再生陶瓷混凝土抗压强度及弹性模量试验研究

【目的】为研究不同再生陶瓷骨料类型和取代率对混凝土抗压强度和弹性模量的影响,利用再生陶瓷细骨料以0、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%取代率等质量替换天然河砂制作再生陶瓷细骨料混凝土(CRFC)。【方法】在再生陶瓷细骨料全取代(100%)天然细骨料的基础上,采用再生陶瓷粗骨料等质量替换天然碎石制作再生陶瓷粗细骨料混凝土(CRC),研究CRFC和CRC的物理性能和力学性能,分析废弃墙地砖陶瓷作为混凝土再生骨料的可行性。【结果】研究表明:采用再生陶瓷细骨料取代天然细骨料配制的CRFC在和易性、抗压强度和弹性模量等性能方面与普通混凝土相差不大;CRC的抗压强度和弹性模量随再生陶瓷粗骨料取代率的增加而显著降低。【结论】废弃陶瓷砖可以作为粗、细骨料用于制备混凝土。采用再生陶瓷粗骨料时需要根据其吸水率加入附加用水以确保混凝土拌合物的和易性;界面过渡区的粘结强度和粗骨料类型是分别影响CRFC和CRC破坏形态的主要因素;再生陶瓷细骨料全部取代天然细骨料时,建议再生陶瓷粗骨料取代率小于50%。

圆中空夹层钢管再生陶瓷混凝土压弯构件力学性能研究

以空心率、混凝土类型、长细比和偏心率为参数变量,共进行12根圆中空夹层钢管再生陶瓷混凝土压弯构件和4根圆中空夹层钢管普通混凝土压弯构件的对比试验研究。试验结果表明:试件均为整体失稳破坏,中长柱外钢管屈曲出现在端部及中部截面附近,偏心率越大,挠度发展更快,同时承载力和刚度降低,延性增大;长柱未出现屈曲现象,与中长柱相比,其承载力和刚度降低,延性变化不明显;本次试验的空心率对刚度和延性影响不明显;与普通试件相比,再生试件在弹塑性阶段刚度略有下降,二者后期延性接近。采用本文提出受钢管约束的再生陶瓷混凝土本构关系建模能较好地模拟出本次试件的破坏形态,模拟的荷载-挠度曲线与试验结果接近,计算的峰值荷载与试验值的之比差值均在5%以内;采用再生陶瓷混凝土本构关系与普通混凝土本构关系进行有限元模拟对比:与普通试件相比,再生试件承载力略微降低,弹塑性阶段刚度有所下降,但后期延性略有增加。荷载达峰值时,随着偏心率增大,混凝土承担的荷载比例逐渐增大;与长柱相比,中长柱承担荷载比例更大;由于内管承担了部分荷载,中空试件中混凝土承担荷载小于实心试件。

再生陶瓷混凝土的力学性能与配合比设计

使用废弃陶瓷代替天然骨料配制再生混凝土技术,因具有明显的环境效益、经济效益和社会效益,正逐步受到人们的重视。详细分析了再生陶瓷混凝土力学特性之间的关系,特别是抗压强度、密度、劈拉强度、抗折强度和弹性模量之间的关系。结果表明,再生陶瓷混凝土力学性能之间的关系与普通混凝土不同,基于统计回归分析提出了一些改进公式来预测再生陶瓷混凝土力学特性之间的关系。研究表明,在进行再生混凝土配合比耐久性设计时,配合比设计列线图法是一种新型的实效的工具。

粗骨料取代率对废陶瓷混凝土力学性能的影响

为研究废陶瓷对混凝土力学性能的影响,选取了六种不同状态的废陶瓷以0、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、100%的取代率等质量替换天然石子,共制作了294个废陶瓷混凝土抗压试件和抗折试件,养护28 d后分别测试其抗压强度和抗折强度。通过对试验数据的分析,研究了不同废陶瓷取代率对混凝土抗压强度和抗折强度的影响,并运用回归分析方法建立了不同废陶瓷取代率下废陶瓷混凝土抗压强度和抗折强度的预测公式。

层布式陶瓷纤维混凝土抗弯冲击性能分析

随着建筑和结构工程领域对高性能材料的不断需求,陶瓷纤维混凝土作为一种复合材料近年来备受关注,其独特的性能如高强度、抗腐蚀性和轻质化,使其成为替代传统混凝土的有力候选。特别是在抗弯和冲击方面,陶瓷纤维混凝土的应用潜力引起了广泛关注。本文旨在分析层布式陶瓷纤维混凝土的抗弯和冲击性能,期望为该材料在结构工程中的应用提供更为详尽的性能评估,为设计和施工提供科学依据。

方中空夹层钢管陶瓷再生混凝土柱偏压力学性能研究

为研究粗骨料类型、空心率、长细比和偏心距对方中空夹层钢管陶瓷再生混凝土柱偏压力学性能的影响,进行了16根试件的偏压试验,其中粗骨料类型分别为废弃陶瓷和天然碎石。试验结果表明:所有试件均表现为弹塑性失稳破坏;试件的极限承载力和抗弯刚度随长细比和偏心距的增大而降低,其中中空夹层试件的极限承载力高于实心试件的相应值;陶瓷再生混凝土试件展现出了较好的延性和变形能力,其极限承载力与普通混凝土试件接近。使用有限元软件对试验进行模拟,模拟得到的荷载-跨中挠度曲线整体与试验曲线接近。采用T/CCES 7—2020和DB 36/J001—2007分别对中空夹层试件和实心试件极限承载力进行计算,计算结果接近试验值。

添加不同掺合料的混凝土预制构件性能分析

近年来,以标准化设计、工厂化制造、装配化施工为特征的建筑工业化已成为时代发展的必然趋势.当前,传统的混凝土结构存在表面裂缝、吊挂力不满足要求、施工安装效率低等缺点,这就反推装配式预制构件技术得到不断推广.基于此,文章根据混凝土预制构件的现存问题对其性能进行研究,通过列举几种添加不同掺合料的混凝土预制构件并对其进行性能试验和模拟,得到既满足工程要求又具有良好经济效益的混凝土预制构件方案,这对提升建筑工业化具有重要意义.

再生陶瓷粗骨料混凝土碳化后力学性能试验研究

利用再生陶瓷粗骨料以0,25%,50%,75%和100%等质量替代天然粗骨料,配制再生陶瓷混凝土(RCAC)试块进行碳化后的力学性能试验。研究表明:抗压强度随碳化时间小幅度增加,破坏形态和未碳化试件类似;劈裂抗拉强度随着碳化时间延长而增加,抗折强度随着碳化龄期先减后增。随后根据试验数据并结合相关文献,利用统计回归的方法给出了劈拉强度及抗折强度的预测公式。

再生陶瓷粗骨料混凝土碳化深度预测模型试验研究

基于C45强度混凝土,以再生陶瓷粗骨料按照不同质量配合比替代天然粗骨料,配制再生陶瓷混凝土(RCAC)试块进行碳化深度试验。试验表明:标准环境下,碳化深度总趋势随陶瓷粗骨料掺量的增加而增加;以一维碳化深度为基准,二维碳化深度约为其1.7倍、三维碳化深度约为其2.6倍;浇筑面的碳化深度比侧面深约1 mm;基于碳化深度试验,提出了再生陶瓷粗骨料混凝土碳化深度预测模型,计算结果与试验数据吻合较好。

双组分彩色陶瓷颗粒沥青混凝土路面在城市绿道中的应用分析

在城市的现代化发展中,绿道的功能逐渐增多,不仅可作为人们健身的重要场所,更是城市中必不可少的休闲区。大多数城市绿道都为彩色透水沥青混凝土路面,但是经过长时间应用及磨损,彩色沥青混凝土路面的颜色将大量褪去,易滑性增强,在美观性大打折扣的同时,开裂等质量问题也会多范围出现。因此,为了增强路面的耐用性,科学延长其可使用寿命,就需应用性能优良的彩色沥青混凝土,将之作为城市绿道建设中的主要应用,减少褪色及易滑等不良情况。

再生陶瓷增强混凝土材料抗压强度和弹性模量的实验分析

将废弃陶瓷破碎成粒径不同的陶瓷颗粒和陶瓷粉,用粒径大的陶瓷颗粒部分或全部替代天然碎石和用粒径小的陶瓷粉部分替代细砂石,以一定的配合比制作陶瓷增强混凝土试件,研究不同龄期的陶瓷增强混凝土材料的抗压强度及弹性模量的变化规律。结果表明:粒径大的陶瓷颗粒替代天然碎石时,龄期越长,抗压强度和弹性模量越大;随着替代率的增加,陶瓷混凝土的抗压强度和弹性模量逐渐降低,在替代率为50%时达到最低,然后又随着替代率的增大而增加。粒径小的陶瓷粉末替代细砂石时,随着替代率的增加,抗压强度与有效弹性模量均减小,证明粒径小的陶瓷粉末替代细砂石意义不明显。本文还利用Eviews多元非线性回归得到与陶瓷粗骨料替代率、龄期等参数有关的应力-应变曲线,以粒径大的陶瓷颗粒替代率为40%的陶瓷混凝土为例,比较回归值与试验值,检验回归分析的准确性。

陶瓷纤维混凝土的抗冲击性能试验研究

采用100分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究了不同纤维掺量(体积分数,下同)的陶瓷纤维混凝土(CRFRC)冲击压缩特性.采用厚度为1mm,不同直径的H62黄铜波形整形器对入射波进行整形,确保了试验过程中的应力均匀性,实现了恒应变率加载.结果表明:随着纤维掺量的增加,CRFRC的峰值应力和峰值应变明显增加,应力应变曲线下降段由缓变陡;冲击压缩强度和能量吸收特性较素混凝土显著提高,当应变率为(74±2)s-1时,纤维掺量为0.3%的CRFRC能量吸收率明显高于素混凝土.另外,拟合了动态强度增长因子随应变率对数变化的关系式.

陶瓷纤维混凝土高温损伤的小波包能量谱分析

制备了陶瓷纤维混凝土(ceramic fiber reinforced concrete,CFRC),通过超声波检测及小波包变换,在频域内对不同温度、不同冷却方式下CFRC的声波测试信号进行了分解分析。结果表明:声波测试信号的小波包能量谱同试件内部的损伤演化具有较好的相关性,随着温度的升高以及损伤程度的增大,高频分量所占能量密度不断减小,能量谱中心逐渐向低频端移动;同自然冷却情况相比,喷水冷却对能量谱分布造成的影响更为显著;基于小波包能量谱定义的损伤特征向量对CFRC高温损伤的敏感性较好,可用以判别CFRC的工况类型及损伤程度。

陶瓷再生混凝土力学性能及微观结构分析

为了提高陶瓷的再生利用率,将陶瓷颗粒与陶瓷粉作为再生混凝土骨料与掺合料进行再生利用.设计了不同试验方案,对比分析了由复掺陶瓷颗粒、陶瓷粉构成的再生混凝土与单掺陶瓷粉构成的再生混凝土的力学性能.利用SEM以及X荧光分析方法,研究了不同方案下混凝土微观结构的变化规律,并依据微观性能,揭示了再生混凝土强度变化机理.研究表明:随着陶瓷颗粒掺量的增大,再生混凝土的抗压强度逐渐提高;陶瓷粉的掺入能显著提高再生混凝土内部水化反应速率,但混凝土的强度有所降低.

陶瓷纤维增强混凝土高温损伤的超声特性

通过超声波检测和抗压强度试验对高温后陶瓷纤维增强混凝土(CFRC)的损伤特性进行了研究,分析了加热温度和冷却方式对抗压强度、纵波波速和主频带来的影响。分析表明,随着温度的升高,CFRC性能不断劣化,抗压强度、纵波波速及主频总体呈下降趋势;400℃为CFRC性能突变的临界温度,400℃之前,其劣化程度较小,且抗压强度与主频在400℃时有所回升,400℃之后,劣化速率明显增大,结构性能急剧下降;同自然冷却情况相比,浇水冷却后CFRC各项性能指标下降更为严重;纵波波速在1.0～3.5km/s内与抗压强度具有正相关性,在3.5～4.5km/s内两者相关性不确定。利用纵波波速定义的损伤变量能较好地反映高温后CFRC内部损伤的演化规律。

陶瓷骨料再生混凝土高温损伤研究

为研究陶瓷颗粒的取代率对再生混凝土在火灾以及火灾扑救条件下的外观形貌、抗压强度、质量损失的影响,设计不同配比,结合SEM分析不同掺量下的陶瓷再生混凝土宏观形貌、微观结构的变化规律。并基于微观性能,揭示陶瓷再生混凝土强度变化机理。研究结果表明:陶瓷颗粒较强的耐高温能力使各组陶瓷再生混凝土的耐火性均强于普通再生混凝土。随温度的升高,强度下降越来越明显,温度低于200℃时,各组陶瓷再生混凝土的抗压强度不降反升,保持良好的力学性能。陶瓷颗粒掺量为30%时,再生混凝土的抗高温损伤能力最佳。

废弃陶瓷再生混凝土耐火性研究

研究了以高铝水泥为胶结材料,以天然骨料、废弃卫生洁具骨料、废弃地板砖骨料配制的混凝土的耐火性能。试验表明,经受不同温度的高温后,各种骨料混凝土的性能如强度、抗热震性均有所下降,但废弃陶瓷再生混凝土比普通混凝土表现出更好的耐火性能。

基于正交设计的陶瓷再生混凝土配合比试验

为提高废旧陶瓷的再生利用率,将陶瓷颗粒与陶瓷粉作为再生混凝土骨料与掺合料进行再生利用.运用正交设计的试验方法,以陶瓷粉、陶瓷颗粒、再生细骨料、粉煤灰、硅灰为5因素,每个因素设置4个水平,共设计16组配合比方案,进行抗压、导热等试验,得到陶瓷再生混凝土的强度、导热系数等物理力学参数,并寻找出最优配合比.试验结果表明最佳配合比为:陶瓷粉的质量分数为10%,陶瓷颗粒的质量分数为20%,再生细骨料的质量分数为40%,粉煤灰的质量分数为15%,硅灰的质量分数为5%.

废弃陶瓷替代混凝土粗骨料可行性研究

随着我国经济社会和陶瓷产业的迅猛发展,废弃陶瓷越来越多,对环境的危害也越来越大,因此成为许多社会人士和学者所关注的焦点。通过对陶瓷再生骨料吸水率和压碎值的测定及陶瓷再生骨料混凝土物理力学性能、研究现状、经济方面进行分析来最终得出其实施是可行的。

泡沫陶瓷对混凝土抗压强度及微观性能研究

为了探究泡沫陶瓷轻骨料对混凝土抗压强度及微观性能的影响,本文通过0%,10%、20%、30%的泡沫陶瓷轻骨料等体积取代普通碎石骨料的方式,对3、7、14、28 d混凝土的表观密度、破坏形貌及抗压强度、SEM进行检测,探究泡沫陶瓷轻骨料取代率及龄期对混凝土抗压强度及微观结构的影响。结果表明:表观密度随泡沫陶瓷取代率的增加呈线性减小关系;随取代率增加,混凝土破坏界面泡沫陶瓷轻骨料数量增多;混凝土抗压强度随龄期呈增加的趋势;随取代率增加,抗压强度呈先增大后减小的趋势;根据SEM观察,泡沫陶瓷轻骨料增强了界面之间的粘结力,同时提高了水泥的水化程度。