Experimental Study on Mechanical Properties of Self-Compacting Recycled Concrete

The application of self-compacting recycled concrete can solve the problem of environmental pollution caused by construction waste but its mechanical properties have not been unified and need further study.The strength of recycled concrete is unstable,and its performance still needs further study.The combination of fixed sand and stone volume method and free water cement ratio method is used to determine the mix ratio of self-compacting recycled concrete.24 sets of slump expansion tests and 24 sets of cube axial compression tests were carried out to study the effect of recycled aggregate replacement rate on the flow performance and axial compressive strength of self-compacting recycled concrete,and the performance conversion formula of self-compacting recycled concrete was given.The results show that with the increase of the regenerated coarse aggregate substitution rate,the fluidity and filling property of the self-compacting regenerated concrete mix decreased.The failure of self-compacting recycled concrete is mainly due to the failure of strength between old mortar and new mixture.As the substitution rate increases from 0 to 100%,the axial compressive strength decreases by 15.2%.

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。

考虑尺寸效应的再生混凝土受压破坏细观模拟研究

再生粗骨料取代率、粗骨料粒径及截面尺寸对再生混凝土单轴压缩破坏行为产生影响。文章采用细观尺度数值模拟方法,建立了再生混凝土二维细观模型,模拟分析了再生混凝土单轴压缩破坏的应力-应变曲线、损伤拓展以及破坏的全过程。结果表明:静态加载下,再生混凝土的损伤由内向外拓展,先出现在最薄弱的界面过渡区,再发展到砂浆基质;截面尺寸、粗骨料粒径和再生粗骨料取代率的改变会影响到再生混凝土的破坏模式和力学性能;再生混凝土存在明显的尺寸效应,不同截面尺寸下,再生粗骨料的粒径和取代率的增大都会在一定程度上削弱尺寸效应行为,而当再生粗骨料取代率为100%时,尺寸效应得到有效抑制。

不同养护方式对铁尾矿砂制备的再生粗骨料性能影响

为了提高铁尾矿沙的利用率,本文采用成球技术使用铁尾矿沙制备粗骨料,将经过界面预处理后的铁尾矿砂采用喷洒预处理液水雾,同时撒入胶凝材料的方式生成骨料颗粒,最后将骨料颗粒进行养护得到再生粗骨料。探究不同的养护方式对再生粗骨料的性能的影响,结合SEM和MIP探究养护方式对再生粗骨料微观形貌和孔结构的影响。结果表明:改进的成球技术制备铁尾矿沙再生粗骨料具有一定的可行性。另外,自然养护条件骨料的性能表现最差,蒸汽养护骨料的压碎指标最小,碳化养护骨料的吸水率最小。从微观结构来看碳化养护的骨料体系结构致密,孔隙和微裂缝含量相对较少,因此骨料吸水率最小;蒸汽养护水化产物含有大量的凝胶状和网状结构的水化硅酸钙、针状钙矾石和少量的氢氧化钙晶体,这是压碎指标小的原因。这些研究结果为铁尾矿沙制备再生粗骨料应用于混凝土的后期服役过程中提供了指导意义。

不同替代率下再生混凝土抗冻性能影响研究

为了研究9.5~16 mm粒径范围内的再生粗骨料等质量替代同粒径范围内天然粗骨料后对再生混凝土抗冻性能的影响,分别采用普通干燥再生粗骨料和高强水泥砂浆包裹再生粗骨料2种状态下的再生粗骨料,以替代率为0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%等质量替代天然粗骨料,分别配制11种C30混凝土,将天然混凝土作为参照,对不同替代率下的再生混凝土试块进行冻融试验。结果表明,普通干燥再生粗骨料替代率为50%时其抗冻性能与天然混凝土抗冻性能基本相同;高强水泥砂浆包裹后再生粗骨料对应再生混凝土抗冻性能均劣于天然混凝土抗冻性能。

再生粗骨料取代率对混凝土力学性能的影响分析

为了分析混凝土力学性能与再生骨料取代率之间的关联性,文中对0、30%、50%、70%、100%五种不同再生骨料取代率混凝土进行研究,并对各组混凝土的抗压强度、抗折强度、峰值应变、坍落度等性能进行比较。结果表明,混凝土坍落度、弹性模量、劈裂抗拉强度随再生骨料取代率提升而不断降低;混凝土抗压强度受再生粗骨料取代率变化而表现出波动,并未表现出明显的上升或下降趋势;不同粗骨料取代率条件下制备的混凝土试件之间并没有十分明显的泊松比差异;混凝土抗折强度会随再生骨料取代率发生变化,且并非增长或降低,但折压比会随再生骨料取代率增加而不断提升。

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。

再生骨料取代率对混凝土性能影响的研究

文中根据再生骨料的特性设计不同的取代率,从配合比、坍落度、抗压强度、表观密度及泌水率等方面研究再生骨料取代率对C40再生骨料混凝土性能的影响。结果表明,再生骨料吸水率大,使用前宜预湿处理;再生粗骨料单掺取代率小于70%,再生细骨料单掺取代率小于50%时,混凝土性能均较好;复掺时,再生粗骨料取代率不宜超过50%,再生细骨料取代率不宜超过30%。

碱矿渣再生混凝土单轴受压应力-应变关系研究

为获取碱矿渣再生混凝土(AASRAC)的力学性能参数,对18个混凝土试件进行单轴受压试验,分析再生骨料取代率对受压应力-应变全曲线的影响,并建立AASRAC单轴受压应力-应变曲线全曲线方程。研究结果表明,AASRAC试件均呈现明显脆性破坏特征,随着再生骨料取代率增大,混凝土峰值强度、弹性模量呈现先小幅增加后降低的趋势。由于碱性激发基体更为致密的孔隙结构以及再生骨料中未水化水泥颗粒在碱激发剂作用下的二次水化作用,当再生骨料取代率为75%时,AASRAC的抗压强度与未掺组强度基本相同。所建立的应力-应变关系方程的计算结果与试验结果吻合良好,该曲线方程能够较好地预测AASRAC在单轴受压荷载下的力学性能参数。

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.

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。

再生粗骨料混凝土梁受扭的力学性能试验研究

随着城市的发展与建设,如何处理建筑垃圾一直困扰着人们,而发展、应用再生混凝土是解决这一问题的主要途径之一。试验以再生粗骨料混凝土梁作为研究对象,制作了四组分别在粗骨料取代率、混凝土抗压强度、配筋方式上变化的再生粗骨料混凝土梁,对其进行了扭转破坏试验,同时分析了再生粗骨料混凝土梁的扭转破坏的过程与形态,并研究了梁的裂缝发展规律和破坏特征,得到了不同粗骨料取代率和配筋方式对再生混凝土梁抗扭承载力的影响规律,为再生粗骨料混凝土梁在工程实际应用中提供了试验参考。

砂率对高强再生混凝土的力学及干燥收缩性能影响研究

再生混凝土的综合利用可缓解矿石资源压力,实现低碳循环可持续经济。该研究采用砂率(34%,36%,38%,40%)和再生骨料替代率(0,30%,50%)为控制变量,以抗压强度、抗拉强度、抗折强度及干燥收缩变形为指标,详细探讨砂率和再生骨料替代率对高强再生混凝土的性能影响规律。研究表明:高强再生混凝土的力学强度均随着再生粗骨料的增加而逐渐降低,适量的砂率会产生高强度的再生混凝土坍落度,可以提升再生混凝土的密实度,脆性和塑性变形能力,并提高其力学强度。高强度再生混凝土的干缩率变化率在90 d后逐渐趋于稳定,砂率和干缩率的变化呈良好的线性关系。增加砂的比例能在一定程度上降低再生粗骨料对高强度再生混凝土干缩的影响。

EMV再生混凝土力学性能与影响因素研究

建筑废弃混凝土的再利用是一种重要的环保方式,能够缓解由于砂石等资源的过度开采带来的资源枯竭问题。为了研究EMV法再生混凝土力学性能及其影响因素,以再生粗骨料取代率、粗骨料级配、单位用水量、砂率以及粉煤灰掺率为参数进行正交试验设计,对再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和收缩变形进行了极差分析和方差分析。结果表明:再生粗骨料取代率是EMV法再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量与收缩变形特性的主要影响因素,且影响程度显著。粉煤灰掺率和砂率对EMV法再生混凝土的弹性模量有一定影响,粗骨料级配对EMV法再生混凝土收缩变形特性有一定影响。

商洛钼尾矿再生骨料混凝土力学性能研究

商洛地处秦岭地槽成矿区,矿产资源丰富,尾矿储量较大,为了促进建筑垃圾回收再利用和商洛尾矿资源的综合利用,以试验的方式开展了钼尾矿制备再生骨料混凝土的研究。取使用年限约20年的4层框架结构废弃混凝土作为粗骨料,在仝宵等的研究基础上,将再生粗骨料掺量确定为30%,以商洛钼尾矿砂作为细骨料代替天然砂,制作钼尾矿砂再生骨料混凝土并进行轴心受压和劈裂抗拉试验。研究发现,当钼尾矿砂取代率为30%时,钼尾矿与再生粗骨料可以达到最优级配,使得再生混凝土试块的抗压和劈裂抗拉性能达到最佳,与天然砂再生骨料混凝土相比,其抗压强度提升了3.12%,劈裂抗拉强度提升了10.36%。

煤矸石基混凝土在巷道底板硬化中的工业性试验研究

以古城煤矿N1302工作面辅运巷为研究对象,进行了“设计强度为C50+煤矸石替代率为50%”煤矸石基混凝土在巷道底板硬化中的工业性试验研究。结果表明:底板硬化段路面施工完成3 d后胶轮车即可顺利通行,路面完整,平整度好,无开裂现象发生,对比以往巷道硬化方案可提前5 d完成通车,硬化作业效率大幅度提高。

基于岩碴部分替代的早强喷射混凝土研制及应用

为解决山岭隧道施工现场岩碴大量堆积,造成资源浪费、环境破坏等问题,以西南地区某高原隧道工程为依托,研究岩碴部分替代喷射混凝土中粗骨料的可行性和实用性。基于确定的基准试验组喷射混凝土的配合比,通过唯一变量原则,开展喷射混凝土中粗骨料岩碴替代率分别为10%、15%、20%、25%、30%、35%的室内试验,主要包括喷射混凝土的坍落度、黏聚性、保水性、抗压强度、抗折强度等室内试验。另外,在依托工程现场开展不同岩碴替代率的混凝土试喷工作和实体强度的大板试验。基于室内及现场试验结果,得到喷射混凝土中粗骨料的岩碴最大替代率应控制在30%以下,现场试验段隧道拱顶和边墙的喷射混凝土回弹率均满足规范要求;通过大板试验,进一步验证了岩碴对粗骨料的最大替代率应控制在30%以下的使用要求。

再生骨料混凝土结构的经济性分析

随着天然砂石的短缺及建筑垃圾资源化效率低的问题日益凸显,再生混凝土运用而生,其推广使用的经济效益尤为关键。本文以实际项目为例,分别对粗骨料取代率为30%、50%、100%的再生混凝土进行经济性分析,结果表明:随着粗骨料取代率的增大,全楼混凝土用量变化较小,总钢筋用量增加。当粗骨料取代率分别为30%、50%、100%时,混凝土用量变化率分别为0.01%、0.03%、0.04%。同强度再生混凝土综合单价均低于普通混凝土,且取代率越高,差额越大;无论取代率为何值,再生混凝土综合费用均低于普通混凝土。

再生混凝土框架柱抗震性能试验研究

进行了再生粗骨料取代率分别为0%、50%、100%的3个再生混凝土框架柱低周反复荷载的对比试验,在相同轴压比、不同取代率的情况下,对普通混凝土与再生混凝土框架柱、再生混凝土框架柱之间不同取代率的破坏形态、滞回特性、延性性能、耗能特性等问题进行了对比分析。试验结果表明再生混凝土与普通混凝土框架柱的破坏过程相似,前者的滞回特性、延性和耗能均满足抗震要求,因此在有抗震设防要求地区的框架中采用再生混凝土是可行的,但再生混凝土较普通混凝土框架柱构件延性减小,耗能能力降低,不建议直接采用原有设计方法,需进行合理的构造加强措施。

再生粗骨料不同取代率对混凝土和易性及强度的影响规律分析

再生粗骨料应用于混凝土工程,不仅可以降低能耗、节约成本、保护环境,还可在一定程度上改善混凝土拌合物的和易性,但其掺入会降低混凝土的强度。试验研究表明,在保证和易性良好的同时,为不致对混凝土强度造成太大影响,则再生粗骨料对原生粗骨料的取代率一般不得超过50%。