Effect of Recycled Coarse Aggregate on Concrete Compressive Strength

The effect of recycled coarse aggregate on concrete compressive strength was investigated based on the concrete skeleton theory. For this purpose, 30 mix proportions of concrete with target cube compressive strength ranging from 20 to 60 MPa were cast with normal coarse aggregate and recycled coarse aggregate from different strength parent concretes. Results of 28-d test show that the strength of different types of recycled aggregate affects the concrete strength obviously. The coarse aggregate added to mortar matrix plays a skeleton role and improves its compressive strength. The skeleton effect of coarse aggregate increases with the increasing strength of coarse aggregate, and normal coarse aggregate plays the highest, whereas the lowest concrete strength occurs when using the weak recycled coarse aggregate. There is a linear relationship between the concrete strength and the corresponding mortar matrix strength. Coarse aggregate skeleton formula is established, and values from experimental tests match the derived expressions.

Performance Degradation of the Repeated Recycled Aggregate Concrete with 70% Replacement of Three-generation Recycled Coarse Aggregate

The feasibility of using different generations recycled coarse aggregate（RCA） on structural concrete was fully evaluated by studying the performance of the recycled coarse aggregates and their corresponding concretes, the different generations of RCA were recycled by following the repeated mode of ‘concrete-waste concrete-coarse aggregate-concrete＇. Moreover, the focus was on ‘three generations＇ of repeated RCAs, the RCA was produced by crushing and regenerating the artificial accelerated degraded concrete, the process was designed to follow the nature degradation of the concrete with a coupling action of accelerated carbonation and bending load. The properties of x-generation（x=1, 2 or 3） of repeated RCA were systematically investigated and the compressive and splitting tensile strengths of relating structural concretes（with 70% replacement of x-generation of RCA） were studied accordingly. The results show a competent compressive and splitting tensile strength of 30 MPa at 28 th day of structural concretes with all generations of repeated RAC. And the gradual degraded performance of the repeated RCAs was observed with an increased numbers of repetition（1〉2〉3 generations）, the overall performances of all repeated RCAs fulfill the Class Ⅲ according to Chinese Standards GB25177-2010. Our gained insight demonstrates a feasibility of using at least 3 generations of repeated RCA for the production of normal structural concrete.

Experimental Study on Compressive Strength of Recycled Aggregate Concrete under High Temperatur

This research aims to study the effect of elevated temperature on the compressive strength evolution of concrete made with recycled aggregate.Demolished building concrete samples were collected from four different sites in Saudi Arabia,namely from Tabuk,Madina,Yanbu,and Riyadh.These concretes were crushed and recycled into aggregates to be used to make new concrete samples.These samples were tested for axial compressive strength at ages 3,7,14,and 28 days at ambient temperature.Samples of the same concrete mixes were subjected to the elevated temperature of 300°C and tested for compressive strength again.The experimental result reveals that the recycled aggregate concrete samples have good quality at ambient and elevated temperatures and are considered fairly close to the concrete made with natural aggregate.However,recycled aggregate concrete at high temperatures showed higher strength degradation than natural aggregate concrete,but with differences that do not exceed 5%to 10%.The concrete samples made from recycled coarse aggregates also reached the design strength.It can be considered acceptable,considering the high variation in the concrete’s thermal response found in the literature.

不同粗骨料取代率下粉煤灰再生混凝土的力学性能研究

为探讨不同再生粗骨料取代率下粉煤灰对再生混凝土力学性能的影响,以及再生混凝土抗折强度与再生粗骨料取代率、水胶比之间的关系,以RC30设计强度等级为基础设计了16组配合比,制作了96块再生混凝土试块,主要进行了再生混凝土的抗压强度试验和抗折强度试验。得出如下结论:随粉煤灰掺量的增加,不同再生粗骨料取代率,抗压强度变化规律有所不同;再生粗骨料取代率为0、30%和40%时,抗压强度随粉煤灰掺量的增加整体呈下降趋势;而当再生粗骨料取代率为50%时,随粉煤灰掺量的增加,抗压强度先减小后增大。粉煤灰掺量大于20%时,天然骨料混凝土的抗压强度急剧下降,而再生骨料混凝土的抗压强度降低幅度均较小,大掺量粉煤灰在再生混凝土中或将有更大的应用空间。通过观察抗折强度试件破坏断面,分析再生混凝土变形破坏特征。粉煤灰的掺入提高了天然骨料混凝土的抗折强度,且掺量为20%强度最高。再生粗骨料取代率为30%时,随粉煤灰掺量变化抗折强度整体呈下降趋势,但下降幅度很小;再生粗骨料取代率为40%和50%时,呈先减后增再减的趋势。天然骨料混凝土的折压比随粉煤灰掺量的增加而提高;再生混凝土折压比随粉煤灰掺量的变化趋势与抗折强度一致,但变化幅度略小。粉煤灰对再生混凝土抗折强度的影响大于抗压强度;再生粗骨料取代率为30%,粉煤灰掺量为10%为较优掺量。提出再生混凝土抗折强度预测式。

低强度再生混凝土微观形态与力学性能的相关性研究

建筑垃圾来源复杂,为提高再生混凝土的资源利用,并满足基本工程应用要求,在仅考虑再生骨料密度、吸水和含水率、压碎指标的条件下,采用再生粗骨料混凝土配合比设计法配置低强度再生混凝土,结合切片法和SEM扫描电镜对再生混凝土的孔隙结构变化与微观形貌进行观察,分析水胶比、减水剂、粉煤灰对低强度再生混凝土内部结构的影响,发现当水胶比降低时,再生混凝土内部结构的密实度提升,絮状C-S-H之间更为密实,多害孔的比例降低,抗压和劈裂强度提高;当减水剂掺量提升时,钙钒石(AFt)的含量增加,内部结构更为致密;粉煤灰对再生混凝土的抗压和劈裂强度呈负面影响,降低C-S-H与再生骨料之间的粘结性,内部孔隙率变大,坍落度升高,可降低经济成本。

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。

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.

粗骨料取代率对机制砂再生混凝土高温性能的影响

为探究不同粗骨料取代率对机制砂再生混凝土(RCM)高温性能的影响,以不同粗骨料取代率(0%、20%、40%、60%、80%、100%,质量分数)制备RCM并研究其单面受高温后的表面形貌、质量损失率、抗压强度、荷载变形曲线及微观形貌。结果表明,粗骨料取代率在40%~60%时,在低于600℃的高温试验下RCM表现良好。当温度在200℃时,各组试块表面形貌变化不大,质量损失率较小,抗压强度略微上升;当温度在400℃时,各组试块表面开始出现裂缝,质量损失率为4.35%~6.47%,抗压强度开始下降,此时粗骨料取代率影响不大;当温度达到600℃时,表面形貌变化明显,质量损失率上升到6.42%~8.70%,抗压强度最终降低到基准强度的80%左右,此时粗骨料取代率在40%~60%的试块表现良好;当温度达到800℃时,各组试块表面形貌变化进一步加剧,粗骨料取代率大于60%的试块受影响非常明显,同时各类性能参数表明混凝土已完全丧失工作性能。

机制砂全再生粗骨料混凝土的力学性能

为探究骨料类型、水灰比与石粉含量对机制砂全再生粗骨料混凝土力学性能的影响,制备了不同石粉质量分数(5%、10%和15%)和不同水灰比(0.50、0.37和0.32)的全再生骨料混凝土试件.以72个立方体试件用于抗压强度试验,72个圆柱体试件用于弹性模量试验.结果表明,合理的石粉含量能有效提高再生骨料混凝土的力学性能,但在不同的水灰比下,最佳石粉含量存在差异;当水灰比和石粉含量双因素交互作用时,水灰比为0.32、石粉质量分数为15%的再生混凝土力学性能达到最优.构建了机制砂再生粗骨料混凝土抗压强度、弹性模量与水灰比、石粉含量的关系模型,计算结果的标准差与离散系数均不超过5%,模型精度良好.研究成果可为提高再生骨料混凝土力学性能及其工程应用提供理论依据.

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%。

氧化石墨烯对再生混凝土抗压强度的影响

研究了氧化石墨烯(GO)的掺量(0、0.042%、0.063%、0.084%、0.105%)对不同再生粗骨料取代率(0、40%、60%、80%、100%)再生混凝土试件抗压强度的影响,并拟合得到了掺GO再生混凝土的抗压强度与再生粗骨料取代率之间的关系表达式。结果表明:随着GO掺量的增加,试件的抗压强度呈先增大后减小的趋势,且当GO的掺量为0.063%时,试件的抗压强度达到最高;随着再生粗骨料取代率的增加,试件的抗压强度降低;ExpDec3指数函数可较为准确地表达掺GO再生混凝土的抗压强度与再生粗骨料取代率之间的关系。

碳化再生骨料对混凝土力学性能的影响研究

为研究碳化再生粗骨料的性能及其对再生混凝土力学性能的影响,采用加速碳化技术制备碳化再生粗骨料,碳化室的CO_(2)浓度为100%,压强分别为1 Bar和10 Bar。采用再生粗骨料替代率为0%、25%、50%、75%和100%制备混凝土。测试再生粗骨料的物理性能和混凝土的抗压强度、静弹性模量和抗折强度。结果表明:(1)在进行加速碳化处理后,再生粗骨料的物理性能和力学性能均得到了改善;(2)与非碳化的再生粗骨料混凝土相比,碳化再生粗骨料混凝土的抗压强度和抗折强度均得到了明显的提高;(3)与天然骨料混凝土相比,碳化骨料替代率在50%以下时,混凝土的抗压强度和抗折强度没有显著降低。

含粗骨料超高性能混凝土力学性能试验研究

在超高性能混凝土(UHPC)中添加粗骨料是为了在获得优异的力学性能基础上,大幅降低生产成本,使其更容易被市场采纳。本文对UHPC-CA配合比中浆骨比、砂率、粗骨料种类及减水剂品种等因素进行调整,通过不同龄期抗压强度对比以及微观角度分析,探索各因素对UHPC-CA力学性能的影响。

不同再生细骨料取代率的混凝土抗压强度试验分析

文中为探究混凝土采用再生不同细骨料取代率时的抗压强度性能差异,设计实验,分别取不同水灰比、不同再生细骨料取代率并配制混凝土,测定各组混凝土抗压强度。再生骨料取代率在10%~40%范围内混凝土7 d抗压强度随取代率提升而降低,同时,28 d抗压强度随取代率提升而增加,但影响效果并不显著;水灰比相同条件下,再生混凝土28 d抗压强度随再生细骨料取代率的提升而表现出整体降低的发展趋势;再生细骨料取代率取值在50%以内时混凝土28 d抗压强度虽有降低,但降幅不明显,数值始终在GB/T 50107—2010《混凝土强度检验评定标准》要求范围内。

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。

圆钢管约束型钢再生混凝土短柱抗震性能

针对圆钢管约束型钢再生混凝土短柱的抗震性能进行研究,在验证了分析模型合理性的前提下,考虑了圆钢管径厚比、再生粗骨料取代率和轴压比等设计参数对试件力学性能的影响规律,获取了试件滞回曲线、骨架曲线、延性系数、等效黏滞阻尼系数等抗震性能指标和试件的峰值承载力,并与已有试验进行了对比分析。结果表明:在再生混凝土取代率、轴压比、含钢率等参数基本相同时,圆钢管约束型钢再生混凝土短柱比型钢再生混凝土柱和圆钢管型钢再生混凝土柱表现出更好的变形和耗能能力;再生粗骨料取代率对滞回曲线等抗震性能指标影响不大,可基本满足工程抗震要求,并可广泛应用于工程的承重结构中;在取代率和轴压比相同时,随着径厚比的增大,试件弹性阶段初始刚度、峰值承载力和耗能能力逐渐下降,但延性会有一定幅度的提升,延性变形能力可提高30%~40%;在取代率和径厚比相同时,随着轴压比的增大,试件的峰值承载力和耗能能力变化不大,延性越来越差。

废砖和废混凝土粗骨料再生混凝土配合比研究

为探究一种以废砖和废混凝土制成粗骨料的再生混凝土配合比,以再生粗骨料完全替代天然粗骨料,通过改变再生粗骨料的取代率,设计了6种再生混凝土配合比;制备了再生粗骨料和36个再生混凝土试块,并测定试块的抗压强度;分析了再生粗骨料的物理性能、新拌混凝土的和易性,以及试块破坏形态及力学性能。试验结果表明:1)再生混凝土在固定水胶比下引入附加用水量可使得新拌混凝土具有较好的和易性,能够满足新拌混凝土的拌制、运输和浇筑要求;2)废砖再生粗骨料占比较高时,主要因废砖再生粗骨料的压溃破坏导致试块破坏,占比较低时,主要因粗骨料与水泥的黏结破坏而破坏;3)再生混凝土试块的抗压强度随着废砖粗骨料取代率的增加呈下降趋势,6种配合比的再生混凝土试块立方体抗压强度在水灰比为0.43的情况下均能达到25 MPa以上。

海洋骨料混凝土力学性能试验研究

为了研究海洋骨料混凝土的力学性能,以海砂取代率、强度等级、减水剂与水泥质量比、复掺矿物掺合料类型、拌养用水和粗骨料类型为变化参数,设计并制作了44组共132个试件,进行轴心受压静力单调加载试验,观察其受力破坏过程及形态,获取试件轴压应力-应变曲线、重要物理及力学性能指标,分析各变化参数对其物理及力学性能指标的影响规律,提出了海洋骨料混凝土各强度指标之间的换算关系式和轴压应力-应变本构方程。结果表明:C30以上强度的海洋骨料混凝土呈珊瑚骨料劈裂破坏形态;各参数对海洋骨料混凝土干密度影响不大,变幅为1 983~2 143 kg/m^(3);海洋骨料混凝土峰值应变范围为3.59×10^(-3)~6.3×10^(-3);随海砂取代率的增加,试件力学性能指标上下波动变化;强度等级对其弹性模量、峰值应力及峰值应变影响显著;复掺偏高岭土和硅灰的海洋骨料混凝土力学性能较好;减水剂与水泥质量比对峰值应变影响显著,但对其他力学性能影响不大,变幅在14%以内;拌养用水对其峰值应力有一定影响;珊瑚粗骨料混凝土的延性及耗能均小于同强度的碎石混凝土,差幅为6%~48%。

掺有成孔碎渣的再生骨料混凝土的抗压及抗氯盐侵蚀性能

公路桥梁冲孔灌注桩施工会产生大量成孔碎渣,将其就近应用于公路桥梁的混凝土构件不失为一种有效对策。结合再生粗骨料的循环利用,同时考虑到沿海地区混凝土结构受氯盐侵蚀影响较大,文中采用成孔碎渣和再生粗骨料分别取代天然砂和天然粗骨料,制备了掺有成孔碎渣的再生骨料混凝土,开展了该类混凝土共计96个试件的抗压和抗氯盐侵蚀试验(48个抗压试件采用Φ150、高300 mm圆柱体,48个抗氯盐侵蚀试件采用Φ100、高50 mm圆柱体),以及成孔碎渣、河砂和砂浆各自的压汞测试,研究了成孔碎渣取代率(0、50%、70%、100%)和再生粗骨料取代率(0、50%、70%、100%)对该类混凝土抗压性能和抗氯盐侵蚀性能的影响。试验结果表明:该类混凝土的抗压强度总体上随着成孔碎渣取代率和再生粗骨料取代率的增加逐渐降低,且二者所引发的降幅大体相当;与再生粗骨料相比,成孔碎渣对该类混凝土弹性模量和峰值应变的影响相对有限;该类混凝土的氯离子迁移系数随成孔碎渣取代率和再生粗骨料取代率的增加总体上都逐渐增大,但成孔碎渣的影响明显低于再生粗骨料;随着成孔碎渣取代率的增加,该类混凝土的孔隙率总体呈现出先快后慢逐渐增大的趋势。实际工程中同时采用成孔碎渣和再生粗骨料时,建议二者的最大取代率都以50%为限。

再生粗骨料最大粒径对再生混凝土强度影响试验研究

为了研究再生粗骨料最大粒径对再生混凝土弯拉强度、抗压强度及折压比的影响程度,采用相同配合比下最大粒径为10、15、25和31 mm的再生粗骨料制备了4组再生混凝土棱柱体试件(100 mm×100 mm×400 mm)和4组立方体试件(100 mm×100 mm×100 mm),并通过试验获得了各组再生混凝土试块的弯拉强度和抗压强度。试验结果表明:相同水胶比下,再生混凝土弯拉强度及折压比均随再生粗骨料最大粒径的增大而减小,而抗压强度随再生粗骨料最大粒径的增大呈现出先增大而后减小的趋势。