设计并完成了在掺与不掺减水剂两种配合比下,再生粗骨料取代率分别为0、30%、50%、100%的再生混凝土的和易性、立方体抗压强度、棱柱体抗压强度的相关试验,并以天然骨料混凝土作为基准进行了对比分析。试验结果表明,粗骨料取代率对混凝土的流动性、粘聚性与保水性有不同的影响,适量的减水剂可以增强混凝土的流动性;在水灰比相同的情况下,再生粗骨料取代率为30%时再生混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度都高于普通混凝土;再生混凝土的抗压强度随龄期的发展和普通混凝土比较相近。

通过在再生混凝土中加入不同掺量的橡胶颗粒和纳米材料,分析了橡胶颗粒、纳米材料和龄期对再生混凝土的抗压强度影响。试验表明,抗压强度随着再生混凝土中橡胶颗粒的掺量的增加而降低,当再生混凝土中的橡胶颗粒掺量为3%时,混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度降低量最不明显,分别降低7.73%和6.19%;掺入纳米材料可以较大幅度的提高再生混凝土的抗压强度,尤其可以提高再生混凝土的早期强度;再生混凝土的早期强度增长速度较大,而后期增长效果并不明显。

对4种碎粘土砖粗骨料取代率(0、20%、30%和50%)在4个龄期(3d、7d、14d和28d)的96个混凝土试件进行了抗压强度和轴心抗拉强度试验,试验的再生混凝土净水灰比为0.45,目标强度等级为C30。在试验数据及参考文献数据的基础上,分别建立碎粘土砖粗骨料再生混凝土立方体抗压强度随龄期变化的经验公式及其28d龄期立方体抗压强度随粗骨料取代率变化的经验公式;回归得出碎粘土砖粗骨料再生混凝土轴心抗拉强度随龄期变化的经验公式,并建立各个龄期轴心抗拉强度与立方体抗压强度的换算关系。

采用常温、自然环境养护条件,对不同龄期的ECC进行了立方体抗压强度的试验研究,研究了纤维掺量、粉煤灰掺量、水灰比对抗压强度的影响。试验结果表明,国产纤维掺入后,降低了ECC的抗压强度,而进口纤维掺量和种类对ECC的28d立方体抗压强度影响较小;ECC水灰比越小,抗压强度越大,与水胶比没有直接关系;减水剂掺量增加可以提高ECC的28d立方体抗压强度。当粉煤灰掺量是水泥用量的3.5倍时,ECC的抗压强度随着龄期的延长有增长的趋势,小于3.5倍时,28d以后立方体抗压强度几乎不再增长,甚至有所降低。

以再生细骨料取代率和温度作为影响参数,设计并制作了45个标准立方体试块进行抗压强度试验。观察了试块的破坏过程和破坏形态,实测了试块的极限抗压强度,分析了不同温度下立方体抗压强度与再生细骨料取代率的关系以及不同取代率下立方体抗压强度与温度的关系,讨论了影响参数对于立方体抗压强度的影响规律。结果表明:再生水泥砂浆的破坏过程和形态与天然水泥砂浆相似;当温度达到400℃时,试块无爆裂现象,但试块的颜色变成了暗粉红色;随着再生细骨料的增加,试块质量损失率增大;在恒温3h的条件下,不同的温度对立方体试块抗压强度的影响规律并不明显。

通过对不同废弃混凝土掺入率、块体粒径的再生混凝土立方体抗压强度试验,研究了两者对立方体试件的破坏形态、抗压强度的影响。结果表明,掺有废弃混凝土块体的混凝土与普通再生混凝土破坏形态不尽相同,其中掺有废弃混凝土块体的混凝土的破坏形态呈不规则凹凸面,脆性破坏;掺入率对抗压强度有较大的影响;随着掺入率的加大,立方体抗压强度下降。通过对试验数据的分析,验证了现行公式,通过引入粘结力降低系数,提出了掺有废弃混凝土块体混凝土立方体抗压强度的简化计算公式。

研究了使用混凝土预拌料和配套的钢纤维浇筑的超高性能纤维混凝土材料(UHPFRC)的抗压及抗弯性能。材料立方体抗压强度平均值在标准热水浴养护后达到165MPa;测试了两个基于此材料的UHPFRC配筋板条的抗弯承载力。试验结果表明,采用开孔截面且不使用箍筋的试件抗弯承载力仅比实心且配置抗剪钢筋的试件低10%。考虑到材料使用、构件自重和钢筋加工成本,超高性能空心配筋板的结构形式更为经济合理。

锂渣及再生粗骨料对混凝土抗压强度有一定的影响,通过轴心抗压试验获得了立方体与棱柱体抗压强度之间的线性关系。结果表明,适量的再生粗骨料和锂渣可以有效提高混凝土28d抗压强度,当再生粗骨料取代率为30%,锂渣掺量为20%时,28d的立方体和棱柱体抗压强度最大,较同龄期下未掺锂渣的普通混凝土增长了39.1%和48.2%。