骨料类型与级配对多孔水泥混凝土性能的影响

为了研究骨料因素对多孔水泥混凝土性能的影响,考虑了玄武岩碎石与河卵石的3种单一粒级9.5~13.2mm,13.2~19.0mm,19.0~26.5mm,以及这3种粒径骨料各自不同用量的情况,运用CT扫描、自制透水仪等技术手段,获得多孔水泥混凝土内部孔径大小分布以及其透水能力等。研究结果表明,在相同条件下,碎石多孔混凝土的有效孔隙率比卵石多孔混凝土的大3%~4%;在不同粒径骨料用量相同的条件下,碎石与卵石多孔混凝土28d抗压强度相比,最低强度碎石较卵石高7%,最高强度碎石较卵石高9%;与卵石相比,碎石表面粗糙,微观纹理丰富,与水泥浆体包裹层之间的粘结能力更强,所得的混凝土抗压强度较高。     

麦秸纤维多孔陶粒混凝土基本物理性能的试验研究

根据填充理论,以目标孔隙率为主要设计指标,确定了麦秸纤维多孔陶粒混凝土的配合比.在水灰比为0.3,不同纤维掺量、目标孔隙率和骨料粒径情况下,测定了多孔陶粒混凝土的28 d抗压强度、干密度、实测孔隙率、绝干和饱水状态下的导热系数,得出在陶粒粒径为10～20 mm时,28 d抗压强度范围为0.595～3.579 MPa,干密度范围为613～886 kg·m~(-3),实测孔隙率范围为36.5%～52.4%;采用5～10 mm陶粒时28 d抗压强度增大显著,而干密度、实测孔隙率和导热系数有所减小.     

钢纤维轻骨料粉煤灰砼抗压性能试验研究

为了研发具有绿色特质的现代高性能钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土,试验研究了水灰比、钢纤维体积率、粉煤灰取代水泥量对混凝土拌合物工作性能和混凝土干表观密度、立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量的影响规律。结果表明:配制强度等级LC35的钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土,可采用水灰比0.30、钢纤维体积率0.4%~1.2%和粉煤灰替代水泥量0%~20%。在该参数范围内,所配制的混凝土拌合物具有大流动性和良好的粘聚性与保水性,混凝土干表观密度符合结构轻骨料混凝土密度等级1700要求;随钢纤维体积率增加,混凝土受压破坏形态转变为塑性破坏,立方体和轴心抗压强度以及弹性模量均有所提高;粉煤灰替代水泥量对各受压性能指标影响较小;钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土的轴心抗压强度、弹性模量的取值满足现行轻骨料混凝土技术规程的要求。     

机制砂陶粒混凝土抗压性能试验研究

为了研究水泥用量、水灰比、砂率对机制砂陶粒混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量的影响,进行了机制砂陶粒混凝土抗压性能试验。结果表明:机制砂陶粒混凝土的立方体和轴心抗压强度在砂率较小时受水泥用量的影响较大,在砂率较大时受水泥用量的影响较小;弹性模量同时受到砂率和水泥用量的关联影响,存在着最佳砂率和水泥用量;相比于天然砂轻骨料混凝土,机制砂轻骨料混凝土的水泥用量较大;立方体和轴心抗压强度及弹性模量均随着水灰比的增大而降低。建议给出了拌合物工作性和强度均满足要求的LC35级机制砂陶粒混凝土的配合比(水泥用量460~520 kg/m3、水灰比0.35和砂率42%),可供实际工程应用参考。     

3D打印粗骨料混凝土力学性能

研发了一种可以连续、稳定的打印最大粒径10 mm的粗骨料混凝土3D打印系统。对比测试了3D打印粗骨料混凝土与浇筑混凝土的力学性能,发现3D打印粗骨料混凝土抗压强度呈现细微的各向异性特征(差异在5%以内),而抗折强度呈现显著的各向异性特征(差异在20%～25%之间);与浇筑混凝土相比其抗压强度降低10%～15%,垂直于打印方向的抗折强度(F_y与F_z)降低10%～15%,平行于打印方向的抗折强度(F_x)降低30%～35%。通过微观结构分析发现,3D打印粗骨料混凝土的总孔隙率与浇筑混凝土总孔隙率相近,但3D打印粗骨料混凝土存在明显的层间薄弱区,其灰度值比平均灰度值低25%,说明在层间薄弱区的孔隙分布更加密集,3D打印混凝土中体积在10 mm³以上的大孔隙率较浇筑混凝土高出10.6%。特有的层间结构和较高的大孔隙率导致3D打印混凝土力学性能的各向异性特征和强度的降低。对比发现,3D打印粗骨料混凝土的水泥用量比以往研究中3D打印砂浆的水泥用量减少17.8%～49.6%。     

水灰比、孔隙率对透水混凝土性能的影响

针对不同水灰比、孔隙率对透水混凝土性能的影响进行了试验,配合比设计方法参考《透水水泥混凝土路面技术规程》,选用粗集料为9.5~16 mm单一粒径碎石,水灰比范围0.25~0.34,孔隙率范围16%~22%。结果表明:实测孔隙率与目标孔隙率较为接近,差值低于1%;透水混凝土孔隙率增大,其透水系数随之增大,抗压强度随之减小;透水混凝土水灰比增大,透水系数随之减小,抗压强度先增大后减小,水灰比为0.31时出现拐点且抗压强度最高。     

孔隙对混凝土宏观力学性质的影响

目的研究混凝土孔隙结构参数对混凝土弹性模量、单轴强度等宏观力学性能及破坏规律的影响,建立混凝土细观结构参数和宏观力学特性之间的联系,为以后改善混凝土的力学性质打下基础.方法将混凝土看成由骨料、水泥砂浆以及两者之间的界面过渡区(ITZ)组成的三相复合材料,并在水泥砂浆中引入不同孔径、孔隙率的孔隙,通过数值试验研究孔径、孔隙率对混凝土强度和弹性模量的影响规律.结果混凝土弹性模量在同一孔径下随着孔隙率的增长呈线性下降,在同一孔隙率下随着孔径增大呈对数下降;抗拉抗压强度在同一孔径(孔隙率)下随着孔隙率(孔径)的增长呈对数下降;初始孔隙率越大,材料达到峰值应力时新破坏的面积越小;多孔径作用下的宏观力学性质是单一孔径力学性质的积分.结论混凝土中孔径分布和孔隙率对其弹性模量和强度均有较大影响.孔隙率相同时,多种孔径作用下的混凝土宏观力学性质是单一孔径作用下的宏观力学性质的加权平均值.     

混凝土初始损伤细观结构特性数值试验研究

细观结构特性是混凝土材料最重要的特性之一,细观结构参数的改变直接影响混凝土弹性模量、抗拉抗压强度等宏观力学性能变化.首先采用混凝土随机骨料模型进行混凝土细观数值试验,将混凝土看成由骨料、水泥砂浆以及两者之间的界面过渡区(ITZ)组成的三相复合材料,并在水泥砂浆中引入不同孔径、孔隙率的孔隙,使用有限元分析软件MSC.Marc,通过数值试验研究了孔径、孔隙率对混凝土抗拉抗压强度和弹性模量的影响规律.试验结果表明:混凝土弹性模量在同一孔径下随着孔隙率的增长呈线性下降,在同一孔隙率下随着孔径增大呈对数下降;混凝土抗拉抗压强度随着孔隙率和孔径增大呈对数下降.其次,将数值试验结果与经验公式进行了对比,验证数值试验结果的正确性.最后,根据数值试验结果,建立了混凝土初始损伤与孔隙率和孔径之间的关系,描绘了细观尺寸下混凝土的初始损伤面,为建立混凝土细观结构参数和宏观力学特性之间的联系,改善混凝土的力学性质打下了基础.     

再生骨料取代率对地聚物混凝土尺寸效应的影响

目的 研究不同再生骨料取代率条件下的地聚物再生骨料混凝土抗压强度的尺寸效应,验证地聚物再生骨料混凝土的尺寸效应是否和普通水泥混凝土一致.方法 设计0、25％、50％、75％和100％的5种不同再生骨料取代率以及100 mm、150 mm和200 mm3种边长的地聚物再生骨料混凝土立方体试块,测试其抗压强度,计算抗压强度...     

不同骨料粒径在不同浆膜厚度下的透水混凝土试验

采用2～10 mm、10～13. 2 mm、13. 2～16 mm的骨料粒径分别在骨料表面浆膜厚度为0. 4 mm、0. 5 mm、0. 6 mm的情况下进行透水混凝土性能的研究。试验发现:透水混凝土内部骨料表面在相同浆膜厚度下,随着骨料粒径不断增大,其有效孔隙率的增大并不明显,且不同骨料粒径试样的28 d平均抗压强度值变化幅度相差不大;随着骨料表面的浆膜厚度增加到后期,相同骨料粒径的透水混凝土抗压强度增加幅度不大,而浆膜厚度为0. 4～0. 5 mm时其抗压强度增加值较明显;当骨料表面的浆膜厚度较薄时,试样透水系数的增大趋势随着骨料粒径前期的增大比后期更快;而当浆膜厚度更厚时,不同骨料粒径试样的透水系数增大趋势较均匀。     

废弃混凝土试块掺合型再生混凝土抗冻性试验研究

采用改变粉煤灰和再生粗骨料在废弃混凝土试块掺合型再生混凝土中的取代率,对再生混凝土的抗冻性能进行了试验研究,探索不同粉煤灰和再生粗骨料取代率分别对再生混凝土质量损失率、抗压强度损失率以及相对动弹性模量的影响。试验结果表明:一方面,粉煤灰对再生混凝土在受到冻融破坏时有不同程度的改善和增强作用;另一方面,不同再生粗骨料取代率配制的再生混凝土,其质量损失率较小,然而抗压强度损失率、相对动弹性模量下降率增加明显,再生粗骨料取代率80%的抗压强度损失率比30%的提高了180.5%,再生粗骨料取代率100%比取代率为30%的相对动弹性模量降低了21.8%。     

再生粗骨料对自密实再生混凝土性能的影响

用废弃C30混凝土试块破碎的再生粗骨料以不同取代率置换天然粗骨料制备自密实再生混凝土,探讨不同再生粗骨料取代率对自密实再生混凝土工作性能以及抗压强度和弹性模量的影响,再生粗骨料的取代率分别为0%、50%、70%、100%。结果表明,随着再生粗骨料取代率的增加,自密实再生混凝土的工作性变差;立方体抗压强度、弹性模量降低幅度分别在15%和20%左右。     

隧道高性能多孔水泥混凝土孔隙率特性的试验研究

孔隙率是隧道路面多孔水泥混凝土的重要技术指标之一,保证多孔混凝土试件成型后或路面铺筑后的实测孔隙率与目标孔隙率基本一致,同时保证其具有足够大小的有效孔隙率,是高性能多孔混凝土隧道路面配合比设计的关键。依据隧道路面的功能要求,文章选定目标孔隙率为18%。级配对混凝土强度影响非常明显,随着10～15mm集料比例的增加,强度先增大后减小。当采用玄武岩等吸水率偏大的集料制备多孔水泥混凝土时,在有效孔隙率计算中应考虑集料吸水的影响。矿料级配对孔隙率的影响规律为:随着10～15mm集料比例的增大,计算孔隙率变化幅度很小,且与目标孔隙率(18%)接近;有效孔隙率呈增大的趋势,实测孔隙率先减小后增大;级配2#-2实测孔隙率最小且与目标孔隙率最接近。依据孔隙率及强度试验结果,选取级配2#-2为最佳级配。     

不同冻融介质作用下再生骨料透水混凝土力学性能试验研究

为进一步研究不同冻融介质下再生骨料透水混凝土冻融循环后的性能变化,分别以清水和3. 5wt%Na Cl溶液为冻融介质,分析比较了不同冻融环境下再生骨料透水混凝土透水系数、连续孔隙率、剩余抗压强度、CT扫描断面平均孔隙率随冻融循环次数的变化规律。试验结果表明,不同冻融介质作用下,再生骨料透水混凝土的透水系数、连续孔隙率、平均抗压强度与CT扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大,氯盐环境下更易引起再生骨料透水混凝土的冻融破坏;冻融循环作用下,再生骨料透水混凝土单轴抗压强度与CT扫描断面平均孔隙率呈负相关,可通过测量冻融后再生骨料透水混凝土孔隙率来评估其剩余抗压强度,试验成果可为进一步研究冻融环境下再生骨料透水混凝土内部孔隙结构损伤特征及破损机理提供参考依据。     

再生骨料无砂透水混凝土抗冻性能试验研究

本试验对再生骨料无砂透水混凝土的抗冻性能和透水性能进行了研究.试验结果表明:经25次快速冻融循环后,随着孔隙率和水灰比的增大,再生骨料无砂透水混凝土的抗压强度损失率、透水系数也随着增大,质量损失率在水灰比为0.35孔隙率为20%时最大.当水灰比为0.35,孔隙率为15%时,再生骨料无砂透水混凝土的综合性能最好,抗压强度为25MPa,透水系数为4.38mm·s-1,冻融质量损失率为1.08%,抗压强度损失率为5.93%,符合再生骨料透水混凝土抗冻性要求.     

多孔水泥混凝土力学性能的影响因素

研究了水灰比、孔隙率、级配、增强剂(硅灰、苯丙乳液)对多孔水泥混凝土抗压强度、抗折强度的影响.结果表明:随着水灰比的增加,混凝土的抗折和抗压强度先增后减,存在一个最佳水灰比值;多孔水泥混凝土的抗压强度和抗折强度随孔隙率的增大而明显下降;另外,改变级配和增强剂的添加也会影响其力学性能.     

再生骨料级配对混凝土力学性能的影响及微观机理分析

为研究再生骨料级配对混凝土力学性能的影响,选取单一级配5.0～10.0,10.0～20.0,16.0～31.5 mm及连续级配5.0～31.5 mm,采用再生骨料的取代率为30%,50%和70%,配制再生混凝土,对不同龄期的再生混凝土立方体进行抗压强度试验.通过扫描电镜及X射线衍射分析,从微观角度探讨骨料级配对再生混凝土力学性能的影响.研究表明:再生粗骨料粒径为5.0～10.0 mm,掺量选取较低时,112 d时抗压强度与普通混凝土相差不大;粒径为10.0～20.0 mm时,无论选取多少掺量,各龄期抗压强度均较低;粒径取16.0～31.5 mm及5.0～31.5 mm时,选取合理掺量,再生混凝土的抗压强度增大.     

再生骨料喷射混凝土基本性能试验

为了研究再生骨料喷射混凝土的相关性能,配制了5组混凝土,其再生骨料体积掺量依次为0%,25%,50%,75%和100%,对5组混凝土的坍落度、回弹率、超声波速、粘结强度、抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和密度进行了测试。试验数据显示:对应于再生骨料体积掺量依次为0%,25%,50%,75%和100%,喷射混凝土坍落度分别为185,187,183,176和172 mm,回弹率分别为22.1%,17.5%,19.6%,18.7%和15.2%,超声波速分别为4.82,4.75,4.54,4.51和4.48 km/s,粘结强度分别为1.21,1.24,1.21,1.26和1.22 MPa,抗压强度分别为40.2,36.3,32.8,31.5和30.3 MPa,劈裂抗拉强度分别为3.53,3.3,3.21,3.19和3.05 MPa,弹性模量分别为32.5,32.2,28.3,26.3和25.8 GPa,密度分别为2 188,2 185,2 150,2 135和2 125 kg/m~3。结果表明:再生骨料喷射混凝土回弹率和粘结强度这2个指标优于天然骨料喷射混凝土;坍落度、超声波速、抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和密度均随再生骨料体积掺量的增加而减小;抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和密度与超声波速之间明显线性相关。     

环保型绿化混凝土护砌材料的选择与施工

为了使植草能够在混凝土孔隙间生根发芽并穿透至土层，要合理选择骨料粒径，保证有一定的孔隙率、表面等效孔径。按照强度匹配原则，选用抗压强度相当的建筑废砖石，抗压强度为5～20MPa。采用普通硅酸盐水泥，用选定粒径制成的碎石孔隙混凝土抗压强度为2．7MPa，砖石为1．6MPa。砖石制成的     

包容型再生混凝土抗压强度与弹性模量的实验研究与分析

以再生粗骨料部分或全部替代天然骨料制成再生骨料混凝土试块进行抗压强度及弹性模量的测试,寻求再生混凝土满足和易性要求时,再生混凝土抗压强度与弹性模量随再生粗骨料替代率之间的关系;利用多相介质的Mori-Tanaka理论计算骨料随机分布时复合材料的有效弹性模量,预测再生粗骨料混凝土有效弹性模量的变化范围,实验结果恰好位于预测结果范围内,证明实验结果的可靠性。