干湿循环条件下陶瓷粉再生混凝土抗硫酸盐侵蚀性能及可靠性分析

为了研究陶瓷粉再生混凝土抗硫酸盐干湿循环损伤的能力,设计了陶瓷粉、再生粗骨料取代率不同的6组配合比,检测各组试件质量损失和相对动弹模量,评判出最优配比,在Wiener退化过程的基础上进行可靠度建模并预测试件的剩余寿命.结果表明:在硫酸盐干湿循环过程中,动弹性模量和质量呈现先增加后下降的趋势.陶瓷粉代替部分再生细骨料能有...     

冻融损伤对再生混凝土耐久性及与钢筋粘结性能分析

制作掺入引气剂和未掺入引气剂的100％粗骨料取代率的再生混凝土RC1和RC2两组试件以及掺入引气剂和未掺入引气剂的普通混凝土NC1和NC2两组试件,并分别对经过不同次数冻融循环试件的抗压强度、质量损失率、动弹性模量损失率进行研究。结果表明,冻融后各组试件的抗压强度、质量损失率及动弹性模量损失率均降低,对于添加引气剂的NC1和RC1两组试件损失较小,其中RC1组试件在200次冻融后抗压强度损失接近40％,质量损失率达0．5％,动弹性模量损失率38．5％。100％取代率并加入引气剂的ZRC组试件冻融后进行中心拨出实验,发生劈裂破坏和钢筋拔出破坏2种形式。再生粗骨料混凝土与钢筋的极限粘结应力均随冻融次数的增加而降低,200次冻融后极限粘结应力下降33．5,荷载滑移曲线既有上升段也有下降段。     

废弃玻璃集料混凝土与钢筋粘结性能试验

为揭示玻璃混凝土与钢筋的粘结锚固规律,采用中心拉拔试验方法,研究分别使用粗玻璃和细玻璃取代混凝土中粗骨料和细骨料对混凝土与钢筋的粘结强度的影响.试验结果表明:废弃玻璃粗骨料混凝土试件与普通骨料混凝土试件的极限粘结强度相当;废弃玻璃细骨料混凝土试件的极限粘结应力较普通混凝土试件的极限粘结应力有很大的提高;废弃玻璃骨料钢筋混凝土具有较好的锚固延性;废弃玻璃细骨料混凝土试件中,钢筋与混凝土达到极限粘结应力时发生的相对滑移与普通骨料混凝土相近;废弃玻璃粗骨料混凝土试件中,钢筋与混凝土达到极限粘结应力时发生的相对滑移大于普通骨料混凝土.     

不同煤矸石粗骨料替代率下混凝土的低温力学性能研究

为研究煤矸石粗骨料对C40混凝土低温力学性能的影响，制作4种替代率下煤矸石粗骨料试件，以全替代率为基础，对比设计强度为C30,C50煤矸石粗骨料混凝土，在低温下恒温4 h,分别测试在20,-10,-20,-30℃下的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和相对动弹性模量.结果表明，在低温条件下，煤矸石骨料混凝土的强度和动弹性模量均提高，且温度越低，其抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度以及动弹性模量提升幅度越大.     

混凝土硫酸腐蚀深度随机过程模型

模拟腐蚀层扰动的硫酸腐蚀环境对6组混凝土圆柱体试件进行了加速腐蚀试验,采用三维激光扫描法和传统的游标卡尺法分别对试件的硫酸腐蚀深度进行测量.以最小二乘圆柱法构造目标函数,利用Matlab软件对三维激光扫描法获得的数据进行处理,求得每个被测点的腐蚀深度,对腐蚀深度进行统计分析,发现其服从正态分布,统计参数均值和标准差均随腐蚀时间近似线性增大,腐蚀深度可表示为高斯随机过程.与三维激光扫描法结果相比,游标卡尺法所得腐蚀深度的均值略小,标准差则明显偏小.由于三维激光扫描法获得的数据量是游标卡尺法的数万倍,因此基于三维激光扫描法的混凝土腐蚀深度随机过程模型在进行腐蚀深度预测时具有更好的可信性.     

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%。     

基于混凝土抗冻融特性的影响试验研究

为了研究粉煤灰细骨料混凝土(CFA)在多因素耦合条件下的抗冻融性能,设计了一个创新的耦合试验方案,将应力损伤和高温的耦合作用于混凝土,然后采用快速冻融试验,通过测定混凝土试样的质量损失和相对动弹性模量来评价混凝土的抗冻融性能,借助扫描电镜对其微观性能进行研究.试验结果表明,初始应力损伤会加速混凝土冻融损伤的发展,冻融损伤程度随着损伤度的增加而显著提高.高温对粉煤灰细骨料混凝土的抗冻性能的影响低于普通混凝土,这在一定程度上降低了高温作用对粉煤灰细骨料混凝土的损伤.应力损伤和高温的耦合作用加速了混凝土的质量和相对动弹性模量的衰减;与普通混凝土相比,用粉煤灰替代细骨料的混凝土能够在一定程度上改善和提高混凝土的抗冻性.     

再生混凝土耐久性的试验研究Ⅰ.再生混凝土的冻融循环试验

在实验室预制C20普通混凝土,28 d后用破碎机将其破碎筛选调配制成再生粗骨料与细骨料,以此再生骨料100%替代天然碎石和砂子制备再生混凝土,探讨了再生混凝土的耐久性能--抵抗冻融循环的能力.耐久性试验用混凝土水灰比质量分数分别为45%,65%.结果表明,100%再生混凝土（简称RR混凝土）试件的冻融循环抵抗性与粗、细骨料置换率为0%的普通混凝土（简称NN混凝土）试件相比,相对动弹性系数和耐久性系数分别降低6%和9%,但都能满足评价冻融循环抵抗性的最低指标.     

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。     

粗骨料/浆体界面性能对混凝土力学性能影响的数值模拟

为了研究粗骨料/浆体界面过渡区对混凝土力学性能的影响,利用随机骨料模型生成二维混凝土数值试件,采用基于内聚力损伤的界面本构关系对混凝土数值试件进行了单轴受压和三点弯曲断裂细观数值模拟,分析了粗骨料与硬化水泥浆体界面粘结强度对混凝土力学性能的影响。研究结果表明:当非均质因子小于0.7时,界面粘结强度对混凝土的抗压强度和弹性模量影响很小,而当非均质因子大于0.7时,抗压强度和弹性模量快速增长;非均质因子与混凝土的断裂能呈线性增长关系;混凝土断裂破坏过程中断裂裂纹绕过骨料沿着界面曲折性扩展。     

普通混凝土骨料级配的计算与分析

通过最紧密堆积理论把普通混凝土的细骨料和粗骨料的级配联系起来,计算细骨料和粗骨料的用量,并分析普通混凝土细骨料和粗骨料的级配参数,得到砂的细度模数计算公式的实质含义。结果表明,根据最紧密堆积理论建立线性方程组计算细骨料和粗骨料的用量,其计算结果符合现行规范的要求,并能有效提升级配计算效率;砂的细度模数必须与砂的级配曲线联合应用,从整体上评价砂的级配质量才能有效评价砂的级配,粗骨料的级配则应控制筛孔尺寸的累积筛余量;砂的细度模数计算公式的实质是去除粒径大于4.75 mm的颗粒之后剩下的各筛上砂的累积百分率之和。     

基于贝叶斯优化高斯过程回归法的再生混凝土力学性能预测

为了更准确地预测再生骨料混凝土的抗压强度与弹性模量,建立了一个比以往研究大的数据库,具有730组数据,为建立可靠的预测模型奠定了基础。提出了贝叶斯优化的高斯过程回归方法,选取再生粗骨料体积分数、水灰比、混合粗骨料吸水率、细骨料与总骨料比、粗骨料与水泥比、混合粗骨料饱和表面干密度等6个参数作为影响因素,同时建立了再生骨料混凝土抗压强度和弹性模量预测模型。通过比较抗压强度、弹性模量的预测值与实验值,发现二者较为接近,说明该方法具有一定的可靠性。将贝叶斯优化的高斯过程回归与高斯过程回归、支持向量机回归、随机森林回归、人工神经网络进行比较,并选取4个统计指标对模型进行评价,结果表明贝叶斯优化的高斯过程回归预测抗压强度和弹性模量精度较高,相关系数分别达到了0.91和0.93。这说明贝叶斯优化的高斯过程回归方法对预测再生骨料混凝土的抗压强度和弹性模量同时适用。     

再生骨料取代率对混凝土强度的影响规律研究

为研究再生骨料取代率对混凝土强度的影响规律,采用一组C30混凝土配比作为基准配比,然后分别用再生粗、细骨料按不同比例(20％、40％、60％、80％、100％)单独取代普通骨料成型试件进行抗压与抗折强度试验.通过对抗折与抗压强度数据的分析,得到了再生粗、细骨料取代率变化对混凝土抗折与抗压强度的影响规律,并通过非线性拟合分别得到了再生粗、细骨料混凝土7d、28 d抗折和抗压强度与再生粗、细骨料取代率之间的关系方程.     

复合胶凝材料的抗硫酸性能与腐蚀动力学分析

通过硫酸浸泡腐蚀试验,研究矿粉单掺、硅灰-矿粉双掺2种复合胶凝材料体系的抗硫酸腐蚀性能.以质量损失、酸消耗量和腐蚀深度等为测试指标,研究了硬化水泥石在硫酸溶液中的劣化性能.结果表明,硫酸溶蚀水泥石形成的疏松腐蚀层可避免内部水泥石与酸直接接触,具有减缓酸腐蚀的作用.根据不同腐蚀时间的腐蚀深度建立了硬化水泥石的酸腐蚀动力学方程d=Ktn,d和t分别为腐蚀深度和腐蚀时间,K和n为试验拟合指数.据此可推算水泥石一定腐蚀时期的腐蚀深度,为混凝土结构设计、维修和防护等提供参考.     

沙漠砂锂渣聚丙烯纤维混凝土抗冻融性能研究

通过试验分析了在不同冻融循环次数下掺入聚丙烯纤维、锂渣和沙漠砂对混凝土试件稳定性、强度和动弹性模量的影响规律。结果表明:在锂渣掺量20%,聚丙烯纤维1.5 kg/m~3,沙漠砂替代率30%时,沙漠砂锂渣聚丙烯纤维混凝土抗冻融性能表现最优,较冻融循环150次基准组试件质量和立方体抗压强度损失率分别降低36.79%和34.78%。综合考虑混凝土稳定性、强度和动弹性模量损失率整体趋势,各因素按影响程度排序为聚丙烯纤维锂渣沙漠砂。     

粗骨料表面经强化处理后混凝土阻尼研究

将粗骨料表面进行强化处理来放大界面效应,从材料角度研究混凝土在小变形情况下粗骨料界面与混凝土阻尼之间的关系.研究时,为了消除粗骨料表面积大小对混凝土阻尼的影响,制备了总表面积为一定值的粗骨料,配制了长方体阻尼试件,采用悬挂自由振动法来测定粗骨料表面经强化处理前后的混凝土阻尼比变化.     

机制砂混凝土的冻融和盐侵蚀耐久性

对机制砂混凝土进行了冻融循环试验。考虑了三种强度等级(C30、C40、C50)和四种介质(清水、质量分数为5%的氯化钠溶液、质量分数为5%的硫酸钠溶液和5%氯化钠溶液+5%硫酸钠溶液组成的混合盐溶液)。重点考察质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度的变化。结果表明:随着冻融循环次数的增加,四种环境下机制砂混凝土的质量、相对动弹性模量和抗压强度均呈下降趋势;盐的存在加剧了机制砂混凝土在冻融循环过程中产生的表层剥落,却减缓了机制砂混凝土相对动弹性模量的下降;盐溶液种类对机制砂混凝土冻融后质量损失率和相对动弹性模量的影响程度不同,氯化钠比硫酸钠的破坏力强。     

橡胶集料对混凝土抗冻性的影响

取两种不同粒径、四种不同掺量的橡胶代替等体积的细骨料砂制作橡胶混凝土试件,对其进行快冻法试验,研究橡胶集料混凝土在冻融循环作用下的耐久性.研究表明,随着橡胶掺量的不断增加,抗压强度和动弹性模量都会不断下降,但掺入橡胶能改善混凝土的抗冻性,橡胶粉比橡胶颗粒的效果好,掺入5%~10%的粒径≤0.27mm橡胶粉对混凝土的抗冻性能有明显改善作用.不过,掺入过多的橡胶则会降低其抗冻性.结果表明,运用无损检测的动弹性模量能很好地对橡胶混凝土的抗冻性作出正确评价.     

钢管再生混凝土组合柱偏心受压性能试验研究

为了研究压弯荷载作用下钢管再生混凝土组合柱的力学性能,以再生粗骨料取代率、偏心距、含钢率和长细比为参数,设计了16根组合柱试件进行轴心受压和偏心受压试验.研究结果表明:钢管再生混凝土组合柱偏压破坏过程和承载性能与普通混凝土的相似,受再生粗骨料取代率的影响不大;与轴压试件相比,偏压试件的初始刚度、极限承载力和变形能力减小;钢管含钢率增加或长细比减小,试件的抗弯刚度和极限承载力提高.试验结果分析基础上,建议采用能够考虑钢管作用以及对核心混凝土约束作用影响的计算方法进行压弯承载力设计.     

再生细骨料残余浆体对混凝土流变性和强度的影响

文章开展再生细骨料残余浆体的定量表征实验、混凝土常规工作性能试验、流变性能试验和力学性能试验,研究不同残余浆体质量分数对再生细骨料混凝土流变性能和力学性能的影响。研究发现,再生骨料表面残余浆体的去除可以明显改善其基本性能,再生细骨料的使用会使新拌混凝土的坍落度和扩展度损失加快,屈服应力增大,塑性黏度降低。随着再生细骨料残余浆体质量分数的减少,用其制备出的再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉随之增大。当浆体质量分数为14.9%时,骨料水泥界面过渡区粘结紧密,再生细骨料混凝土的28 d抗压强度和劈裂抗拉强度分别为28.50、2.30 MPa,约为普通混凝土的89%、77%,表明较低残余浆体质量分数的再生细骨料可取代天然砂应用于混凝土中。