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。     

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。     

玄武岩纤维再生混凝土路用性能研究

为研究废旧水泥路面再生骨料对混凝土路用性能影响,基于试验探究再生骨料取代率对混凝土强度及耐磨性能影响。根据再生混凝土初步试验结果,进一步掺加玄武岩纤维,探讨玄武岩纤维掺量对再生混凝土抗压、抗折强度及抗裂性能影响。结果表明,随着再生骨料取代率的增加,再生混凝土抗压、抗折强度及耐磨性能均不断降低。在混凝土中掺加适量的玄武岩纤维有利于提高再生混凝土抗压强度、抗折强度,极大程度改善再生混凝土抗裂性能。     

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。     

基于响应面分析法的钢纤维再生混凝土耐磨性试验研究

通过试验分析再生骨料取代率、钢纤维掺入率和水胶比对钢纤维再生混凝土耐磨性的影响。运用Design Expert 7.0软件的响应面分析法对上述因素建立预测模型。结果表明:使用响应面分析法可以很好地契合钢纤维再生混凝土耐磨的实际情况。     

掺钢纤维和矿渣的高性能再生混凝土性能研究

为了研究钢纤维和矿渣对高性能再生骨料混凝土性能的影响,首先从抗压强度为40和80 MPa的母体混凝土中提取再生混凝土骨料(RCA),采用50%和100%两种掺量的RCA替代天然粗集料、30%的矿渣(GGBS)替代部分水泥以及通过向再生混凝土中掺加钢纤维的方式,研究其对高性能混凝土性能的影响,主要包括再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、弯拉强度、吸水率、电阻率和收缩性能等。结果表明:在混凝土中采用30%GGBS取代水泥对混凝土的强度影响不大,而GGBS的加入使混凝土的吸水率和收缩率降低,混凝土的电阻率显著提高;在再生骨料混凝土中加入1%钢纤维可使劈裂抗拉强度提高60%,28 d时弯拉强度提高88%;采用高强度RCA可以制备出性能优良的高性能混凝土。     

不同配箍率和钢纤维掺量UHPC柱抗震性能试验

为明确超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete,UHPC）柱中配箍率和钢纤维掺量对抗震性能的影响,对不同配箍率（0%、0.25%和0.5%）与钢纤维体积掺量（0%、1%和2%）的5根超高性能混凝土足尺柱试件进行了抗震性能试验研究,分析了配箍率和钢纤维掺量对超高性能混凝土柱耗能能力、自复位能力、强度退化性能、刚度退化性能以及弯矩曲率关系的影响规律。基于对超高性能混凝土柱构件性能、箍筋应变以及等效侧向约束力的分析,提出钢纤维体积掺量与配箍率的等效计算公式。研究结果表明：①配箍率对正截面破坏超高性能混凝土柱的延性、耗能能力以及自复位能力均有影响,当配箍率从0%提高到0.5%时,柱试件的延性系数提高15%,耗能能力提高55%,自复位能力提高32%;②钢纤维体积掺量对超高性能混凝土柱破坏形态的影响显著,随着钢纤维体积掺量的增加,混凝土的压碎剥落现象得到明显改善,延缓了受压钢筋屈曲现象的发生,从而提高了柱的延性,当钢纤维体积掺量从0%提高到2%时,柱试件的延性系数提高45%,耗能能力提高142%,自复位能力提高42%;③对于正截面破坏的受压构件而言,采用钢纤维代替箍筋具有一定的可行性。对于所研究的超高性能混凝土柱而言,2%的钢纤维体积掺量可等效于0.51%的配箍率。     

混杂纤维高性能混凝土抗裂试验研究

对16根混凝土梁进行抗裂试验研究和数值模拟,分析其开裂弯矩与纤维体积掺量的关系,并将试验结果与有限元分析结果进行对比.结果表明,适量加入钢-聚丙烯混杂纤维,可提高混凝土梁正截面开裂弯矩,并且随着钢纤维体积率的增加呈增长趋势,当聚丙烯纤维体积率固定为0.055%、0.11%、0.165%,钢纤维体积率达到最高1%时,其抗裂弯矩分别比普通高性能混凝土梁提高了26%、42.9%、26%,同时,影响其抗裂度大小的主要因素为钢纤维的体积掺量.     

掺钢纤维无配筋UHPC矩形梁抗扭性能试验研究

为研究掺钢纤维无配筋超高性能混凝土(UHPC)矩形梁的抗扭性能,分析钢纤维类型对梁体纯扭受力行为的影响,设计制作4根UHPC矩形梁[包括未掺钢纤维试件1根;掺短圆直、长圆直、端钩钢纤维试件各1根(钢纤维长分别为13,20,13 mm,直径均为0.2 mm,体积掺量均为2%)],并设计1套纯扭加载装置进行试件纯扭试验。基于试验结果,分析各试件在纯扭作用下的扭矩～扭率曲线、开裂和极限扭矩、扭矩～应变曲线、裂缝分布等,并推导UHPC矩形梁的抗扭承载力计算公式,将计算值与试验值进行对比验证。结果表明：掺入钢纤维使UHPC试件由脆性破坏变为延性破坏,且开裂和极限扭矩均有明显提升,最大提升幅度分别为45.6%和100.6%;当体积掺量不变时,钢纤维类型对无配筋UHPC梁开裂扭矩和扭率影响较小,但对极限扭矩和扭率以及裂缝分布有较大影响;掺端钩纤维试件和掺长圆直纤维试件的抗扭承载力和延性均优于掺短圆直纤维试件;掺钢纤维UHPC梁在纯扭作用下的主拉和主压应变显著高于未掺试件,表明钢纤维可以有效“桥联”UHPC基体;试件的抗扭承载力试验值和计算值比值的平均值为0.93,标准差为0.09,说明提出的抗扭承载...     

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。     

再生骨料水泥混凝土影响因素试验与分析

分析了RACC的影响因素,试验研究了砂率、再生骨料取代率和减水剂等因素对RACC坍落度、棍度、粘聚性和保水性的影响。结果表明：随着砂率的增加、再生骨料取代率的增加和减水剂的减小,RACC坍落度逐渐减小,棍度、保水性和粘聚性逐渐改善。提出了改善RACC工作性能的措施：控制配合比设计比例即37%～39%砂率、30%～80%再生骨料取代率和0.2%～0.3%减水剂添加量。     

再生骨料在水泥混凝土路面修补中的应用研究

对掺粉煤灰的再生骨料混凝土性能进行试验研究,结果表明:再生骨料混凝土的表观密度显著降低;粉煤灰的掺入能显著改善再生骨料混凝土的和易性;再生骨料混凝土的折压比、拉压比均有所提高,其抗拉性能有一定的改善,脆性有所降低,有利于提高路面再生骨料混凝土的抗裂能力和体积稳定性,并具有优异的耐磨性能。工地应用试验结果表明:掺80%～100%再生骨料的混凝土28 d抗压强度等级达到C35,抗折强度大于5.0 MPa,技术经济效果显著。     

粗骨料含量对再生混凝土抗氯离子渗透性能影响的试验研究

试验设计制作了3系列不同粗骨料含量的混凝土试块,利用NEL饱盐电导率法对试块进行了抗氯离子渗透性能的测定,以探讨粗骨料含量对普通和再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明:对于普通混凝土,粗骨料的稀释效应和曲折效应占主导地位,界面区效应处于次要地位,表现为随着粗骨料含量的增加,其抗氯离子渗透性能增强,渗透系数呈现减少的趋势;对于再生混凝土,粗骨料的界面区效应占主导地位,其稀释效应和曲折效应处于次要地位,表现为渗透系数随着粗骨料含量的增加而增大,抗氯离子渗透性能下降;对掺有8%硅灰的再生混凝土,随粗骨料含量的增加,渗透系数先增加后降低,降低趋势相对平缓,不如普通混凝土显著。     

粉煤灰混凝土碳化性能试验研究

对粉煤灰取代水泥量分别为0,30%、40%、50%、60%的混凝土,进行碳化试验。试验结果表明:掺入粉煤灰后,混凝土抗碳化能力下降;混凝土碳化深度随粉煤灰取代水泥量的增加而增加;混凝土碳化速度亦随粉煤灰取代水泥量的增加而增加;但如果粉煤灰取代水泥不超过40%,粉煤灰混凝土的碳化性能能够满足混凝土结构的要求。     

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。     

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。     

掺粉煤灰再生骨料混凝土耐磨性能试验研究

试验研究了再生骨料取代比例和粉煤灰掺量对再生骨料混凝土耐磨性能的影响,分析了再生骨料混凝土耐磨性能与强度的相关性,探讨了再生骨料混凝土的磨耗机理及耐磨性能影响因素.试验结果表明:再生骨料混凝土的耐磨性能与强度直接相关,应用于水泥混凝土路面时再生骨料取代比例不宜超过80%,粉煤灰掺量不宜超过30%.     

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...     

再生骨料混凝土在路面修补中的应用

该文对掺粉煤灰等矿物掺合料的再生骨料混凝土性能进行了试验研究,结果表明:再生骨料混凝土的表观密度显著降低;Ⅰ级粉煤灰的掺入对改善再生骨料混凝土的和易性效果显著;在激发剂的作用下,再生骨料混凝土的折压比、拉压比均有所提高,其抗拉性能有一定的改善,脆性有所降低,有利于提高路面再生骨料混凝土的抗裂能力和体积稳定性,并具有优异的耐磨性能。工地应用试验结果表明:掺80%~100%再生骨料混凝土28 d抗压强度均达到C35设计强度等级要求,抗折强度均大于5.0 MPa,满足重交通和特重交通的要求。     

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。