CFRP加固受损再生混凝土板的抗弯性能试验研究

为了探究CFRP加固受损再生混凝土板的抗弯性能,制作了4块再生混凝土板(再生粗骨料取代率为50%),考虑预损伤等级及加载循环次数对试件加固性能的影响。通过试验与数值模拟研究,分析了试件的破坏模式、荷载-位移曲线及承载能力,并对规范中的承载力计算公式进行了修正。结果表明:CFRP加固再生混凝土板的破坏模式为CFRP脱落;当预损伤等级<0.4P_(m)(极限承载力)时,加固后的试件承载力变化不大;当预损伤等级≥0.4P_(m)时,加固后的试件承载力随预损伤等级的提升而降低;当预损伤等级<0.9P_(m)时,加载循环次数对试件的承载力影响很小;当预损伤等级≥0.9P_(m)时,试件承载力随加载循环次数的增大而显著降低;试件承载力随着CFRP加固层数的增加而增大;修正后的承载力计算公式具有较高的计算精度。

H型钢-再生混凝土板组合梁抗剪性能试验

目前H型钢-再生混凝土板组合梁抗剪性能的试验研究较少。进行了5个H型钢-再生混凝土板组合梁足尺试件抗剪性能试验,各试件尺寸一致:梁净跨3 000 mm,H型钢型号采用HN200×200×6×6,再生混凝土板宽300 mm、厚100 mm;H型钢与再生混凝土板通过栓钉连接。试件的再生粗骨料取代率分为0%、50%、100%,混凝土强度等级分为C30、C60。对比分析了不同设计参数试件的抗剪性能,以及设计参数对试件抗剪性能的影响,结果表明:H型钢-再生混凝土板组合梁,采用栓钉连接构造受力可靠,H型钢与再生混凝土板共同工作性能良好;不同再生粗骨料取代率下H型钢-再生混凝土板组合梁受剪性能和破坏形态接近;提高再生混凝土强度可以显著提高试件的抗剪承载力、刚度和变形能力。

两跨连续钢-再生混凝土组合板长期性能与预测

为量化掺入再生粗骨料对两跨连续钢-再生混凝土组合板长期性能的影响并提出相应的设计方法,综合考虑混凝土非均匀收缩、徐变及开裂的影响,采用ABAQUS软件建立组合板长期性能有限元模型,并利用现有长期性能试验数据验证有限元模型的可靠性;进行有限元参数分析,量化再生粗骨料取代率等因素对两跨连续钢-再生混凝土组合板长期性能的影响;进而提出两跨连续钢-再生混凝土组合板长期性能设计方法,并对设计方法的可靠性进行评价。研究结果表明:所建立的有限元模型可有效预测两跨连续钢-再生混凝土组合板的长期性能,预测值与试验值相差在10%以内;再生粗骨料取代率对两跨连续组合板长期性能影响显著,再生粗骨料取代率分别取50%和100%时,组合板长期中支座负弯矩与跨中挠度分别增加7%与12%、21%与42%;考虑混凝土非均匀收缩变形影响的长期性能设计方法可有效预测两跨连续组合板的长期负弯矩作用范围、中支座负弯矩、裂缝宽度及跨中挠度,预测值与试验值最大相差15.3%。

带钢筋桁架高强再生混凝土板受弯性能试验研究

为研究高强再生混凝土板与普通高强混凝土板受弯性能的差异,进行了4个高强再生混凝土板和2个普通高强混凝土板足尺试件的抗弯性能对比试验。试件的再生混凝土粗骨料取代率100%、细骨料用天然砂,混凝土设计强度等级均为C65,加载方式为三分点单向重复加载。试验分析了各试件的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、挠度、裂缝及破坏过程。研究表明:高强再生混凝土板与普通高强混凝土板相比,受弯破坏过程类似,开裂荷载和极限荷载较接近,跨中挠度略大;设置钢筋桁架混凝土板与普通配筋混凝土板相比,开裂后钢筋桁架对裂缝有制约作用,板的极限荷载、后期刚度和延性有所提高;高强再生混凝土板承载力可近似采用混凝土结构设计规范提供的方法,但应乘以与再生粗骨料取代率有关的折减系数,以考虑其长期工作性能与短期试验结果的差异。

再生混凝土四边简支板受力性能试验

目的研究再生混凝土板的力学性能,提出再生混凝土板计算公式的修正系数.方法对4组截面尺寸及配筋率相同,再生粗骨料取代率分别为0、5%、10%、15%的混凝土板做集中荷载性能试验,并对试验数据进行分析,拟合荷载-板跨中挠度曲线.结果得出不同再生粗骨料取代率的混凝土板的荷载-跨中挠度曲线,及混凝土板荷载-跨中挠度拟合曲线.分析再生骨料取代率与板极限承载力的关系.试验发现,随着再生骨料取代率的增加,混凝土板的开裂荷载、极限荷载降低,且极限荷载降低幅度大于开裂荷载;通过对再生混凝土板的挠度计算,得出再生混凝土板挠度在乘以修正系数1.4后,仍可以套用基准混凝土挠度公式计算.结论为再生混凝土的广泛应用提供科学依据.

腐蚀钢筋再生混凝土板弯曲性能试验研究

通过10块不同钢筋腐蚀率、100%再生骨料取代率的再生混凝土简支板静力试验,研究腐蚀钢筋再生混凝土板破坏形态、承载力及跨中挠度。根据试验结果研究了再生混凝土板的承载力和挠度与钢筋腐蚀率的关系,并提出了腐蚀钢筋再生混凝土板承载力计算公式。

国家速滑馆看台L形再生混凝土梁板工作性能试验

北京2022年冬奥会速滑馆项目中,场馆观众区的看台应用了L形再生混凝土梁板,混凝土再生粗骨料取代率为30%、细骨料为天然砂,混凝土设计强度等级为C45。对国家速滑馆看台L形再生混凝土梁板进行了受力性能和碳化性能研究。进行了3个足尺L形再生混凝土梁板受力性能试验,试件长度4 120 mm、总宽度1 180 mm,试件肋梁的截面宽200 mm、高498 mm,试件板的截面宽度980 mm、厚度100 mm,研究了试件在不同加载下的刚度、承载力、变形和裂缝发展情况。进行了4组再生混凝土试件3 d、7 d、14 d、28 d的碳化性能试验,每组3个试件,试件尺寸100 mm×100 mm×300 mm,研究了不同碳化天数下的碳化深度。结果表明:L形再生混凝土梁板满足工程所需的刚度、承载力要求;在合理控制再生骨料掺量的条件下再生混凝土的碳化性能与普通混凝土相差不大,可以满足其抗碳化性能的要求。

纤维再生混凝土单向板承载力极限状态方程及可靠度计算

当前缺少计算纤维再生混凝土单向板处于承载力极限状态时的可靠度计算公式。为此,首先基于纤维再生混凝土的本构关系,推导了受压区等效矩形应力图系数;然后根据单向板破坏控制因素确定随机变量统计参数,建立纤维再生混凝土板的受弯承载力极限状态方程;接着结合验算点法推导可靠度计算公式,研究了纤维加入前后再生混凝土单向板可靠度指标的变化,以及纵筋配筋率和活恒载效应比对指标的影响。结果表明,纤维的加入和纵筋配筋率的增加均提升了再生混凝土单向板的可靠性,但可靠度指标随着活恒载效应比的增大而降低。同时﹐所提出的可靠度公式可作为纤维再生混凝土单向板工程可靠度计算时的参考。

旧混凝土板粒石化再生骨料吸水特性研究

为了揭示旧混凝土板粒石化再生骨料吸水率的特性,根据粒径和砂浆裹附量对粒石化再生粗骨料进行分类,首先从粒石化再生骨料颗粒角度探讨粒石化再生骨料颗粒的吸水规律和影响因素,通过SEM(扫描电子显微镜)电镜扫描试验分析其原因,然后根据粒石化再生分类骨料与粒石化再生粗骨料的数量关系,通过数学演绎推导的方法进一步探讨粒石化再生粗骨料的吸水规律和影响因素。研究结果表明:砂浆裹附量和级配对粒石化再生骨料吸水率产生重要影响,裹附砂浆造成了再生骨料复杂多孔的表面结构,从而使得再生骨料具有独特的吸水特性。同时由于不同破碎工艺对旧水泥混凝土的破碎和砂浆处理程度不同,证明了破碎工艺的重要性。

配锚栓的再生混凝土双向板破坏机理及有限元分析

对配有锚栓的再生混凝土双向板进行了详细研究,给出了配锚栓板的破坏形态及破坏机理。进一步又采用ABAQUS非线性有限元软件模拟配有锚栓的再生混凝土双向板的冲切破坏,通过合理的选择材料性能参数、几何参数、边界条件等进行配有锚栓的再生混凝土双向板的非线性有限元模拟分析,计算结果符合要求。论文结论可以为提高再生混凝土双向板的抗冲切承载力及延性提供依据和借鉴。

集料粒径对旧水泥板与水稳基层铣刨料再生性能的影响

通过对新料替换其中部分档粒径的旧料后形成试件的抗压强度的测定,探究了用新料替换某些粒径的旧料后对于成型试件强度的影响,为如何有效提高旧水泥板再生后的性能提供了依据。结果表明:用新料替换某一档粒径的旧集料不能提高强度,但用新料替换旧料的粒径的跨度变大时,则能有效提高再生后的强度,因此再生过程中应该在使用新细料的同时加入部分新粗料,这样能更有效的利用再生集料。对比试验表明:新料粒径的不同对于水稳基层铣刨料的影响比对水泥板破碎后的旧集料小,因此不能以水稳基层再生的规范来指导水泥板再生。