Basic Mechanical Properties and Microstructural Analysis of Recycled Concrete

The regeneration aggregate, natural aggregate, POO42.5 R Portland cement, coal fly ash, and slag powders S95 graining blast furnace, homemade P（AA-co-MA）/PEG carboxylic acid water reducing agent, were used together with recycled concrete aggregate in different regeneration rates to prepare recycled concrete （RC）. The influences of different renewable aggregate ratios on the basic RC replacement mechanical properties, uniaxial compression stress and strain curve, and the elastic modulus and rebound value were investigated.The results show that RC mechanical properties decreases with renewable aggregate replacement rate increasing. The prolongation can reduce the reduced span.

Long term performance of recycled concrete beams with different water-cement ratio and recycled aggregate replacement rate

The purpose of this study is to reveal the service performance of recycled aggregate concrete(RAC)components for different values of water-cement ratio and replacement rate of recycled coarse aggregate(RCA).Generally,the concrete strength decreases with the increase of the replacement rate of RCA,in order to meet the strength requirements when changing the replacement rate of RCA,it is necessary to change the water-cement ratio at the same time.Therefore,the axial compressive strengths of prism with 25 mix proportions,the short-term mechanical properties and long-term deformation properties of reinforced concrete beams were tested respectively by changing water-cement ratio and RCA replacement rate.The bearing capacity and the strain nephogram of samples under different loads were obtained using the Digital Image Correlation(DIC)method,and a self-made gravity loading experimental device was used for long-term deformation investigation.Results showed that the damage pattern of RAC was the same as that of natural aggregate concrete(NAC),but the brittleness was more pronounced.The brittleness of concrete before failure can be reduced more effectively by adjusting the replacement rate of RCA than by adjusting the water-cement ratio.The water-cement ratio has an evident influence on the axial compressive strength and early creep of concrete,while the replacement rate of RCA has a remarkable effect on the long-term deformation of the concrete beams.

GFRP筋再生混凝土梁受弯承载力研究

为研究GFRP筋再生混凝土梁(GFRP-RAC)的受弯承载力,完成了5根配GFRP筋、1根配BFRP筋和1根配钢筋的再生混凝土梁抗弯试验,分析了不同再生骨料取代率、纵筋类型以及纵筋配筋率等因素对各试验梁开裂荷载和极限承载力的影响。结果表明:再生骨料取代率对开裂荷载的影响较大,而纵筋类型及纵筋配筋率对其影响不明显;当再生骨料取代率由0增加至50%和100%时,试验梁开裂荷载分别减小了7.9%和17.3%;极限承载力受再生骨料取代率影响较小而受纵筋配筋率影响较大,当GFRP-RAC梁纵筋配筋率由0.38%提高至0.6%和1.17%时,极限荷载分别提升了17.9%和52.5%。另外,结合国内外规范对GFRP-RAC梁的受弯承载力进行对比分析,并基于试验数据和相关试验结果的回归分析,得到开裂荷载修正系数αcr,开裂荷载修正后的计算值与试验值吻合较好。

碳纤维布加固损伤再生混凝土梁受弯性能研究

为研究因承受荷载而产生损伤的再生混凝土梁经碳纤维布加固后的受弯性能,选取不同的再生骨料取代率,设计了9根再生混凝土梁;通过预加弯曲荷载使试验梁产生初始损伤,卸载后在损伤梁底部粘贴不同宽度的碳纤维布进行加固,再对试验梁进行受弯承载力试验;考虑再生骨料掺量及预损伤程度的影响,提出了碳纤维布加固损伤再生混凝土梁发生剥离破坏时的受弯承载力计算公式。结果表明:因预损伤产生的裂缝降低了碳纤维布与再生混凝土梁间的黏结强度,加固梁均发生了剥离破坏;随再生骨料取代率的增加,试验梁在相同荷载下产生的裂缝宽度和数量逐渐增加,极限承载力有所减小;随碳纤维布加固宽度的增大,试验梁破坏时的挠度减小,极限承载力提高,裂缝分布细而密;随预损伤程度的增大,试验梁破坏时的裂缝宽度逐渐增大,数量明显增多,但极限承载力和挠度变化并不明显;受弯承载力计算值与试验值吻合较好,研究成果可为碳纤维布加固损伤再生混凝土梁的受力性能评估提供参考。

内置CFRP管的钢管再生混凝土短柱轴压性能研究

目的研究不同截面形式下,内置CFRP管的钢管再生混凝土短柱力学性能。方法利用有限元软件建立试件模型,验证模型的正确性,在此基础上,建立组合短柱模型,分析CFRP层数、钢管厚度、再生骨料取代率对不同截面形式下组合柱力学性能的影响。结果增加CFRP层数和钢管厚度可以提高组合短柱的极限承载力和位移延性系数;改变再生骨料取代率,对组合短柱力学性能的影响较小;改变截面形式,圆截面短柱的力学性能优于方截面短柱。结论在工程设计中,使用该组合短柱时建议组合柱内置两层CFRP,截面形式建议优先考虑圆截面;若需提高组合柱承载力,建议采用增加钢管厚度的方式。

考虑碳化影响的纤维增强再生混凝土吸水特性研究

考虑再生粗骨料取代率与聚丙烯纤维体积率的影响,开展了再生混凝土快速碳化以及碳化后的毛细吸水试验研究。试验结果表明:混凝土碳化深度随着再生粗骨料取代率的增加而增大,随聚丙烯纤维体积率增大呈先下降后上升的趋势,纤维会降低再生混凝土的碳化深度。再生混凝土毛细吸水系数随碳化程度的增加先减小后增大;随再生粗骨料取代率增加而增大;随聚丙烯纤维体积率增加先降低后增大。碳化对再生混凝土初始毛细吸水系数的影响大于后期吸水系数,且混凝土孔隙率越大,碳化对初始吸水系数的影响越显著。最后,建立了考虑碳化影响的再生混凝土初始毛细吸水系数预测模型。

粉煤灰再生混凝土力学性能试验研究

利用试验检测机构废弃的混凝土试块作为再生粗骨料的原材料,配制不同粗骨料取代率的混凝土,再加入适量粉煤灰,制成试件(取代率分别为0、30%、60%和100%),用于混凝土立方体抗压、劈裂抗拉、轴心抗压和弹性模量试验,通过观察其破坏过程和破坏形态,获取荷载-位移全过程曲线,研究并提出了本构方程。试验结果表明,粉煤灰再生骨料混凝土与天然骨料混凝土相比,各项力学指标随着再生骨料取代率的增大先是呈现增长趋势,当达到峰值后,各项力学指标均下降;两者的应力-应变曲线具有相似的形状,在上升阶段,再生混凝土与天然混凝土的应力-应变曲线变化不大,但在下降段再生混凝土的应力-应变曲线急剧下降。

废弃PP纤维再生混凝土基本力学性能试验

目的 针对纤维体积掺量、长径比、再生骨料取代率等因素,探究废弃PP纤维对再生混凝土力学性能的影响,提高废弃纤维利用率。方法 以废弃PP打包带制成不同长径比的纤维作为筋材,以不同体积掺量与不同再生骨料取代率的再生混凝土混合制成11组废弃PP纤维再生混凝土试块,对其进行抗压和抗拉试验。结果 立方体抗压、抗拉强度最佳时的废弃PP纤维体积掺量为1.5%,长径比为47.85;废弃PP纤维再生混凝土的立方体抗压、抗拉强度与再生骨料取代率有关,其强度与再生骨料取代率近似呈线性关系。结论 废弃PP纤维的掺入可以提高再生混凝土的立方体抗压强度和抗拉强度。

钢筋再生混凝土电化学除氯效果研究

为探究遭受氯盐侵蚀钢筋再生混凝土耐久性修复路径,通过内掺氯盐方式模拟再生混凝土遭受氯盐侵蚀,开展再生混凝土电化学除氯试验,研究再生骨料特征和通电参数对电化学除氯效率的影响。研究表明,采用5~25 mm再生粗骨料粒径范围的钢筋再生混凝土电化学除氯效率是5~30 mm粒径范围钢筋再生混凝土的1.36倍;随再生粗骨料取代率增加,电化学除氯效率增大,取代率达50%时,钢筋再生混凝土除氯效率较普通混凝土提高约26%;随通电电流密度增大,再生混凝土除氯效率增大,相较1 A/m^(2),电流密度3 A/m^(2)时的电化学除氯效率是其1.45倍,电流密度从1 A/m^(2)增大到2 A/m^(2),再生混凝土除氯效率增幅比普通混凝土更明显;随除氯时间延长,再生混凝土除氯效率明显增大,相对普通混凝土,再生混凝土前期除氯效率占比更大,7 d除氯效率是28 d的51%;基于电化学除氯效率开展影响因素敏感性分析,结果表明,再生骨料取代率的影响大于再生骨料粒径,但电化学除氯时间影响最为明显。

不同替代率下再生混凝土抗冻性能影响研究

为了研究9.5~16 mm粒径范围内的再生粗骨料等质量替代同粒径范围内天然粗骨料后对再生混凝土抗冻性能的影响,分别采用普通干燥再生粗骨料和高强水泥砂浆包裹再生粗骨料2种状态下的再生粗骨料,以替代率为0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%等质量替代天然粗骨料,分别配制11种C30混凝土,将天然混凝土作为参照,对不同替代率下的再生混凝土试块进行冻融试验。结果表明,普通干燥再生粗骨料替代率为50%时其抗冻性能与天然混凝土抗冻性能基本相同;高强水泥砂浆包裹后再生粗骨料对应再生混凝土抗冻性能均劣于天然混凝土抗冻性能。

再生混凝土框架柱抗震性能试验研究

进行了再生粗骨料取代率分别为0%、50%、100%的3个再生混凝土框架柱低周反复荷载的对比试验,在相同轴压比、不同取代率的情况下,对普通混凝土与再生混凝土框架柱、再生混凝土框架柱之间不同取代率的破坏形态、滞回特性、延性性能、耗能特性等问题进行了对比分析。试验结果表明再生混凝土与普通混凝土框架柱的破坏过程相似,前者的滞回特性、延性和耗能均满足抗震要求,因此在有抗震设防要求地区的框架中采用再生混凝土是可行的,但再生混凝土较普通混凝土框架柱构件延性减小,耗能能力降低,不建议直接采用原有设计方法,需进行合理的构造加强措施。

骨料类型对再生混凝土力学特性的影响研究

为了研究骨料类型对再生混凝土力学性能的影响,以再生粗骨料种类和取代率为变化参数,设计了198个再生混凝土试块,分别进行了立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、抗折强度、弹性模量、泊松比等力学性能试验,获取了试件受力破坏全过程的应力-应变曲线以及峰值应力、峰值应变、弹性模量、泊松比等特征参数。基于试验数据,从位移延性、能量耗散、损伤过程、本构关系等方面分析了骨料类型对其破坏机理和力学性能的影响。试验结果表明:再生卵石混凝土的延性系数与耗能系数均值都比再生碎石混凝土大5%,前者的力学性能指标略好,变形性能更优,损伤过程也更为缓慢,而骨料类型对再生混凝土的能量耗散能力无明显影响。最后提出了不同骨料类型再生混凝土应力-应变本构方程,研究结果可供再生混凝土的进一步科学研究和工程应用提供参考。

再生混凝土配合比设计与抗压强度试验研究

针对使用传统配合比经验设计再生混凝土时产生的不足,设计正交试验对再生混凝土配合比进行了改善,分别讨论了再生骨料取代率、不同浓度硅酸钠溶液对骨料的强化以及粉煤灰掺量3个因素对再生骨料与骨料-水泥石界面的改善作用,采用极差分析归纳了其各因素对再生混凝土抗压强度的影响,并给出了合理配合比建议。

再生细骨料水泥砂浆的力学性能研究

为了研究再生细骨料水泥砂浆的力学性能,设计了11种不同再生细骨料取代率的水泥砂浆标准试块进行轴心受压试验研究(取代率从0～100%,中间级差10%),观察了再生细骨料水泥砂浆的破坏形态,并获取了其极限强度等力学性能指标,同时对天然细骨料和再生细骨料的各物理指标进行试验测定。试验研究结果表明:再生细骨料与天然细骨料相比,其表观密度低、吸水率高、吸水速率快;再生细骨料砂浆流动性良好,但保水性较差;其抗压强度比天然细骨料水泥砂浆降低50%左右,不同细骨料取代率对再生水泥砂浆的抗压强度影响不大。

不同粗骨料取代率再生混凝土力学性能试验研究

系统研究了0%、30%、50%、70%和100%5种粗骨料取代率对再生混凝土立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度以及弹性模量等力学性能的影响.试验结果表明,随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土立方体抗压强度和棱柱体抗压强度均逐渐增大,劈裂抗拉强度有一定程度的降低,弹性模量逐渐降低.结合试验数据分析,建立了再生混凝土立方体抗压强度与棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度以及弹性模量的换算关系.

再生保温混凝土抗压和抗折试验研究

再生保温混凝土是采用再生粗骨料、保温轻骨料玻化微珠配制而成的新型混凝土材料。为了研究不同比例的再生粗骨料对再生保温混凝土力学性能的影响,设计了5种不同再生粗骨料的配合比进行试验,对其结果进行对比,分析再生粗骨料取代率对其抗压和抗折性能的定量规律影响。试验结果表明:再生粗骨料的不同取代率对其抗压和抗折强度的影响很大,当再生粗骨料的取代率为30%时,再生保温混凝土和普通混凝土的抗压和抗折强度接近。

再生细骨料混凝土碳化性能的试验研究

研究了再生混凝土细骨料种类、取代率和水泥用量对再生混凝土碳化的影响.结果表明:颗粒整形再生细骨料的碳化性能优于简单破碎再生细骨料;随着取代率的提高,颗粒整形再生细骨料混凝土的碳化性能优于同取代率的简单破碎细骨料混凝土,劣于天然细骨料混凝土的碳化性能;随着水泥用量的增加,再生细骨料混凝土的碳化性能有所提高.

再生混凝土剪切性能试验研究

为研究再生混凝土的抗剪强度,对再生混凝土的结构性能有更深入的认识,通过对四点受力等高变宽梁进行剪切试验,探讨水灰比相同的条件下,再生骨料取代率对再生混凝土剪切性能的影响。研究表明:再生混凝土剪切破坏形态和普通混凝土相似,但其抗剪强度和变形能力均低于普通混凝土。在对再生混凝土抗剪强度、剪切变形和剪切模量分析的基础上,绘制了再生混凝土的剪应力-应变曲线,建议了剪应力-应变曲线方程和剪切模量的计算公式。

反复荷载下型钢再生混凝土柱抗震性能试验研究

为研究型钢再生混凝土柱的破坏形态和抗震性能,对10个不同剪跨比、再生粗骨料取代率、轴压比、体积配箍率的型钢再生混凝土柱进行低周反复荷载试验,观察其受力过程及破坏形态,分析不同设计参数对荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性、耗能能力及刚度退化等力学性能的影响。试验研究结果表明:型钢再生混凝土柱的主要破坏形态为剪切斜压破坏、弯剪破坏以及弯曲型破坏,破坏形态与剪跨比有关;滞回曲线大多呈梭形且较为饱满,说明型钢再生混凝土柱具有较好的延性及耗能能力;取代率对试件承载力影响不明显,延性及耗能能力随取代率的增加而有所降低;随着轴压比的增大,试件承载力有一定提高,但其衰减加快,且延性及耗能能力降低;增大体积配箍率时,试件承载力增大不明显,但延性及耗能能力显著提高。总体上看,型钢再生混凝土柱具有较好的抗震性能,可以通过合理的设计将其应用于抗震结构中。

再生轻骨料混凝土应力-应变全曲线研究

为了得到不同再生轻骨料取代率对再生轻骨料混凝土的轴心抗压强度及应力-应变关系曲线的影响规律,以取代率为变化参数,设计了5组棱柱体试块进行轴压试验,测得了试块的轴心抗压强度以及应力-应变全曲线。研究了再生轻骨料占粗骨料的比例对再生轻骨料混凝土应力-应变全曲线、轴心抗压强度、峰值应变以及极限应变的影响。研究结果表明:再生轻骨料混凝土的破坏过程和破坏形态与普通混凝土相似;再生轻骨料混凝土的应力-应变全曲线总体轮廓与普通混凝土相似;再生轻骨料混凝土的峰值应变和极限应变比普通混凝土小;随着再生轻骨料取代率的增加,再生轻骨料混凝土试块的轴心抗压强度逐渐降低。