CN111484284A - 自修复混凝土、再生骨料装配钢筋混凝土连梁及制备方法 - Google Patents

自修复混凝土、再生骨料装配钢筋混凝土连梁及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111484284A
CN111484284A CN202010217729.XA CN202010217729A CN111484284A CN 111484284 A CN111484284 A CN 111484284A CN 202010217729 A CN202010217729 A CN 202010217729A CN 111484284 A CN111484284 A CN 111484284A
Authority
CN
China
Prior art keywords
concrete
self
repairing
recycled aggregate
connecting beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010217729.XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘超
张荣飞
吕振源
刘化威
朱超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Architecture and Technology
Original Assignee
Xian University of Architecture and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Architecture and Technology filed Critical Xian University of Architecture and Technology
Priority to CN202010217729.XA priority Critical patent/CN111484284A/zh
Publication of CN111484284A publication Critical patent/CN111484284A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/20Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/2038Resistance against physical degradation
    • C04B2111/2053Earthquake- or hurricane-resistant materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)

Abstract

本发明公开了自修复混凝土、再生骨料装配钢筋混凝土连梁及制备方法,所述的自修复混凝土为微生物自修复混凝土,按体积百分比计,由混凝土配料、再生骨料和巴氏芽孢杆菌菌液组成;所述的再生骨料的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的20%~30%,巴氏芽孢杆菌菌液的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的32~38%。本发明的再生骨料装配钢筋混凝土连梁,修复效能高、环境友好性强、整体强度高、抗震性能强、易于操作,起到建筑垃圾资源化、结构性能好的效果。

Description

自修复混凝土、再生骨料装配钢筋混凝土连梁及制备方法
技术领域
本发明涉及特种建筑材料技术领域,涉及自修复混凝土、再生骨料装配钢筋混凝土连梁及制备方法,特别涉及一种自修复混凝土及其制备方法,以及装配式预制再生骨料自修复钢筋混凝土连梁及制备方法。
背景技术
钢筋混凝土剪力墙结构体系中,连梁是重要的抗震耗能构件,是剪力墙结构抗震的第一道防线。它是相邻墙肢间力传递的保障,通过分担由墙肢抵御的倾覆弯矩、大量耗散地震作用下输入的能量、提升结构整体侧向刚度,极大的提高了结构整体的抗震性能。合理设计的钢筋混凝土剪力墙结构体系在罕遇地震作用下,钢筋混凝土连梁首先屈服,然后在往复剪切荷载的作用下耗散地震所输入的能量。普通钢筋混凝土连梁的破坏模式一般为剪切破坏,其“剪力-剪切变形”的滞回曲线具有明显的“捏拢效应”,延性和耗能能力均较差。连梁在建筑结构中应用广泛,当连梁有足够延性时,在地震作用下会出现交叉裂缝并形成塑性铰,刚度降低,变形加大,从而吸收大量的地震能量,同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力,对墙肢起到一定的约束作用,使剪力墙保持足够的刚度和强度,连梁在地震过程中起到了耗能作用,对减少墙肢内力,延缓墙肢屈服有着重要的作用。连梁在设计时,必须满足“强剪弱弯”的要求。实际工程的连梁跨高比通常较小,震害结果和试验研究均表明,常规抗震设计方法下这类连梁并不能避免剪切破坏的发生,难以实现抗震规范的“强剪弱弯”的理念。震害调查显示,由于连梁跨高比较小、楼板和墙肢等边界条件的约束等多方因素,实际工程中连梁的破坏模式变成了脆性的剪切破坏模式,在连梁跨中部位形成严重的交叉斜裂缝。
自然界中芽孢杆菌微生物能通过某些钙矿化反应机制在细胞芽孢处生成一些化合物,从而填塞或黏结接触水氧的有孔介质界面。由于混凝土的主要成分本质上就是钙盐,因此利用芽孢杆菌微生物这种碳酸钙诱导沉积的能力对混凝土裂缝进行自修复具备可行性,并且芽孢杆菌在碱性环境有着更高效的修复效能使再生骨料有着特定的载体优势。
连梁作为墙肢与墙肢之间的连接、力的传输和力的吸收的主要构件,起到保护墙肢,维持房屋结构的作用,其综合强度在楼房等房屋的抗震等性能中占据着举足轻重的地位。但目前在实际工程中,连梁的破坏模式为脆性的剪切破坏模式,在连梁跨中部位形成严重的交叉斜裂缝,存在修复能力弱、强度低、抗震性能差等技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种自修复混凝土及其制备方法,以及装配式预制再生骨料自修复钢筋混凝土连梁及制备方法。
一种自修复混凝土,所述的自修复混凝土为微生物自修复混凝土,所述的微生物自修复混凝土按体积百分比计,由混凝土配料、再生骨料和巴氏芽孢杆菌菌液组成;
所述的再生骨料的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的20%~30%,巴氏芽孢杆菌菌液的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的32~38%;
所述的混凝土配料按体积百分比计,由砂、石、水泥和水组成,砂:石:水泥:水=(3.08~3.32):(1.53~1.79):(1.02~1.27):(0.54~0.66);
所述的巴氏芽孢杆菌菌液的OD值为(1~1.2),菌体浓度为2×109~2.4×109cfu/ml。
一种自修复混凝土的制备方法,用于制备本发明所述的自修复混凝土,将再生骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液,然后与混凝土配料混合而成,所述的再生骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液的过程为:巴氏芽孢杆菌菌液低温-4℃~0℃放置12小时后,取再生骨料载体置于负压真空泵,再加入巴氏芽孢杆菌菌液进行吸附,真空负压为0.6Mpa,吸附时间为30~45min,然后转移至烘箱内恒温40℃烘干24小时。
进一步的,所述的再生骨料的粒径为6~10mm碎石,表观密度2340~2540kg/m3,压碎指标为12.7%~17.6%,含水率为1.67%~2.63%,吸水率为3.52%~5.28%;
所述的水泥为PO 42.5级,密度为3150kg/m3;所述的砂细度模数为2.6,堆积密度为1300~1600kg/m3,平均粒径为0.23~0.50mm;所述的石表观密度为2670~2800kg/m3,含水量为3.35~3.48%,吸水率为1.77~1.91%。
进一步的,所述的再生骨料是混凝土建筑垃圾经破碎后没有进行分离而形成的碎石料,再生骨料的粒径为6~10mm碎石,表观密度2340~2540kg/m3,压碎指标为12.7%~17.6%,含水率为1.67%~2.63%,吸水率为3.52%~5.28%;
所述的水泥为PO 42.5级,密度为3150kg/m3;所述的砂细度模数为2.6,堆积密度为1300~1600kg/m3,平均粒径为0.23~0.50mm;所述的石表观密度为2670~2800kg/m3,含水量为3.35~3.48%,吸水率为1.77~1.91%。
再生骨料装配钢筋混凝土连梁,在装配钢筋混凝土连梁的连接处设置多个相互平行的箍筋,所述的箍筋内贯穿设置相互平行的第一纵筋和第二纵筋,在所述的装配钢筋混凝土连梁的连接处,设置自修复混凝土件,自修复混凝土件***设有后置箍筋,所述的自修复混凝土件的两端设置装配式混凝土连梁段,在所述的自修复混凝土件及装配式混凝土连梁段上方设置普通水泥件;
所述自修复混凝土件的浇筑高度为全等再生骨料装配钢筋混凝土连梁高度的3/4~4/5,所述自修复混凝土件的浇筑宽度为全等再生骨料装配钢筋混凝土连梁宽度;
所述的自修复混凝土件包括本发明所述的自修复混凝土。
具体的,与所述的再生骨料装配钢筋混凝土连梁相连接的墙肢侧面预埋钢板,形心与墙肢右侧中点重合,所述的钢板的长度与连梁高度之比为1.5:1,宽度与连梁宽度之比为1:1。
具体的,所述的钢板厚度与连梁宽度之比为1:(15~20)。
进一步的,沿连梁宽度方向等间距设置螺栓(10),所述的螺栓(10)个数为10~15个。
一种再生骨料装配钢筋混凝土连梁的制备方法,将再生骨料装配钢筋混凝土连梁的各部件按本发明所述的再生骨料装配钢筋混凝土连梁的结构进行搭建,搭建完毕后,浇筑本发明所述的自修复混凝土,养护成型即得。
具体的,所述的自修复混凝土按以下步骤进行制备:
将再生骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液,然后与混凝土配料混合而成,所述的再生骨料的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的25%,以混凝土中的水泥为计算基准,巴氏芽孢杆菌菌液的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的35%,所述的再生骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液的过程为:巴氏芽孢杆菌菌液低温-4℃~0℃放置12小时后,取再生骨料载体置于负压真空泵,再加入巴氏芽孢杆菌菌液进行吸附,真空负压为0.6Mpa,吸附时间为30~45min,然后转移至烘箱内恒温40℃烘干24小时,所述的混凝土配料按体积百分比计,由砂、石、水泥和水组成,砂:石:水泥:水=(3.08~3.32):(1.53~1.79):(1.02~1.27):(0.54~0.66)。
本发明的与现有技术相比具有以下技术效果:
本案发明了一种自修复混凝土及其制备方法,以及装配式预制再生骨料自修复钢筋混凝土连梁及制备方法,其修复效能高、环境友好性强、整体强度高、抗震性能强、易于操作,起到建筑垃圾资源化、结构性能好的效果。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明的装配式混凝土连梁段示意图。
图2为本发明的装配式自修复混凝土连梁的连接结构示意图。
图3为图2中A-A处的剖面示意图。
图4为图2中B-B处的剖面示意图。
图5为连梁复合斜筋示意图。
图6为预制再生骨料自修复钢筋混凝土连梁裂缝随加载时间扩展图。
图7为普通混凝土连梁、普通装配式连梁、装配式自修复连梁抗剪承载力对比图。
图8为(a)、(b)、(c)为实施例一自修复混凝土连梁受力形式图。
图9为本例装配式预制再生骨料自修复钢筋混凝土连梁加载开裂后,裂缝修复28天效果图。
附图中各标号表示:
1、箍筋;2、第一纵筋;3、装配式混凝土连梁段;4、第二纵筋;5、自修复混凝土件;6、普通水泥件;7、后置箍筋;8、角钢;9、钢板;10、连接螺栓。
具体实施方式
本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
再生骨料目前多应用在墙体内,在楼房框架结构内是不能应用。再生骨料应用到C30或者以下的混凝土等级较多。
本发明选用的再生骨料,取自混凝土建筑垃圾,是天然骨料与水泥基水化凝结后形成的产物经破碎后形成的石料。其材料特征为粒径为6~10mm的碎石,表观密度2340~2540kg/m3,压碎指标为12.7%~17.6%,含水率为1.67%~2.63%,吸水率为3.52%~5.28%。其表观和天然骨料相比,其表面特征有很大差异:再生骨料表面包裹着一定量的砂浆和水泥素浆(水泥石),其黏附的多少和程度取决于骨料破碎的工艺、设备和原生混凝土的强度等级。破碎出来的再生骨料颗粒表面凸凹不平,非常粗糙、多孔隙、多棱角。与天然骨料相比,再生骨料中的成分也比较复杂,除原生的天然骨料外,还含有少量的砖骨料、砂浆骨料、水泥石骨料,其中,再生骨料在经历垃圾分级分拣后处于被老旧砂浆包裹呈现出疏松多孔的状态。因此再生骨料的附着砂浆的固有多孔性质使其有作为具有再生骨料载体的微生物自修复混凝土载体的可行性,同时其较高的强度能使自修复混凝土的各项性能得到提高。为使本领域技术人员更好地理解本发明的产品及方法,下面以实施例说明制备过程。同时与对比例比较,以说明本发明的优点。
本发明将传统或行业中常见的混凝土配料与自修复再生骨料混合进行自修复混凝土连梁的制备,传统或行业中常见的混凝土配料一般为水、水泥、砂和石子,通常情况下C30混凝土的配料比为砂:石:水泥:水=(3.08~3.32):(1.53~1.79):(1.02~1.27):(0.54~0.66)。可以根据不同的混凝土型号具体的进行选择。
本发明中提到的巴氏芽孢杆菌菌体干粉指的是市面常规购买菌体冻干粉,其制备方式为常规菌种扩培、离心、填加保护剂、冻干、粉碎后获得。
水灰比为影响混凝土性能的主要因素,以水泥用量为准能够准确的较好的减小混凝土性能的制备误差。
巴氏芽孢杆菌,购自陕西省微生物研究所的巴氏芽孢杆菌菌液。
如未特别说明,本发明采用的设备均为本领域常规设备。
如未特别说明,本发明采用的材料均为市售。
实施例1:
本实施例提供一种自修复混凝土,自修复混凝土为微生物自修复混凝土,微生物自修复混凝土按体积百分比计,由混凝土配料、再生骨料和巴氏芽孢杆菌菌液组成;其中菌液体积比取水密度值换算质量比;其它组分体积比换算质量比称重;
所述的再生骨料的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的25%,以混凝土中的水泥为计算基准,巴氏芽孢杆菌菌液的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的35%,水灰比为0.48,水和菌液比为1.8;再生骨料:巴氏芽孢杆菌菌体干粉=1:(0.007~0.013)。
所述的混凝土配料按体积百分比计,由砂、石、水泥和水组成,砂:石:水泥:水=(3.08~3.32):(1.53~1.79):(1.02~1.27):(0.54~0.66);
所述的巴氏芽孢杆菌菌液的OD值为(1~1.2),菌体浓度为2×109~2.4×109cfu/ml。
一种自修复混凝土的制备方法,用于制备本发明所述的自修复混凝土,将再生粗-细骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液,然后与混凝土配料混合而成,所述的再生粗-细骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液的过程为:取购自陕西省微生物研究所的巴氏芽孢杆菌菌液低温-4℃~0℃放置12小时后,取再生骨料载体置于负压真空泵,再加入巴氏芽孢杆菌菌液进行吸附,使之较均匀分布在再生骨料表面,真空负压为0.6Mpa,吸附时间为30~40min,然后转移至烘箱内恒温40℃烘干24小时。
优选的,菌种利用液体培养基按照常规的培养方法进行接种、培养,将菌液稀释至OD值1.2~1.4。
再生骨料是混凝土建筑垃圾经破碎后形成的碎石料;再生骨料的粒径为6~10mm碎石,表观密度2458kg/m3,压碎指标为12.7%~17.6%,含水率为1.67%~2.63%,吸水率为3.52%~5.28%;
所述的水泥为PO 42.5级,密度为3150kg/m3;所述的砂细度模数为2.6,堆积密度为1300~1600kg/m3,平均粒径为0.23~0.50mm;所述的石表观密度为2670~2800kg/m3,含水量为3.35~3.48%,吸水率为1.77~1.91%。
本实施例还公开了一种再生骨料装配钢筋混凝土连梁,结合图1~5,在装配钢筋混凝土连梁的连接处设置多个相互平行的箍筋1,箍筋1内贯穿设置相互平行的第一纵筋2和第二纵筋4,在装配钢筋混凝土连梁的连接处,设置自修复混凝土件5,自修复混凝土件5***设有后置箍筋7,自修复混凝土件5的两端设置装配式混凝土连梁段3,在自修复混凝土件5及装配式混凝土连梁段3上方设置普通水泥件6,普通水泥件6为普通硅酸盐混凝土。
自修复混凝土件5的浇筑高度为全等再生骨料装配钢筋混凝土连梁高度的3/4~4/5,自修复混凝土件5的浇筑宽度为全等再生骨料装配钢筋混凝土连梁宽度;自修复混凝土件5包括本发明的自修复混凝土,还可包括其他自修复混凝土。
进一步,与所述的再生骨料装配钢筋混凝土连梁相连接的墙肢侧面预埋钢板9,形心与墙肢右侧中点重合,钢板9的长度与连梁高度之比为1.5:1,宽度与连梁宽度之比为1:1。钢板9厚度与连梁宽度之比为1:(15~20)。上述混凝土连梁比例仅做参考,具体设计时按实际情况的构造要求确定。优选的,沿连梁宽度方向等间距设置螺栓10,螺栓10个数为10~15个。自修复混凝土连梁与墙肢通过螺栓10连接,钢板9在墙肢中预埋设置。图5是连梁复合斜筋示意图。
本实施例还公开了一种再生骨料装配钢筋混凝土连梁的制备方法,将再生骨料装配钢筋混凝土连梁的各部件按本发明所述的再生骨料装配钢筋混凝土连梁的结构进行搭建,搭建完毕后,浇筑本发明所制备的自修复混凝土,养护成型即得。在浇筑后的自修复混凝土初凝前于自修复混凝土段及装配式混凝土梁段上浇筑普通硅酸盐混凝土。
具体的,再生骨料取自常规建造民用及商用建筑拆除后的混凝土建筑垃圾,经破碎后粒径为6~10mm再生骨料、巴氏芽孢杆菌菌液和培养基溶液;巴氏芽孢杆菌的OD值1~1.2,质量掺量为水泥的0.2%~0.3%;混凝土配料按体积百分比计,砂、石、水泥和水组成,砂:石:水泥:水=(3.08~3.32):(1.53~1.79):(1.02~1.27):(0.54~0.66),体积掺量为25%的再生骨料和体积掺量为35%的巴氏芽孢杆菌菌液;称取备料时菌液体积比取水密度值换算质量比;其它组分体积比换算质量比称重;
水泥为P.O 42.5级,密度为3100kg/m3;所述的砂细度模数为2.6,平均粒径为0.23~0.50mm;石表观密度为2670~2800kg/m3,含水量为3.35~3.48%,吸水率为1.77~1.91%。再生粗骨料载体的粒径为6~10mm碎石,表观密度2340~2540kg/m3,压碎指标为12.7%~17.6%,含水率为1.67%~2.63%,吸水率为3.52%~5.28%。
采用购自陕西省微生物研究所的巴氏芽孢杆菌菌液低温-4℃~0℃放置12小时后,先取再生骨料置于负压真空泵,再加入菌液振捣摇匀使之较均匀分布在再生骨料表面,在真空负压为0.6Mpa条件下吸附35~45min得到自修复再生骨料,转移自修复再生粗骨料于烘箱内恒温40℃烘干24小时;巴氏芽孢的OD值为1~1.2,质量掺量为水泥的0.2%~0.3%,购自陕西省微生物研究所。
分别制作三组钢筋混凝土连梁,在50±5%RH和15±5℃下,于本发明的装配式自修复混凝土连梁两端施加荷载如图8(a)所示,记录其裂缝发展及破坏模式。
在60±5%RH和25±5℃下,于自修复混凝土连梁两端施加荷载如图8(b)所示,记录其裂缝发展及破坏模式。
在70±5%RH和20±5℃下,于本发明的装配式自修复混凝土连梁两端施加荷载如图8(c)所示,记录其裂缝发展及破坏模式。
其结果如图6(a)、(b)、(c)、(d)所示,随着荷载的增加,裂缝逐渐发展,连梁呈现剪切破坏模式,裂缝逐渐发展并且增多。如图9所示,在修复28天之后,试件表面裂缝基本被完全修复,其修复效果良好。当连梁再次受力后,定向引导了其破坏模式,连梁两端先破坏,形成塑性铰,保证了其破坏具有更好的延性,从而达到“强剪弱弯”的设计要求。
实施例2
同实施例1,不同的是,本实施例的巴氏芽孢杆菌菌液浓度分为2~2.4×108cfu/ml,2~2.4×109cfu/ml,2~2.4×1010cfu/ml;巴氏芽孢杆菌菌液的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的35%;三种浓度下制备得到的试件分别记为BRC1,BRC2,BRC3。
按质量比计,混凝土按照砂:石:水泥:水=(3.08~3.32):(1.53~1.79):(1.02~1.27):(0.54~0.66)进行配料,水泥为PO 42.5级,密度为3150kg/m3;砂的细度模数为2.6,平均粒径为0.23~0.50mm;石的表观密度为2670~2800kg/m3,含水量为3.35~3.48%,吸水率为1.77~1.91%。;在拌和的过程中分别加入(按自修复混凝土体积百分比计)25%的再生骨料,得到自修复钢筋混凝土连梁;将自修复混凝土浇筑至混凝土构件(40×60×300mm)上,并养护成型。
装配式自修复混凝土连梁成型后静置48h脱模后85±5%RH和22±2℃条件下养护7d后预置裂缝;试件经电液伺服压力试验机采用三点法加载预置裂缝,具体方法为调试压力机以0.05mm/min的速率加载,当试件的受拉侧面最下端出现0.1~0.3mm裂缝即停止加载并于持荷90s后卸载;试件放在水中充氧养护,分别在3d,7d,14d,28d并且记录裂缝修复情况。
结果如表1所示,BRC1、BRC2、BRC3分别表示不同细菌浓度下所制备的混凝土试件。
表1不同细菌浓度下自修复混凝土修复效能
Figure BDA0002424959240000121
BRC1试件菌液浓度过低,导致裂缝处修复物不足,裂缝没有完全修复。BRC2试件在修复28天后,裂缝得到完全修复。BRC3菌液浓度过高,修复效果略低于BRC2,其原因可能是细菌浓度过高,营养物质不足,细菌缺乏存活的空间。而且BRC3较其余两组经济成本高。可以看出,细菌的最佳浓度为2~2.4×109cfu/ml。
对比例1
同实施例2,与实施例2不同的是,本实施例给出装配式自修复混凝土连梁的制备过程中,不加入再生骨料,直接添加菌液的方式浇筑混凝土连梁,即将菌液直接加入到混凝土配料中进行自修复混凝土的制备。
去掉再生骨料后,巴氏芽孢杆菌菌液浓度分为2~2.4×108cfu/ml,2~2.4×109cfu/ml,2~2.4×1010cfu/ml;所制备的试件分别为BRD1、BRD2、BRD3。
试件成型后静置48h脱模后85±5%RH和22±2℃条件下养护7d后预置裂缝;试件经电液伺服压力试验机采用三点法加载预置裂缝,具体方法为调试压力机以0.05mm/min的速率加载,当试件的受拉侧面最下端出现0.1~0.3mm裂缝即停止加载并于持荷90s后卸载;试件放在水中充氧养护,分别在3d,7d,14d,28d并且记录裂缝修复情况。
表2不同细菌浓度下自修复混凝土修复效能
Figure BDA0002424959240000131
去掉再生骨料后,由于细菌缺少保护载体,三组试件中细菌修复裂缝的能力大大降低,其原因可能是混凝土恶劣的内部环境极大地降低了细菌的存活能力,导致三组试件修复裂缝效果普遍很低。
对比例2
本对比例按照实施例一预制再生骨料自修复钢筋混凝土连梁制作方法,在60±5%RH和25±5℃下,对比了普通混凝土连梁(L1),普通装配式连梁(L2)、装配式自修复混凝土连梁(L3)在开裂后,分别修复7天、14天、20天、28天的抗剪承载力,结果如表3所示。
表3不同混凝土的抗剪承载力(KN)
Figure BDA0002424959240000132
Figure BDA0002424959240000141
如图7所示,其中装配式自修复混凝土连梁在破坏后能够快速修复,其抗剪承载力在连梁修复后恢复效果最好。而普通混凝土连梁,普通装配式连梁在连梁开裂后,连梁中还存在残余抗剪承载力,远低于装配式自修复混凝土连梁。
在本实施例中,上列实施例,对本发明的目的、技术方案和有点进行了进一步地详细说明,所应说明的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围内。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所发明的内容。

Claims (10)

1.一种自修复混凝土,其特征在于,所述的自修复混凝土为微生物自修复混凝土,所述的微生物自修复混凝土按体积百分比计,由混凝土配料、再生骨料和巴氏芽孢杆菌菌液组成;
所述的再生骨料的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的20%~30%,巴氏芽孢杆菌菌液的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的32~38%;
所述的混凝土配料按体积百分比计,由砂、石、水泥和水组成,砂:石:水泥:水=(3.08~3.32):(1.53~1.79):(1.02~1.27):(0.54~0.66);
所述的巴氏芽孢杆菌菌液的OD值为(1~1.2),菌体浓度为2×109~2.4×109cfu/ml。
2.一种自修复混凝土的制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1所述的自修复混凝土,将再生骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液,然后与混凝土配料混合而成,所述的再生骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液的过程为:巴氏芽孢杆菌菌液低温-4℃~0℃放置12小时后,取再生骨料载体置于负压真空泵,再加入巴氏芽孢杆菌菌液进行吸附,真空负压为0.6Mpa,吸附时间为30~45min,然后转移至烘箱内恒温40℃烘干24小时。
3.根据权利要求1所述的自修复混凝土,其特征在于,所述的再生骨料的粒径为6~10mm碎石,表观密度2340~2540kg/m3,压碎指标为12.7%~17.6%,含水率为1.67%~2.63%,吸水率为3.52%~5.28%;
所述的水泥为PO 42.5级,密度为3150kg/m3;所述的砂细度模数为2.6,堆积密度为1300~1600kg/m3,平均粒径为0.23~0.50mm;所述的石表观密度为2670~2800kg/m3,含水量为3.35~3.48%,吸水率为1.77~1.91%。
4.根据权利要求2所述的自修复混凝土的制备方法,其特征在于,所述的再生骨料是混凝土建筑垃圾经破碎后没有进行分离而形成的碎石料,再生骨料的粒径为6~10mm碎石,表观密度2340~2540kg/m3,压碎指标为12.7%~17.6%,含水率为1.67%~2.63%,吸水率为3.52%~5.28%;
所述的水泥为PO 42.5级,密度为3150kg/m3;所述的砂细度模数为2.6,堆积密度为1300~1600kg/m3,平均粒径为0.23~0.50mm;所述的石表观密度为2670~2800kg/m3,含水量为3.35~3.48%,吸水率为1.77~1.91%。
5.再生骨料装配钢筋混凝土连梁,其特征在于,在装配钢筋混凝土连梁的连接处设置多个相互平行的箍筋(1),所述的箍筋(1)内贯穿设置相互平行的第一纵筋(2)和第二纵筋(4),在所述的装配钢筋混凝土连梁的连接处,设置自修复混凝土件(5),自修复混凝土件(5)***设有后置箍筋(7),所述的自修复混凝土件(5)的两端设置装配式混凝土连梁段(3),在所述的自修复混凝土件(5)及装配式混凝土连梁段(3)上方设置普通水泥件(6);
所述自修复混凝土件(5)的浇筑高度为全等再生骨料装配钢筋混凝土连梁高度的3/4~4/5,所述自修复混凝土件(5)的浇筑宽度为全等再生骨料装配钢筋混凝土连梁宽度;
所述的自修复混凝土件(5)包括权利要求1或3任一所述的自修复混凝土。
6.根据权利要求5所述的再生骨料装配钢筋混凝土连梁,其特征在于,与所述的再生骨料装配钢筋混凝土连梁相连接的墙肢侧面预埋钢板(9),形心与墙肢右侧中点重合,所述的钢板(9)的长度与连梁高度之比为1.5:1,宽度与连梁宽度之比为1:1。
7.根据权利要求6所述的再生骨料装配钢筋混凝土连梁,其特征在于,所述的钢板(9)厚度与连梁宽度之比为1:(15~20)。
8.根据权利要求6所述的再生骨料装配钢筋混凝土连梁,其特征在于,沿连梁宽度方向等间距设置螺栓(10),所述的螺栓(10)个数为10~15个。
9.一种再生骨料装配钢筋混凝土连梁的制备方法,其特征在于,将再生骨料装配钢筋混凝土连梁的各部件按权利要求5~8任一所述的再生骨料装配钢筋混凝土连梁的结构进行搭建,搭建完毕后,浇筑权利要求1所述的自修复混凝土,养护成型即得。
10.根据权利要求9所述的再生骨料装配钢筋混凝土连梁的制备方法,其特征在于,所述的自修复混凝土按以下步骤进行制备:
将再生骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液,然后与混凝土配料混合而成,所述的再生骨料的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的25%,以混凝土中的水泥为计算基准,巴氏芽孢杆菌菌液的体积掺量为微生物自修复混凝土总体积的35%,所述的再生骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液的过程为:巴氏芽孢杆菌菌液低温-4℃~0℃放置12小时后,取再生骨料载体置于负压真空泵,再加入巴氏芽孢杆菌菌液进行吸附,真空负压为0.6Mpa,吸附时间为30~45min,然后转移至烘箱内恒温40℃烘干24小时,所述的混凝土配料按体积百分比计,由砂、石、水泥和水组成,砂:石:水泥:水=(3.08~3.32):(1.53~1.79):(1.02~1.27):(0.54~0.66)。
CN202010217729.XA 2020-03-25 2020-03-25 自修复混凝土、再生骨料装配钢筋混凝土连梁及制备方法 Pending CN111484284A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010217729.XA CN111484284A (zh) 2020-03-25 2020-03-25 自修复混凝土、再生骨料装配钢筋混凝土连梁及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010217729.XA CN111484284A (zh) 2020-03-25 2020-03-25 自修复混凝土、再生骨料装配钢筋混凝土连梁及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111484284A true CN111484284A (zh) 2020-08-04

Family

ID=71797832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010217729.XA Pending CN111484284A (zh) 2020-03-25 2020-03-25 自修复混凝土、再生骨料装配钢筋混凝土连梁及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111484284A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112142409A (zh) * 2020-09-27 2020-12-29 长安大学 一种微生物自愈合防水抗渗砂浆及其制备方法
CN113681700A (zh) * 2021-09-18 2021-11-23 重庆科技学院 一种注入式微生物粘土砖批量生产方法
CN117567114A (zh) * 2023-11-02 2024-02-20 中交第三航务工程局有限公司 一种自修复早强高强套筒灌浆材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106193450A (zh) * 2016-09-06 2016-12-07 南京工业大学 一种内置软钢的高耗能混凝土连梁
KR20190121683A (ko) * 2018-04-18 2019-10-28 고려대학교 산학협력단 라이시니바실러스 보로니톨러란스 ys11 균주 및 바실러스 속 ak13 균주의 혼합배양을 통한 탄산칼슘 생성 및 이의 용도
CN110423065A (zh) * 2019-07-30 2019-11-08 西安建筑科技大学 一种以再生粗骨料为载体的自修复混凝土及制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106193450A (zh) * 2016-09-06 2016-12-07 南京工业大学 一种内置软钢的高耗能混凝土连梁
KR20190121683A (ko) * 2018-04-18 2019-10-28 고려대학교 산학협력단 라이시니바실러스 보로니톨러란스 ys11 균주 및 바실러스 속 ak13 균주의 혼합배양을 통한 탄산칼슘 생성 및 이의 용도
CN110423065A (zh) * 2019-07-30 2019-11-08 西安建筑科技大学 一种以再生粗骨料为载体的自修复混凝土及制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112142409A (zh) * 2020-09-27 2020-12-29 长安大学 一种微生物自愈合防水抗渗砂浆及其制备方法
CN113681700A (zh) * 2021-09-18 2021-11-23 重庆科技学院 一种注入式微生物粘土砖批量生产方法
CN113681700B (zh) * 2021-09-18 2022-07-26 重庆科技学院 一种注入式微生物粘土砖批量生产方法
CN117567114A (zh) * 2023-11-02 2024-02-20 中交第三航务工程局有限公司 一种自修复早强高强套筒灌浆材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kene et al. Experimental study on behavior of steel and glass fiber reinforced concrete composites
Yilmaz et al. Possibility of using waste tire rubber and fly ash with Portland cement as construction materials
CN111484284A (zh) 自修复混凝土、再生骨料装配钢筋混凝土连梁及制备方法
Wang et al. Ultra-lightweight engineered cementitious composite using waste recycled hollow glass microspheres
Alzeebaree et al. Performance of FRP confined and unconfined geopolymer concrete exposed to sulfate attacks
Vairagade et al. Strength of normal concrete using metallic and synthetic fibers
CN105060779B (zh) 一种用于钢筋混凝土结构加固的纤维增强水泥基复合材料
Bdeir Study some mechanical properties of mortar with sawdust as a partially replacement of sand
Khatib et al. Performance of concrete containing waste plastic straw fibers
CN106278051B (zh) 一种抗冲击复合板材及其制备方法
CN113387648A (zh) 一种固体废弃物制作的垃圾热解物混凝土及其制备方法
CN111087203B (zh) 一种高阻尼混凝土及其制备方法
US20230139047A1 (en) Rubber concrete product
CN110451876B (zh) 一种建筑垃圾废弃砖为载体的自修复混凝土及其制备方法
de Brito et al. Use of industrial waste as aggregate: properties of concrete
CN113816684A (zh) 一种用于抗渗加固的超高延性水泥基复合材料及其制备方法
Graybeal Fabrication of an optimized UHPC bridge
CN111734050A (zh) 自修复混凝土、预制内嵌柱芯混凝土组合柱及制备方法
Cleary et al. Implementation of internal curing in transportation concrete
Aman et al. Crumb rubber mortar and its properties: An overview
Rehman Some properties of fiber reinforced no fine concrete
CN117510158B (zh) 一种超高性能混凝土及其制备方法和应用
Ahmad et al. Strength development of lightweight Styrofoam concrete
CN112777979B (zh) 一种基于废弃玻璃集料的抗冲磨廊道超高性能混凝土及其制备方法
CN115893918B (zh) 一种混合钢纤维和钢环增强橡胶再生混凝土及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200804