的转换, 极大地提高了混凝土随机骨料模型的通用性; 所建混凝土模型网格剖分满足骨料、砂浆交界处网格一致性要求, 满足有限元分析的需要。