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。     

再生骨料在混凝土路面中的循环利用

碾压混凝土(RCC)是一种由水、骨料和少量水泥制备的干混凝土,铺设压实后可作为结构物或道路基础。该文以碾压混凝土路面的再生骨料为研究对象,分析其在碾压混凝土配合比设计中替代天然碎石骨料的可行性。试验结果表明:再生骨料的物理性能满足混凝土的要求,天然骨料和再生骨料的混凝土路面压实度均满足规范要求,虽天然骨料混凝土的抗压强度相对较高,但再生骨料更符合环保节能的发展趋势,证实了废旧混凝土再生骨料可以在路面中进行循环利用。     

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。     

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。     

保水性再生骨料透水混凝土制备及其蒸发冷却效果研究

研究了硅灰掺量、砂率及天然骨料替代率对再生骨料透水混凝土抗压强度的改善效果,并在此基础上制备出抗压强度较高的再生骨料透水混凝土,再掺加保水材料以制备保水性再生骨料透水混凝土并研究其蒸发冷却效果。结果表明,提高硅灰掺量可增大拌和浆体量并改善界面过渡区的微观结构,提高砂率可显著增加拌和浆体量,而提高天然骨料替代率则改善了骨料颗粒级配,因此三种措施均能有效提高再生骨料透水混凝土的抗压强度;当硅灰掺量为7.5%、砂率为10%、天然骨料替代率为20%时可制备出28 d抗压强度达27.3 MPa的再生骨料透水混凝土,此时掺加保水材料制备保水性再生骨料透水混凝土,当保水材料掺量分别为3%、5%及7%时,试样28 d抗压强度将分别降低了35.9%、51.6%及57.1%。其中,保水材料掺量为3%的透水混凝土具有持续有效的蒸发冷却效果,而保水材料掺量为5%及7%的透水混凝土则仅具有显著的早期蒸发冷却效果。     

废弃陶瓷骨料混凝土强度试验研究

废弃陶瓷经破碎、筛分加工成人工骨料,部分或全部取代天然砂、石配制成废弃陶瓷骨料混凝土.共设计13组混凝土,其中,基准混凝土1组,废弃陶瓷骨料取代天然粗骨料、取代天然细骨料及同时取代天然粗、细骨料的各4组,取代量分别为30％,50％,70％,100％.进行混凝土抗压强度及抗折强度试验.试验结果表明,废弃陶瓷骨料部分或全部取代天然骨料,混凝土强度均达到设计强度等级C30的要求;废弃陶瓷骨科对混凝土3d及28 d抗压强度和抗折强度均无显著影响;就强度而言,在混凝土中,废弃陶瓷骨料部分或全部取代天然骨料是可行的.     

再生粗骨料物理性能强化改性研究

采用物理和化学方法对废弃水泥混凝土路面再生粗骨料进行了强化改性,对比研究了再生粗骨料强化改性前后的吸水率、磨耗值、坚固性、压碎值等物理性能,并结合SEM微观形貌分析,证实了物理和化学强化方法能够改善再生粗骨料的物理性能,为再生骨料替代天然骨料应用于沥青混凝土路面提供了依据.     

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。     

实际生产再生细骨料与天然砂性能对比分析

选取实际生产的再生细骨料和天然砂进行颗粒级配、含泥量、泥块含量、压碎指标、表观密度、堆积密度、空隙率、吸水率、胶砂需水量比和强度比等性能试验,并对两者进行了对比。结果表明:再生细骨料物理性能不及天然砂,但所有试验所测指标基本能达到规范Ⅲ类的要求,混凝土工程实践也表明能够用适当比例的再生细骨料替代天然砂。     

透水混凝土强度与渗透性影响因素及效应分析

为了探讨不同骨料级配、水胶比、减水剂用量和外掺砂率对透水混凝土的强度与渗透性的影响，采用控制变量法进行透水混凝土20组配合比设计，并分别对抗压强度(f_cc)、抗折强度(f_f)、透水系数(k)以及有效孔隙率(ρ_e)进行测试。结果表明：1)骨料级配、水胶比、减水剂、外掺砂砂率均对透水混凝土性能产生显著影响，当骨料为单一粒径4.75 mm～9.5 mm的粗骨料、水胶比为0.27、减水剂用量为0.3%时，透水混凝土强度达到最高；2)随着外掺砂含量的增加，透水混凝土的强度呈先增大后减小的趋势，外掺细骨料后透水混凝土的最佳水胶比增大；3)根据强度变化规律，确定最优砂率为4%,抗压强度可达18.55 MPa,透水系数为3.54 mm/s; 4)通过探究透水混凝土强度与渗透性之间的平衡关系，确定最优配合比，即骨料为单一粒径的4.75 mm～9.5 mm粗骨料、水胶比为0.28、减水剂用量为0.3%、外掺砂率为4%,使实际工程中透水混凝土强度与渗透率均满足要求。     

复掺矿物掺合料对轻骨料混凝土性能的影响

为了研究复掺矿物掺合料对轻骨料混凝土物理力学性能的影响,该文先用不同比例的粉煤灰替代轻骨料混凝土中的部分水泥,通过试验分析了粉煤灰掺量对轻骨料混凝土抗压强度、抗折强度、水化热等物理力学指标的影响;然后用不同比例的石灰石粉替代轻骨料混凝土中的部分细集料,分析了石灰石粉掺量对轻骨料混凝土坍落度、抗压强度和抗折强度等物理力学性能的影响。试验结果表明:加入适量的粉煤灰能够增大轻骨料混凝土不同龄期的抗压强度和冻融后的抗压强度,降低水化热,但粉煤灰的加入会使抗折强度降低,综合考虑当粉煤灰掺量为25%时各指标都达到最佳值;坍落度、抗压强度和抗折强度都随石灰石粉掺量的增大呈先增大后减小的趋势,石灰石粉的加入使轻骨料混凝土冻融后的抗压强度明显提升,当石灰石粉替代量为24%时轻骨料混凝土的物理力学性能最好。     

不同粉煤灰掺量的再生混凝土性能试验研究

为掌握不同粉煤灰掺量再生粗骨料混凝土的性能,本文通过室内试验分别研究了不同掺量粉煤灰再生混凝土的力学性能及抗冻性能。结果表明:(1)粉煤灰掺入能提升再生混凝土养护后期的抗压强度;(2)随着粉煤灰掺量增加,不同养护龄期混凝土的抗折强度均呈先增后减变化趋势;(3)再生混凝土的抗压强度随着冻融循环次数的增加逐渐减小,且粉煤灰掺量越大,抗压强度减幅越明显;(4)随着冻融次数增加,再生混凝土的质量损失率逐渐增大,但掺量低于30%的混凝土质量损失不显著。     

基于骨架原则的再生骨料多孔混凝土配合比设计方法探讨

通过试验与设计研究,提出一种以骨架原则设计的、适用于再生骨料多孔混凝土配合比设计的新方法。再生骨料以饱和面干状态为基准,参考ATPB-25开级配沥青稳定碎石排水基层的级配范围,按照骨架-空隙结构设计再生粗骨料级配;依据再生骨料多孔混凝土设计的目标空隙率,采用体积法计算单位水泥用量、用水量、再生骨料用量。对于C20再生骨料多孔混凝土的配合比设计,当目标空隙率为15%,坍落度为10~20 mm时,水灰比为0.30,砂率选取8%为宜,且C20再生骨料多孔混凝土的试验室配合比为水泥∶水∶饱和面干再生骨料A∶饱和面干再生骨料B(4.75mm)∶再生骨料B(4.75mm)∶砂=274∶82∶1 101∶493∶62∶136。     

含气量对再生混凝土路面耐磨性的影响研究

通过对五组混凝土进行坍落度、含气量、抗压强度和耐磨性对比试验研究,全面地比较和分析了再生混凝土含气量随再生粗骨料掺量大小的变化规律以及随之对再生混凝土路面耐磨性能产生的影响,并详细分析了其产生的原因。结果表明:含气量对再生混凝土耐磨性有较大影响,含气量随再生粗骨料掺量的增多而提高;当再生骨料掺量超过50%时,磨耗量明显增大。分析了原始混凝土的含气量和损伤累积亦会降低再生混凝土路面的耐磨性能。     

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。     

水泥稳定混凝土再生骨料在干线公路基层中的应用

依托于江苏省某干线公路改扩建工程,将混凝土再生骨料应用于基层水稳的铺筑,并与普通水稳混合料的路用性能指标进行对比。结果表明:采用42%混凝土再生骨料+4.3%水泥配制的混合料,在无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量等方面,能够达到或略优于100%天然骨料+4.0%水泥混合料的水平。掺入再生骨料后,水泥稳定碎石的干缩系数、失水率增加,工程中应充分重视早期保水养生。     

废弃陶瓷骨料混凝土收缩性能试验研究

废弃陶瓷经破碎、筛分加工成人工骨料,部分或全部取代天然砂、石配制成废弃陶瓷骨料混凝土.共设计13组混凝土,其中,基准混凝土1组,废弃陶瓷骨料取代天然粗骨料、取代天然细骨料及同时取代天然粗、细骨料的各4组,取代量分别为30％,50％,70％,100％.进行混凝土收缩试验.试验结果表明,废弃陶瓷骨料混凝土与基准混凝土的收缩变形规律基本一致;废弃陶瓷骨料混凝土的收缩性能优于普通混凝土收缩性能,或者与普通混凝土收缩性能相当;随着废弃陶瓷骨料对天然骨料取代量的增加,混凝土的收缩率呈下降趋势;就收缩性能而言,在混凝土中,废弃陶瓷骨料部分或全部取代天然骨料是可行的.     

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。     

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。     

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。