基于正交试验的聚合物改性再生透水混凝土抗冻性能研究

目的 研究低掺量下水性环氧树脂、粉煤灰、再生骨料对再生透水混凝土抗冻性的影响。方法 采用正交试验设计,以粉煤灰掺量、水性环氧树脂掺量、再生骨料掺量、冻融循环次数为因素设计不同水平的正交试验,参考慢冻法并采用均值极差法分析质量损失率和强度损失率,研究各因素对于再生透水混凝土抗冻性的影响规律。结果 随着冻融循环次数的增加,再生透水混凝土的强度损失率和质量损失率逐渐增大,其中低掺量(0.5%～2%)水性环氧树脂可以有效提升再生透水混凝土抗冻性能,降低再生透水混凝土的强度损失率、质量损失率;添加再生骨料(30%～50%)可以有效提高再生透水混凝土抗冻性。结论 掺量1%的水性环氧树脂及掺量40%的再生骨料对再生透水混凝土抗冻性提升效果最好;在冻融循环过程中,再生透水混凝土的强度损失率会比质量损失率先变化到破坏标准,该参数能更快判断再生透水混凝土的抗冻性能。     

再生混凝土抗压强度及工作性能的影响因素分析

用重量比为C20∶C30∶C35∶C40∶C45=1∶4∶3.5∶0.5∶1的混掺废弃混凝土试块制作了再生粗、细骨料,采用正交试验对比分析了水灰比、再生粗骨料取代率、再生细骨料取代率、搅拌工艺4个因素对再生混凝土抗压强度及工作性能的影响规律,并采用极差归纳了其各因素对再生混凝土抗压强度和工作性能的影响.结果表明:掺加100%再生粗骨料和50%的再生细骨料能满足C30强度等级要求及和易性要求,再生粗骨料的取代率对强度影响最明显.     

再生骨料混凝土的基本性能

针对废弃混凝土的应用问题,为获得再生骨料掺量对于混凝土性能的影响,选取配合比和坍落度均相同的条件,对不同再生骨料掺入量混凝土的基本性能进行了对比实验.实验结果表明:配合比相同的情况下,随着再生骨料掺入量的增加,混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗弯强度和弹性模量均有不同程度的降低;坍落度相同的情况下,随着再生骨料掺入量的增加,混凝土的抗压强度、抗弯强度和弹性模量也均降低且较配合比相同的情况下降低更多.     

再生混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

改变再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、水胶比等参数,研究不同配合比对再生混凝土抗氯离子渗透能力的影响规律。试验结果表明,降低水胶比对再生混凝土抗氯离子渗透性能有利;再生混凝土氯离子迁移系数随着再生粗骨料替代率的增大而增大,抗氯离子渗透性能下降。掺加粉煤灰可以改善再生混凝土抗氯离子渗透性能,对于早龄期再生混凝土粉煤灰掺量在10%~20%之间为宜。     

掺聚丙烯纤维和矿渣的再生混凝土性能研究

为研究纤维和矿渣对再生骨料混凝土性能的影响,选择聚丙烯纤维和矿渣作为外掺料,系统研究再生骨料掺量、外掺料掺配方式及含量对再生混凝土力学和收缩性能的影响规律,并借助SEM扫描电镜,着重分析纤维和矿渣复合改性材料对再生混凝土的微观改性机理.结果表明:掺加矿渣后,混凝土早期力学性能影响不大,后期略有提高,而混凝土吸水率和收缩性能改善显著;掺加纤维不仅可以显著提高再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯拉强度等力学性能,对吸水率和收缩性能也有显著改善;掺加纤维和矿渣复合改性材料可显著改善混凝土各项物理力学性能.     

煅烧纳米凹凸棒土对再生混凝土性能的影响

为促进废弃混凝土的资源再生利用,采用煅烧纳米凹凸棒土（NAT）改善再生混凝土性能。研究了再生骨料取代率和煅烧NAT掺量对再生混凝土工作性能、抗压强度及抗氯离子侵蚀性能的影响。并结合X-射线衍射分析煅烧NAT的物相变化,扫描电镜和孔径分析仪分析再生混凝土的微观结构。试验结果表明：煅烧可以提高NAT火山灰效应;再生混凝土各龄期抗压性能和抗氯离子侵蚀性能均随再生骨料取代率的增加而降低;未掺煅烧NAT时,再生混凝土中有较多孔隙和裂缝;当掺入适量煅烧NAT后,混凝土内孔隙和裂缝减少,界面过渡区更加密实。就工作性能、抗压强度、抗氯离子侵蚀性能和微观结构而言,当再生骨料取代率为30%时,煅烧NAT的最佳掺量为6%。     

钢纤维再生混凝土抗折强度尺寸效应试验研究

通过5组再生骨料取代率和4组钢纤维体积掺量小梁试件的四点弯曲试验,研究了再生骨料取代率和钢纤维掺量对再生混凝土抗折强度及尺寸效应的影响.结果表明:各规格小梁试件的抗折强度均存在尺寸效应,随再生骨料取代率的增加,再生混凝土抗折强度尺寸效应呈先增大后降低的规律,取代率为75％小梁试件抗折强度尺寸效应约分别为取代率为0和100％试件的1.32倍和1.09倍.钢纤维掺量对再生混凝土抗折强度尺寸效应有一定影响,当掺量为0～0.75％时,钢纤维掺量越大,尺寸效应越明显,钢纤维掺量分别为0、0.25％和0.50％时,试件抗折强度尺寸效应约分别为钢纤维掺量0.75％试件的77％、85％和94％.钢纤维掺量较大时,钢纤维掺量对尺寸效应的影响较弱,钢纤维掺量为0.75％试件抗折强度尺寸效应度约为1.00％掺量试件的99％.提出了再生混凝土抗折强度尺寸效应律计算公式,可用于再生混凝土抗折强度的分析计算.     

大掺量粉煤灰再生混凝土的试验研究

采用废弃混凝土再生骨料、普通硅酸盐水泥和粉煤灰等原材料,通过正交试验找出影响再生混凝土强度和坍落度的主要因素及大掺量粉煤灰再生混凝土的最优配比。试验结果表明,再生骨料替代率是影响再生混凝土强度和坍落度的显著因素,在普通成型工艺和养护条件下可以配制出抗压强度59M Pa,塌落度215 mm,粉煤灰掺量30%的高性能再生混凝土。     

冻融循环下掺锂渣再生混凝土损伤试验

针对冻融损伤分析再生粗骨料取代率和锂渣掺量对混凝土质量、动弹性模量以及抗压强度的影响。试验结果表明:过多使用再生粗骨料不利于抗冻性的提高;适量添加锂渣可以有助减轻冻融循环给混凝土带来质量损失的影响,且随着掺入量的增加,抗冻性能呈现先提高后降低的趋势,当掺量为20%时,抗冻性能达到最优。由试验数据拟合得到用再生粗骨料取代率以及锂渣掺量两因素的混凝土冻融后抗压强度劣化方程。     

再生骨料掺量对混凝土碳化性能的影响

为研究再生骨料掺量对混凝土碳化性能的影响,用不同再生骨料质量取代率为0、30%、50%的再生混凝土(分别记为RC0、RC30和RC50)分析不同取代率下混凝土碳化深度、抗压强度的影响规律,运用扫描电镜分析再生混凝土界面微观形貌在不同碳化时间下的变化,通过显微硬度仪对界面过渡区的显微硬度数值进行检测和分析,探讨碳化作用下再生混凝土微观结构与宏观性能的关系。结果表明：再生骨料掺量越大抗压强度越低,再生混凝土碳化深度越深;通过对比不同类型界面过渡区的抗碳化能力得出,老骨料老浆体界面>骨料新浆体界面>老浆体新浆体界面;再生骨料取代率30%的混凝土界面结构更密实;再生混凝土的微观结构与其宏观性能呈规律性变化,用界面过渡区宽度的变化表征宏观性能的规律更为准确。说明碳化对不同再生骨料掺量混凝土的界面结构优化效果不同,再生骨料掺量越大的混凝土抗碳化性能越差,且用微观结构的变化可以很好地解释宏观性能的变化。     

再生粗骨料对再生混凝土自生收缩的影响

在测试两种再生粗骨料特性及其再生混凝土基本性能的基础上,系统研究了不同再生粗骨料取代率、不同附着砂浆率的再生粗骨料对再生混凝土自生收缩的影响.结果表明:再生混凝土自生收缩的发展趋势和普通混凝土相似;随着再生粗骨料取代率增加,混凝土自生收缩增大;附着砂浆率大的再生粗骨料对混凝土自生收缩的影响更大;再生粗骨料对混凝土自生收缩的不利影响比对强度的不利影响更大.     

再生粗骨料取代率对再生保温混凝土抗压强度离散性影响研究

本文对再生保温混凝土（以下简称为RATIC)的抗压强度和抗压强度离散性的规律进行了介绍分析。通过改变RATIC中再生粗骨料的取代率,对比分析不同再生粗骨料取代率对RATIC的抗压强度和离散性的影响,并且探索出其相应的规律。以再生粗骨料不同取代率为基础的研究试验发现：当再生粗骨料取代率为30 %时,RATIC抗压强度相对于取代率为0 %的保温混凝土的抗压强度值没有发生显著变化;当再生粗骨料取代率在30 %以上时,随着再生粗骨料取代率的增加,RATIC抗压强度值出现明显下降的现象;当再生粗骨料取代率达到70%时,相对应的RATIC抗压强度出现最低值;与此同时,RATIC在不同再生粗骨料取代率对应下的抗压强度标准差值的波动幅度也较为明显,当再生粗骨料取代率在0 %~100 %时,RATIC的抗压强度标准差在0.97~1.71 MPa之间变化,并且当再生粗骨料取代率为50 %时,RATIC抗压强度标准差达到最大值1.71 MPa。     

方钢管再生混凝土粘结滑移性能试验研究

为了研究方钢管再生混凝土的界面粘结滑移性能,利用废弃混凝土作为再生粗骨料制作了10根方钢管再生混凝土短柱试件,并对其进行推出试验研究,试验中考虑了混凝土强度等级、埋置长度和再生粗骨料取代率3个变化参数的影响,获取了方钢管和再生混凝土界面之间的荷载—滑移曲线,分析了各变化参数对起滑粘结强度和极限粘结强度的影响。研究结果表明:方钢管再生混凝土荷载—滑移曲线大致经历了4个阶段,即无滑移阶段、应力上升阶段、应力突变阶段及应力下降阶段;取代率对起滑粘结强度和极限粘结强度的影响较小,但埋置长度较小试件的起滑和极限粘结强度比埋置长度较大试件的大;混凝土强度对其二者影响较大。     

再生混凝土多孔砖砌体轴心抗压强度试验

制作再生混凝土骨料替代率为75%、抗压强度达到MU10的再生混凝土多孔砖。对18个再生混凝土多孔砖砌体试件在轴心荷载作用下的试验进行研究。考察再生混凝土多孔砖砌体在不同砂浆强度下的受压性能和极限承载力,分析砌体的受压变形过程和破坏特征。结果表明:再生混凝土多孔砖砌体的受压性能和普通混凝土多孔砖砌体的受压性能基本相似,极限状态时多孔砖砌体被贯通的竖向裂缝分隔成若干独立小立柱,小立柱被压坏,再生混凝土多孔砖砌体轴心抗压强度略小于普通混凝土多孔砖砌体。通过对试验数据的分析,参考现行《砌体结构设计规范》建议的公式,提出了再生混凝土多孔砖砌体的轴心抗压强度计算公式。     

不同状态再生细骨料对再生保温混凝土抗压强度的影响

研究了再生细骨料取代率及预湿状态对再生保温混凝土抗压强度的影响。研究结果表明:随着再生细骨料取代率的增加,再生保温混凝土的抗压强度先增后减;0%和50%预湿状态下,再生细骨料取代率为40%时,再生保温混凝土的抗压强度值最大;而100%预湿状态在取代率为20%时抗压强度最大。再生细骨料的预湿状态对混凝土的强度发展具有显著的影响,100%预湿状态下混凝土早期强度发展较快,但28 d抗压强度较小。     

道路再生骨料混凝土试验

通过再生骨料的室内试验，确定了再生骨料的工业化生产技术．通过道路再生混凝土配合比设计，确定了最优的配比及较合理的外加剂．试验结果表明，用低水胶比、高效减水剂、粉煤灰和硅灰作掺合料，控制再生骨料的最大粒径，可以制备出高流动性、高耐久性和高抗折强度的高性能路用再生混凝土。     

不锈钢管再生混凝土弯曲性能

进行12个不锈钢管再生混凝土试件和2个不锈钢管普通混凝土对比试件的试验研究,考察截面类型和再生骨料取代率对弯曲荷载作用下不锈钢管再生混凝土破坏形态、荷载-变形关系和受弯承载力的影响.结果表明,不锈钢管再生混凝土的弯曲性能与相应不锈钢管普通混凝土类似,但随着再生骨料取代率的增大,不锈钢管再生混凝土的受弯承载力有降低的趋势.在确定不锈钢和核心再生混凝土本构关系的基础上,利用基于有限元软件ABAQUS建立的理论模型对不锈钢管再生混凝土的弯曲性能进行了模拟,总体上模拟结果与试验结果吻合良好.     

钢管再生混凝土柱抗震性能与损伤评价

以再生粗骨料取代率、混凝土强度为主要参数,完成了6个钢管再生混凝土柱试件的低周反复试验,研究了其破坏形态和滞回特性,分析其承载力、刚度退化、延性、耗能能力、破坏形态等抗震性能.结果表明:钢管再生混凝土柱具有良好的抗震性能;试件的耗能能力、延性、滞回特性随着再生粗骨料取代率、混凝土强度的改变而略有变化;考虑粘结滑移与否对试件的抗震性能影响很小;钢管再生混凝土柱极限承载力受再生粗骨料取代率的影响并不明显.最后,提出了基于Miner原理的改进损伤评估模型,通过对比表明该模型能较好地反映钢管再生混凝土柱的抗震损伤水平,与试验结果符合良好.