再生粗骨料取代率及粒径对混凝土抗压性能影响试验研究

为研究单轴受压情况下再生粗骨料粒径范围、取代率对再生混凝土抗压性能的影响规律,分别以粒径范围5~10、10~20和20~31.5 mm,以及取代率分别为0%、10%、30%和50%为参量设计制作再生混凝土棱柱体试件,并对其开展单轴抗压性能试验研究。结果表明:在取代率相同时,粒径范围为5~10 mm时再生混凝土的抗压强度及峰值应变均比粒径范围为10~20、20~31.5 mm时的大;在粒径范围相同情况下,随取代率增大,再生混凝土抗压强度呈现出逐渐减小的变化趋势,而峰值应变则呈现出逐渐增大的变化趋势。根据试验数据,得出了再生混凝土抗压强度和峰值应变的函数关系式。

基于深度学习的粗骨料在线检测分割方法研究

使用图像法检测骨料粒径时,图像分割的质量是影响骨料粒径检测的重要因素。目前,骨料图像分割已经从传统的分水岭算法和阈值分割算法发展到使用实例分割算法对堆叠的粗骨料进行分割。针对ISTR模型未分割骨料较多的问题,提出了一种改进算法和评估网络模型的评价指标,对优化前后的网络模型进行对比实验。实验结果表明:与原网络模型相比,优化后算法MIoU提升了3.4%,达到82.6%;未分割的骨料占比降低了8.2%,达到9.4%;检测分割能力提升明显,证明所提方法在骨料检测分割任务中的可行性与有效性。

5~31.5 mm和5~40 mm粗骨料粒径对水工混凝土性能影响研究

依托引江济淮工程,研究了5~31.5 mm和5~40 mm两种粗骨料粒径对混凝土工作性能、力学性能和变形性能的影响。结果显示:采用5~31.5 mm粗骨料粒径的混凝土用水量比采用5~40 mm粗骨料粒径制备的混凝土高3~4 kg/m^(3),但混凝土拌合物性能整体上无明显差异;与5~40 mm骨料制备混凝土相比,采用5~31.5 mm骨料制备C25和C30混凝土90 d龄期的抗压强度分别提高了1.8 MPa和1.1 MPa,劈拉强度分别提高了0.17 MPa和0.28 MPa,极限拉伸值分别提高了6×10^(-6)和5×10^(-6),混凝土的弹性模量差异较小;与5~40 mm骨料制备混凝土相比,采用5~31.5 mm骨料制备C25和C30混凝土90 d龄期的干缩分别增大22×10^(-6)和15×10^(-6),360 d龄期的自生体积变形增大3×10^(-6)和4×10^(-6)。结果表明:采用5~31.5 mm粗骨料粒径的混凝土用水量和胶材用量略有增大,致使混凝土的力学性能和变形性能增大,能够满足粗骨料粒径为5~40 mm的水工混凝土力学性能要求,有效解决了水利工程建设中粗骨料获取来源不足的现实问题,但应关注变形性能增大可能导致混凝土开裂的问题。

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。

基于MCMC算法的粗集料粒径分布推断研究

运用机器视觉对振动盘掉落的粗集料进行数据采集,得到了动态集料的‘伪三维’图像。针对图像信息不能准确表达集料真实三维情况,引入贝叶斯统计推断的思想对集料进行粒径分布的推断,选取等效Feret短径作为图像特征,由于集料在大粒径情况下其Feret短径与实际粒径误差较大,故增加了等效椭圆短径作为第二特征。为获得准确的后验分布和高效的工程计算能力,采用了MCMC算法,解决了传统贝叶斯统计推断在高维计算不足的问题,从而得到了集料粒径分布的后验分布。实验结果表明:该方法的针对合格集料的粒径分布测量误差保持在±2.5%以内,不合格集料误差保持在±3.5%以内。

粗骨料粒径对珊瑚混凝土力学性能的影响

为了探究粗骨料粒径对珊瑚混凝土的静态力学性性能,采用RMT-150实验机结合材料力学相关知识,对连续级配粗骨料粒径为5~16mm(J0)及单一级配粗骨料粒径为5~10mm(J1)、10~16mm(J2)、16~20mm(J3)和20~25mm(J4)进行静态抗压抗拉试验,并且对比分析实验结果,探究不同粗骨料粒径珊瑚混凝土的力学性能。研究结果表明:粗骨料粒径为5~10mm的时候珊瑚混凝土的抗压抗拉强度达到最佳,随着骨料粒径的增大,珊瑚混凝土的抗压抗拉强度呈现先增加后减小的趋势。适当的粗骨料粒径能够提升粗骨料混凝土的静态抗压抗拉强度。

粗骨料全替代再生混凝土的孔结构与力学性能分析

为提高建筑垃圾利用率,采用两种来源不同且性质差异较大的再生粗骨料来制备满足工程需求的大流动性再生混凝土,在粗骨料全替代下研究不同品质再生粗骨料及不同矿物掺合料对再生混凝土工作性、力学性能及孔结构的影响,并确定其最优配合比。结果表明:与天然粗骨料相比,再生粗骨料内部含有较多裂缝,掺入粉煤灰和矿粉后,部分颗粒填充于骨料内部缝隙之间,有利于改善混凝土和易性,但不利于混凝土强度发展。孔结构分析表明气泡体积占比越小,有益气泡占比越大,对混凝土越有利。综合考虑各项性能,推荐最优配合比为双掺粉煤灰10%(质量分数,下同)、矿粉5%,此时再生混凝土工作性满足大流动性的要求,强度满足C30强度等级要求。

骨料粒径与取代率影响下再生砂浆收缩性能研究

为量化骨料粒径与取代率对再生砂浆收缩性能的影响,采用再生细骨料制备水泥砂浆,研究再生砂浆1 d内自生收缩和180 d内自生收缩以及干燥收缩变形.研究结果表明:随骨料粒径的减小,再生细骨料砂浆1 d内自生收缩变形逐渐降低,在24 h时再生细骨料砂浆的自生收缩值为普通砂浆的25.20%~69.68%,28 d之后再生砂浆的自生收缩变形开始大于普通砂浆,180 d时再生砂浆的自生收缩值较普通砂浆增加2.39%~10.70%;再生细骨料砂浆的干燥收缩随骨料粒径的减小而增大,180 d时再生砂浆的干燥收缩值与普通砂浆相比增加12.65%~50.30%;在骨料相同的前提下,随着再生细骨料取代率的增大,砂浆自生收缩变形可以得到有效缓解,干燥收缩变形也逐渐减小;与骨料与水泥体积比(S/C)取1相比,当S/C分别取2和3时再生砂浆的180 d干燥收缩值分别降低41.90%和55.83%.该研究可为再生细骨料砂浆收缩性能研究补充试验数据,对后续相关研究具有一定的参考价值.

水泥稳定建筑固废再生集料抗冻性能研究

为给不同粒径再生集料的精细化利用提供参考,该文研究了再生集料粒径、掺量对水泥稳定再生集料混合料抗冻性能的影响。对不同粒径再生集料的基本性能指标进行测试,并通过击实试验确定最佳含水率和最大干密度,以4%的水泥掺量制备试件,通过测试混合料经冻融循环后的无侧限抗压强度损失来评价混合料的抗冻性能。试验结果表明:随着再生集料粒径和掺量增大,混合料的最佳含水率增大,最大干密度减小;掺加4.75~9.5 mm再生集料时,经过5次冻融循环,混合料冻融循环后强度随着掺量增加先升高后降低,经过10次冻融循环,混合料冻融循环后强度随着掺量增加逐渐降低;掺加9.5~19 mm与19~26.5 mm的再生集料时,随着再生集料掺量、粒径以及冻融循环次数的增加,混合料的冻融循环后强度逐渐降低。再生集料水泥稳定混合料抗冻性能变化规律随再生集料掺量、粒径的变化而各有不同,综合来看,随着再生集料掺量、粒径以及冻融循环次数的增加,其混合料抗冻性能变差。

自密实橡胶再生混凝土抗水渗透性能试验研究

为研究橡胶颗粒及再生碎石掺量对自密实混凝土抗水渗透性能的影响,以C40自密实混凝土试件为基准,对不同掺量组合的自密实橡胶再生混凝土进行抗水渗透性能试验。试验结果表明;橡胶颗粒掺入能有效改善混凝土抗渗性能,当再生碎石掺量为30%,橡胶颗粒掺量为10%,混凝土抗渗性能优与基准组;根据混凝土的抗渗性能试验结果,工程中较为合适的再生碎石掺量为30%,橡胶颗粒掺量为10%。

粗骨料最大粒径对心墙沥青混凝土力学性能影响研究

为了研究粗骨料最大粒径在沥青混凝土心墙材料中的适用性,通过配合比试验优选出粗骨料最大粒径为19mm和31.5mm的两组心墙沥青混凝土配合比参数,对比其力学性能的差异,分析粗骨料最大粒径对其力学的影响。由试验结果可知:粗骨料最大粒径对心墙沥青混凝土的水稳定性影响不大,但对其渗透性能、抗拉强度及抗弯强度有一定影响,且粗骨料粒径越大其性能越差,为大粒径骨料应用于心墙沥青混凝土的研究提供参考依据。

蛇纹石粗骨料对生物屏蔽混凝土的影响

为研究蛇纹石粗骨料对生物屏蔽混凝土的影响,选用粒径为5~16 mm、5~20 mm、5~25 mm和5~31.5 mm的连续级配蛇纹石粗骨料配制4组生物屏蔽混凝土,开展了不同温度(25℃、200℃、300℃、400℃、500℃)下混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度试验以及γ射线屏蔽性能、结晶水高温稳定性研究,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜进行微观机理分析。结果表明,当粗骨料粒径为5~31.5 mm时,蛇纹石混凝土的性能改善效果较好,其28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和μ值较最小粒径组分别提高了26.36%、20.3%和7.1%;高温环境下,蛇纹石混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度均随粗骨料粒径的增大而提高;随着温度的升高,抗压强度呈现先升高后降低的趋势,并始终高于28 d抗压强度值,而劈裂抗拉强度总体上呈现下降趋势;5~25 mm和5~31.5 mm粒径混凝土内部结晶水的高温稳定性较另外两组更好,中子屏蔽性能更强;微观试验表明,粗骨料粒径的增大促进了水泥熟料的消耗,水化反应更彻底,内部孔隙被填充,结构变得致密,耐高温防辐射性能提高。

再生粗骨料混凝土抗压强度尺寸效应的试验研究

通过掺量25%、50%、75%、100%的再生粗骨料制备强度等级为C30、C45和C60的立方体抗压强度试验,研究了不同再生粗骨料掺量、不同强度等级的再生混凝土试件尺寸效应(边长分别为100 mm、150 mm和200 mm)。试验表明:因再生粗骨料表面具有砂浆属性,与天然骨料在抗压尺寸效应上略有区别,但规律保持一致,随着强度等级和再生粗骨料掺量的不断增加,再生混凝土抗压强度尺寸效应愈发明显,其中掺量100%的C60再生混凝土抗压强度尺寸效应系数极值最大。

大坝混凝土断裂性能及影响因素分析

利用三点弯曲梁试验,分析水灰比及粗骨料粒径对大坝混凝土断裂性能的影响。结果表明,大坝混凝土的荷载-挠度曲线分为快速增加段、快速下降段以及缓慢下降段;大坝混凝土采用的水灰比和骨料粒径分别为0.4和30mm,脆性最低。研究成果可为大坝混凝土级配优化设计提供参考。

基于DIC技术的大粒径水工沥青混凝土断裂性能研究

在水工沥青混凝土中断裂主要以张开型(I型)为主,为研究不同油石比下大粒径水工沥青混凝土的断裂性能,通过预裂缝小梁弯曲试验,并基于数字图像相关(DIC)技术对试件从加载到破坏过程中的水平应变进行分析。结果表明:在试验范围内不同油石比对大粒径水工沥青混凝土的断裂性能影响并不显著。不同油石比下沥青混凝土的临界应力强度因子和J积分断裂韧度变化均不明显,利用DIC技术可以较好地反映出试件在断裂过程中的应变情况,为沥青混凝土的断裂性能提供量化依据。

再生粗骨料品质和取代率对再生混凝土抗冻性能影响

根据《混凝土用再生粗骨料》(GB/T 25177-2010),废弃混凝土经简单破碎、一次颗粒整形和二次颗粒整形后分别制得II类再生粗骨料,准I类再生粗骨料和I类再生粗骨料。采用再生粗骨料取代(φz=0%、50%、100%)天然骨料,研究再生粗骨料品质和取代率对再生混凝土抗冻性能的影响。结果显示:二次颗粒整形再生混凝土>普通混凝土>一次颗粒整形再生混凝土>简单破碎再生混凝土。随着再生粗骨料取代率的增大,简单破碎再生粗骨料混凝土和一次颗粒整形再生粗骨料混凝土的抗冻性能均呈减小趋势;二次颗粒整形再生粗骨料混凝土的抗冻性能呈先增大后减小的趋势。

大粒径再生粗骨料自密实混凝土强度试验研究

为充分消解老旧建筑拆解的废弃黏土砖,并应用于村镇低层建筑建设中,将废弃黏土砖制备成大粒径再生粗骨料,采用骨架密实堆积法,寻求5～100mm粒径范围再生粗骨料的最大密度,降低再生粗骨料的空隙率,通过曲线拟合合理级配再生粗骨料,从而制备出具有良好工作性、满足普通混凝土使用要求的再生粗骨料自密实混凝土。通过本试验研究可以有效减少再生粗骨料的制备成本,简化再生粗骨料的制备过程,并拓展再生粗骨料混凝土的应用范围,具有良好的经济效益。

再生粗骨料品质和取代率对再生混凝土抗氯离子渗透性能影响

根据GB/T 25177—2010《混凝土用再生粗骨料》,将废弃混凝土简单破碎后制得Ⅱ类再生粗骨料,一次颗粒整形后制得准I类再生粗骨料,二次颗粒整形后制得I类再生粗骨料。采用再生粗骨料取代（φ_z=0、50%、100%）天然骨料,研究粗骨料品质和取代率对再生混凝土的抗氯离子渗透性能的影响。结果显示：简单破碎再生粗骨料混凝土的氯离子迁移系数随着φ_z的增大而增大,其抗氯离子性能劣于普通混凝土,与普通混凝土相比,非稳态氯离子迁移系数增大了8.1%~35.1%;一次颗粒整形再生粗骨料混凝土的氯离子迁移系数随着φ_z的增大呈现减小的趋势,其抗氯离子性能接近,甚至优于普通混凝土;二次颗粒整形再生粗骨料混凝土的氯离子迁移系数随着φ_z的增大而减小,其抗氯离子性能优于普通混凝土,与普通混凝土相比,非稳态氯离子迁移系数减小了9.7%~25.5%。

颗粒整形对再生粗骨料混凝土工作性的影响

介绍了再生粗骨料颗粒整形强化技术,对比分析了简单破碎再生粗骨料和颗粒整形再生粗骨料的各种性能,通过试验研究了再生粗骨料四种不同取代率0、40%、70%和100%,对两种再生粗骨料对混凝土工作性的影响。结果表明:在相同取代率情况下简单破碎再生粗骨料混凝土用水量较大,工作性较差,颗粒整形再生粗骨料混凝土的用水量比简单破碎再生粗骨料混凝土的用水量大显著降低、工作性较好;随着取代率的增加,简单破碎再生混凝土的工作性更差、用水量大幅增加,而颗粒整形再生混凝土仅用水量稍有增加,而工作性仍接近天然粗骨料混凝土。

颗粒级配对粗骨料充填料浆离析的影响

基于不合理的颗粒级配是粗骨料充填料浆发生离析的重要因素,以富勒公式为基础,建立平均粒径和粒径分散系数2个级配表征参数。基于魏茅斯干涉级配理论设计11种颗粒级配,并以此进行离析实验确定粒径分散系数的合理范围,利用云南某矿固体物料进行室内验证实验。研究结果表明：以屈服应力175~225 Pa、膏体料浆粒度低于20μm颗粒质量分数为约束条件,可得当粗骨料充填料浆合理离析率为11.65%~14.53%时,其粒径分散系数K为1.43~1.45,平均粒径为1.89~2.00 mm;基于原级配的优化调整必要且有效;料浆质量分数为68%的G3和质量分数为70%的G2离析率测量值与合理离析率相比,误差分别为3.23%和5.75%,粗骨料充填料浆粒径分散系数和平均粒径的范围可靠、准确。