废玻璃粉混凝土力学性能试验研究

针对废玻璃混凝土的研究现状及应用前景,以废玻璃粉的掺量、水胶比、砂率及粒度为变化参数进行了正交试验,并根据正交试验确定的结果进行了进一步试验。研究了四因素不同水平对废玻璃粉混凝土抗压强度的影响规律,探讨了废玻璃粉混凝土应力应变关系,建立了废玻璃粉混凝土立方体抗压强度与轴压强度相关关系式。试验结果表明,水胶比及废玻璃粉掺量是影响废玻璃粉混凝土抗压强度的主要因素。不同颜色废玻璃粉混凝土的抗压强度及应力应变关系的差异不是很明显。

废玻璃粉混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

以质量损失率、超声波速值以及抗压强度比为评价指标,对废玻璃粉混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能进行了研究,并通过SEM(扫描电子显微镜)和XRD(X射线衍射)对其进行了微观结构分析。结果表明:各混凝土试件的质量损失率随侵蚀龄期增长均先增加后减少;在相同的浸泡龄期下,取代相同质量的水泥,不同取代率的废玻璃粉混凝土的超声波速值均大于粉煤灰混凝土的超声波速值,其抗压强度比也均大于粉煤灰混凝土的抗压强度比,PC30B20的抗压强度比最大,达到1.55。微观结构分析进一步说明,与粉煤灰相比,废玻璃粉更有利于改善混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。

废玻璃粉混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验研究

为研究废玻璃粉混凝土单轴受压作用下的全过程受力特征,对C30与C50两类强度等级,0%、10%、15%、20%、25%、30%六种取代率下的棱柱体试件进行单轴受压应力-应变全曲线试验.通过试验分析了应力-应变全过程曲线变化趋势,对比研究了比例极限、峰值应力、延性系数等性能指标,并采用分段式本构关系对废玻璃粉混凝土应力-应变全曲线进行了研究.结果表明:废玻璃粉混凝土应力-应变全曲线形状与普通混凝土相似,随着取代率的增加,上升段斜率逐渐变小,下降段则趋于平缓,各类取代率下均值曲线的标准差先增大后减小,直至保持不变;与普通混凝土相比,废玻璃粉混凝土的比例极限相对较小,峰值应变则较大,延性较好的原因在于上升段表现出的塑性变形较强;分段式本构方程计算所得曲线与试验所测曲线吻合良好,C30强度等级下上升段参数为2.146,下降段参数为0.8,C50强度等级下上升段参数为1.987,下降段参数为1.462.

废玻璃粉混凝土力学性能研究

为实现城市固体垃圾废玻璃资源化,以不同掺量废玻璃粉取代水泥,按标准试验方法研究了C30与C50两种强度等级的废玻璃粉混凝土(waste glass powder concrete,WGPC)各类强度变形指标。试验发现:C30WGPC在废玻璃粉掺量在25%~30%之间时,抗压强度同比降低幅度最大,达到了21.7%,C30WGPC替代水泥掺量可在0~25%以内,C50WGPC最佳掺量可大于25%;废玻璃粉的掺入改善了混凝土的脆性性能,随着试配强度等级的提高脆性会有所增大,C50WGPC轴压强度与抗压强度关系式可以近似地进行普通混凝土两者关系的换算;另外,WGPC弹性模量公式适用于计算普通混凝土的弹性模量,WGPC泊松比与普通混凝土泊松比相差不大。试验结果表明废玻璃粉可较大掺量试配强度等级较高的混凝土,并为WGPC的工程应用提供基础参数。

冲击荷载下废玻璃粉混凝土力学特性研究及分形评价

为了研究冲击荷载下废玻璃粉混凝土力学性能,采用落锤试验机装置,测定废玻璃粉掺量分别为0、5%、10%、30%的混凝土梁在冲击荷载中的力学强度和变形性能。根据盒维数算法思想及数字图像存储原理,设计了基于Matlab计算功能的冲击荷载下混凝土试件损伤裂缝分形维数的简易算法。结果表明:相同废玻璃粉掺量下,随落锤下落高度增加,加载时间均在0.40 ms左右,加载速率、荷载峰值、混凝土梁竖向位移、对混凝土梁所做的功及裂缝分形维数值均逐渐增加,具有显著的应变率相关性;相同高度随着废玻璃粉掺量增加,荷载峰值略有增加,而加载时长略有减少。

废玻璃粉混凝土的动态损伤本构方程

研究了不同掺量的废玻璃粉混凝土在1.5 m和2.0 m落锤高度下的动态力学性能,并提出了一种表征废玻璃粉混凝土动态力学响应的动态损伤本构方程。结果表明:废玻璃粉混凝土的抗压强度随着废玻璃粉掺量的增加而降低;利用MATLAB程序计算得到的分形维数来表征废玻璃粉混凝土的损伤因子是完全可行的;修正后的ZWT非线性率型本构方程的理论曲线与试验曲线吻合较好。

不同加载速率下废玻璃粉混凝土单轴拉伸试验研究

通过直接拉伸的试验方法。研究了废玻璃粉掺量0、10%、20%的混凝土试件在五种不同加载速率下的破坏形态及破坏机理;并借鉴平行杆模型PBS,建立废玻璃粉混凝土单轴抗拉细观损伤模型,得到损伤关系和试验中的应力应变曲线非常相似,说明了混凝土单轴拉伸细观损伤模型是可以用于废玻璃粉混凝土中的;废玻璃粉混凝土极限抗拉强度随着加载速率的增加而提高,为研究动态抗拉强度与加载速率的关系,对加载速率与动态抗拉强度的影响进行线性回归拟合,得到动态抗拉强度增量与加载速率近似关系。

废玻璃粉对混凝土干燥收缩特性的影响

为了研究废玻璃粉对混凝土力学性能及干燥收缩特性的影响,测定了废玻璃粉掺量分别为0、10%、20%、30%的混凝土试件在干燥环境及干湿循环环境中的力学性能和收缩特性。试验结果表明:随着废玻璃粉掺量提高,混凝土抗压强度降低。干燥环境下废玻璃粉混凝土强度等级越高,干燥收缩变形越大;随着废玻璃粉掺量的提高,混凝土干缩率呈现逐渐减小的趋势,且均小于基准混凝土;当废玻璃粉掺量为30%时,对混凝土的干燥收缩有所改善。干湿循环环境下不同掺量废玻璃粉混凝土干缩率之间的关系与干燥环境下相似;混凝土干燥阶段干缩率上升速率小于湿阶段干缩率下降速率;废玻璃粉混凝土在干湿循环环境下表现出干缩湿胀特性。

废玻璃粉混凝土力学性能与应力-应变本构关系

为有效利用玻璃固废材料,将废玻璃粉用作水泥掺合料,制备废玻璃粉混凝土.通过废玻璃粉混凝土力学性能试验,分析了废玻璃粉替代水泥的原理.基于废玻璃粉混凝土破坏机制,探讨了各个力学性能指标变化规律.采用随机损伤本构关系对比分段式本构关系探讨了废玻璃粉混凝土应力-应变本构关系,并且分析了废玻璃粉混凝土损伤演化、脆性指数等变形性能.试验结果表明随着废玻璃粉取代率的增大,废玻璃粉混凝土脆性指数会微弱减小,其立方体抗压强度、轴压强度减小幅度大于弹性模量和劈裂抗拉强度的降低幅度;废玻璃粉混凝土初始损伤阶段持续时间相对较短,裂缝扩展速率在应变为1×10^(-3)~6×10^(-3)之间相对较平稳;分段式本构关系和随机损伤本构关系的计算结果与实测结果吻合良好.废玻璃粉替代水泥,在混凝土材料中有较好应用前景.

废玻璃粉对混凝土力学性能的影响试验研究

为提高玻璃废弃物的有效利用率,顺应可持续发展要求,将废玻璃粉作为辅助胶凝材料替代混凝土中的水泥,研究不同玻璃粉掺量下混凝土的力学性能,并探讨粉煤灰与玻璃粉复掺对废玻璃粉混凝土力学性能的影响.试验结果表明:废玻璃粉的掺入降低了混凝土的坍落度和抗压强度,但其后期火山灰活性效应增强,玻璃粉掺量为10%~20%的混凝土28 d抗压强度接近基准混凝土;随着粉煤灰在玻璃粉混凝土中掺量的增多,混凝土7 d、28 d的强度均呈减小趋势,掺量为20%~25%时可提高混凝土的和易性;废玻璃粉作为掺合料在混凝土中具有良好的应用前景.