粗集料性质对混凝土材料抗裂及收缩性能的影响

采用塑性收缩试验和早期开裂试验2种方法,分析粗集料种类、级配分维数和含量对混凝土早期收缩和开裂的影响,结果表明:①采用石灰岩碎石作为粗集料制备的混凝土收缩变形最小,抗裂性能最好;②增大粗集料级配分维数可以有效增强混凝土的抗裂性能,混凝土会发生较大的塑性收缩变形;③增大粗集料含量可以有效降低混凝土收缩变形,当粗集料含量为50%时,混凝土的抗裂性能最佳。     

含砖再生集料配制混凝土的适用性

为了探讨含砖再生集料配制混凝土的适用性,在拟定的不同强度等级混凝土的配合比基础上,用再生集料和废砖再生集料替代不同比例的天然粗集料配制不同强度等级的混凝土,通过系统的试验,研究了再生集料掺入量及废砖再生集料掺入量对再生混凝土抗压强度、抗折强度的影响规律。试验结果表明：再生混凝土的抗压强度会随着再生粗集料掺入量和废砖再生集料掺入量的增大而降低,含砖再生集料可以用于配制C20～C35强度等级的混凝土。但是粗集料中再生集料所占比例为50%时,C20～C35强度等级的混凝土中废砖再生集料的掺入量分别不宜大于20%、25%、40%和60%,研究成果有利于控制和提高含砖再生混凝土的质量。     

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。     

矿渣粉对不同取代率再生混凝土力学性能的影响研究

通过配合比设计将矿渣粉掺入3种不同再生粗集料取代率的混凝土中并进行了力学性能试验,研究了矿渣粉对不同取代率再生混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及轴心抗压强度的影响,得出以下结论:未掺或掺入矿渣粉的再生混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及轴心抗压强度均随着龄期的增大逐渐增大,而随着再生粗集料掺量增大则逐渐减小;矿渣粉前期的反应程度较低,但后期矿渣粉与胶凝材料水化产生的氢氧化钙发生二次水化反应生成硅酸钙,可有效增强再生混凝土的后期立方体抗压强度;掺入矿渣粉的再生混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度及轴心抗压强度均较未掺组有所提高,故矿渣粉有利于改善再生混凝土的各项力学性能。     

氯盐侵蚀环境下橡胶集料混凝土的力学性能研究

在10%NaC l溶液的浸泡环境中,采用不同的养护制度,对氯盐侵蚀环境下掺加不同橡胶掺量混凝土试件的力学性能进行了研究。以溶液酸碱度及抗腐蚀系数为衡量指标,探讨氯盐溶液侵蚀环境下不同橡胶掺量试件的力学性能以及耐久性能。实验结果表明:掺入橡胶集料会不同幅度地降低混凝土试件的抗折、抗压强度,但依然可以满足工程要求。适量掺入橡胶集料可以提高混凝土的抗腐蚀系数,改善混凝土的抗腐蚀性能。     

水泥稳定含砖再生集料的路用性能研究

为了探讨将建筑垃圾含砖再生集料作为公路基层建筑材料的性能，结合国道G107内丘县城绕城段改建工程的建设，以含砖再生集料替代不同比例的天然粗集料，制备水泥稳定碎石混合料，试验研究了水泥稳定含砖再生集料的抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和水稳定性等路用性能及其影响规律。试验结果表明：水泥稳定含砖再生集料的抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和水稳定性会随着再生集料掺入量的增大而降低，但其具有较高的强度、刚度和良好的水稳定性，水泥稳定含砖再生集料7 d龄期无侧限抗压强度值大于3.0 MPa,含砖再生集料掺入量不大于40%时，水稳定系数大于0.7,其技术性能均满足现行规范的要求，可以作为公路基层建筑材料使用。     

水泥冷再生混合料抗压强度影响因素分析

为揭示水泥冷再生混合料(CCRM)抗压强度特性,采用垂直振动成型CCRM圆柱体试件,研究了9.5～19 mm粗集料以及水泥剂量对CCRM抗压强度影响规律。研究表明:随着9.5～19 mm粗集料掺量增加,CCRM抗压强度先增加后减小,当9.5～19 mm粗集料掺量20%时,CCRM抗压强度达到峰值,与不掺加9.5～19 mm粗集料的CCRM相比,可提高19%;增加水泥剂量可显著提高CCRM抗压强度,与水泥剂量为3%的CCRM相比,水泥剂量为4%的CCRM 90 d抗压强度可提高13.8%。     

聚酯纤维石灰煤渣砂砾的力学性能研究

为了研究石灰煤渣砂砾基层易产生裂缝的问题,将聚酯纤维加到石灰煤渣砂砾以防止其收缩开裂。通过抗拉强度和抗压强度试验,研究了聚酯纤维对石灰煤渣砂砾抗拉强度和抗压强度的影响,并获得了抗拉强度、抗压强度随着聚酯纤维掺量的变化规律,阐述其根本机理,提出了聚酯纤维适宜的掺加量。     

水泥粉煤灰再生基层混合料性能的研究

为了提高再生稳定碎石基层的路用性能,向集料中掺入水泥与粉煤灰比例为1∶3的结合料,展开试验研究。根据水泥稳定碎石基层配合比设计方法确定集料配合比,试验中再生骨料(10～30mm)的掺配比例依次为0%、20%、40%、60%、80%、100%,由最大干密度试验确定其相应的最佳含水量。通过无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、冻融循环试验进行性能分析。结果表明:再生基层混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度都随再生骨料掺配比例的增大而增大,当再生骨料掺量为80%时达到最大值;而混合料的抗冻系数BDR随再生骨料掺量的增加逐渐减小。     

橡胶粉改性水泥稳定碎石力学性能研究

为了分析橡胶粉的掺入对水泥稳定碎石混合料力学性能的影响,对掺加1%、1.5%添加量的80目橡胶粉和未掺加橡胶粉的水泥稳定碎石的力学性能进行对比分析。试验结果表明:掺入橡胶粉后,水泥稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和抗压回弹模量有所降低,但其抗冻性能增强,干缩应变明显减小,有利于延缓基层开裂。     

自密实再生混凝土的基本力学性能试验研究

为了研究自密实再生混凝土的基本力学性能,通过立方体抗压强度试验、轴心抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和弹性模量试验,观察了自密实再生混凝土的受压和受拉破坏过程和破坏形态,分析了再生粗骨料替代率对自密实再生混凝土基本力学性能的影响,探讨了普通混凝土和再生混凝土的各力学性能指标之间的换算关系对自密实再生混凝土的适用性. 结果表明:自密实再生混凝土受压和受拉的破坏形态与普通混凝土相似;当再生粗骨料替代率由0增加至100%时,自密实再生混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量分别降低了15.5%、12.7%、25.6%和11.5%,而自密实再生混凝土的峰值应变增大了19.8%;再生粗骨料替代率对自密实再生混凝土的泊松比无显著影响;普通混凝土和再生混凝土的各力学性能指标之间的换算关系不适用于自密实再生混凝土,提出的自密实再生混凝土的立方体抗压强度与其他力学性能指标之间的换算关系具有较高精度.      

UHPC局部受压承载力计算方法

为合理地计算UHPC构件的局部受压承载力，建立了有、无间接钢筋UHPC的局部受压试验数据库，以此为基础分析和评估了NF P 18-710、CECS 38:2004、DBJ 43/T 325—2017和JTG 3362—2018中的局部受压承载力计算公式；基于UHPC局部受压试验数据库提出了考虑混凝土强度和钢纤维影响的UHPC局部承压修正系数和间接钢筋影响系数，进而修正了JTG 3362—2018的局部受压承载力计算公式。研究结果表明:无间接钢筋UHPC的局部受压承载力试验值与NF P 18-710、CECS 38:2004、DBJ 43/T 325—2017和JTG 3362—2018计算值之比的均值分别为0.97、0.81、1.33和1.09，有间接钢筋UHPC的局部受压承载力试验值与CECS 38:2004、DBJ 43/T 325—2017和JTG 3362—2018计算值之比的均值分别为0.91、1.31和1.13；各规范公式的混凝土局部受压承载力公式未充分反映混凝土抗压强度和钢纤维的影响，间接钢筋的局部受压承载力计算公式未充分反映约束面积比、混凝土抗压强度和钢纤维的影响；NF P 18-710可较好地预测无间接钢筋UHPC的局部受压承载力，CECS 38:2004计算所得UHPC的局部受压承载力偏大，且间接钢筋的局部受压承载力预测结果离散性大，DBJ 43/T 325—2017和JTG 3362—2018的计算结果偏保守。有、无间接钢筋UHPC的局部受压承载力试验值与JTG 3362—2018修正公式的预测值之比的均值分别为1.00和1.04，标准差均小于0.20，因此，JTG 3362—2018修正公式可较好地预测有、无间接钢筋UHPC的局部受压承载力，可为国内UHPC桥梁结构设计规范的编制提供参考。      

预裂型水泥稳定碎石强度与温缩特性机理仿真

针对水泥稳定碎石材料易产生裂缝,从而降低路面使用寿命这一问题,基于粗集料预处治技术提出了一种预裂型水泥稳定碎石材料改良思路;通过对水泥稳定碎石中一定比例的粗集料进行预处治,使其表面裹附一层新的物质,从而形成新的界面,分散了收缩过程中降低开裂对材料整体均一性的影响,继而仿真分析了这种新型材料的强度特征和温度收缩裂缝发展的内部机理;基于离散单元法建立了预裂型水泥稳定碎石仿真模型,并分别开展了虚拟无侧限压缩试验和有限制梁温度收缩开裂试验。研究结果表明:在假设预处治粗集料仅影响粗集料界面强度的前提下,试件的无侧限抗压强度与界面强度比和预处治粗集料替换比这2个关键参数之间呈现出良好的线性相关性,可通过回归公式进行计算与预测;当界面强度比大于40%时,预处治粗集料替换比的增加仅会降低材料的强度而不能避免局部贯穿裂缝的产生;当界面强度比小于40%时,随着预处治粗集料占比的增加,试件在收缩过程中产生的裂缝由局部贯穿宽裂缝转变为均匀分布的微裂缝,从而保证了材料在收缩开裂后的整体均一性;当界面强度衰减至未处治材料的30%以下,且预处治粗集料替换比大于30%时,可有效减少试件内部贯穿裂缝的产生,从而缓解了水泥稳定碎石的温缩开裂。      

骨架密实型水泥稳定碎石组成设计方法研究

通过振实试验确定水泥稳定碎石混合料中粗集料的级配;对不同i值所对应级配的细集料进行强度、CBR、干燥收缩和温度收缩等试验,确定细集料的级配;以强度为指标确定粗、细集料比例,并根据贝雷法参数检验,可确定骨架密实型水泥稳定碎石的集料级配。最后,通过路用性能试验对骨架密实型水泥稳定碎石混合料进行检验的结果表明：骨架密实型水泥稳定碎石混合料的各项路用性能指标均优于规范级配的水泥稳定碎石混合料的性能指标。     

粗集料最大公称粒径对道路水泥混凝土性能影响的试验研究

为了研究粗集料最大公称粒径对道路水泥混凝土性能的影响,选取19.0 mm、26.5 mm、31.5 mm 3种最大公称粒径的粗集料制作水泥混凝土试件,对混凝土的坍落度、抗压强度、抗弯拉强度、抗渗性能和干缩性能进行了试验研究,并根据试验结果对影响规律进行分析,提出了不同等级公路水泥混凝土粗集料最大公称粒径的建议范围。     

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。     

不同级配水泥稳定粒料强度及收缩性能研究

通过对三种不同级配类型的水泥稳定粒料的比较试验,以7d无侧限抗压强度,劈裂强度、抗压回弹模量和收缩系数为指标,综合各项试验结果,对三种级配类型进行了评价.     

不同级配水泥稳定粒料强度及收缩性能研究

通过对三种不同级配类型的水泥稳定粒料的比较试验,以7d无侧限抗压强度,劈裂强度、抗压回弹模量和收缩系数为指标,综合各项试验结果,对三种级配类型进行了评价.     

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。      

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。