碱激发和复合激发下废弃混凝土再生微粉活性分析

为提高市政固体废弃物的利用率,改善再生制品的性能,本试验采用碱激发剂和复合激发剂对废弃混凝土微粉活性进行激发,研究了激发剂种类和掺量对再生微粉活性的影响,测试了不同掺量下砂浆的抗压强度,并通过SEM等测试手段对试样的微观结构进行了评价。结果表明:再生微粉的活性较低,当掺量 25%时,砂浆抗压强度随其掺量的增加急剧降低;不同激发剂对再生微粉激发效果不同,Na_2CO_3激发效果最好,CaSO_4次之,三乙醇胺最差,三乙醇胺对砂浆3d抗压强度有较好的增强作用;复合激发剂(Na_2CO_3+CaSO_4)可以显著提高再生微粉的活性,Na_2CO_3+CaSO_4的比例为3∶1,当掺量为5%时激发效果最佳,当微粉掺量不超过50%时,砂浆28d抗压强度达到32 MPa。     

碱激发再生黏土砖粉泡沫混凝土性能研究

研究了在碱激发方式下再生黏土砖粉的活性激发效果和机理,探究了活性激发后的再生黏土砖粉用于制备泡沫混凝土的可行性。结果表明：复合碱激发剂可以提高再生黏土砖粉-水泥胶凝材料的28 d抗压强度和活性指数,当复合碱激发剂掺量为3%时,试件的28 d抗压强度和活性指数分别为22.42 MPa和73.3%,激发效果最好;当采用复合碱激发剂时,胶凝材料体系的水化放热速率和水化放热总量低,水化反应时间长,试件的后期强度高;当复合碱激发剂掺量为3%、再生黏土砖粉掺量为40%、水胶比为0.50时,再生黏土砖粉泡沫混凝土的性能满足JG/T266—2011《泡沫混凝土》的要求。     

再生微粉混凝土的抗压强度及其活性激发

将再生微粉作为矿物掺合料,以一定比例等量取代水泥应用于水泥混凝土后,研究不同取代率的再生微粉混凝土的抗压强度的差异,分析再生微粉掺量对混凝土抗压强度的影响规律。采用化学激发和物理激发的方法对不同取代率的再生微粉混凝土进行活性激发,分析不同活性激发处理对再生微粉混凝土抗压强度的影响。结果表明:再生微粉在一定掺量之内对混凝土的抗压强度有促进作用,其最佳掺量在10%左右;相同掺量情况下,Ca(OH)_2对再生微粉混凝土的激发效果最优,随着再生微粉掺量的增加,激发效果明显降低。     

激发再生微粉活性的方法研究

选择机械球磨和化学激发剂双重激发方式,通过胶砂试验,研究了球磨时间、激发剂用量对再生微粉活性的影响,并通过测试活化后再生微粉对水泥胶砂抗压强度的影响来判断再生微粉的最优活化方式。试验结果表明,随着球磨时间的增长,再生微粉平均粒径减小,比表面积增大,有利于其活性的提高;扫描电镜和能谱分析结果表明,再生微粉主要由碳酸钙和二氧化硅组成,这为激发提供最根本可能性;抗压强度结果表明,Na_2SO_4激发效果更好,当激发剂掺量为3%,球磨时间在60 min以上时,可有效地提高再生微粉活性,增活后的再生微粉掺量可扩大至30%左右且能保证了胶砂试块的强度损失控制在15%以内。     

复合活化对废弃混凝土再生微粉活性的影响及机理研究

再生微粉具有潜在活性,可作为辅助性胶凝材料取代水泥,但活性低限制了其应用。采用物理-化学复合活化方法激发再生微粉的活性,研究了活化再生微粉的活性指数、力学性能和微观形貌。结果表明：随着研磨时间的延长,胶砂的抗压、抗折强度先提高后降低;当研磨时间为4 h时胶砂试块的28 d抗压强度为28.6 MPa,28 d活性指数为64.3%。采用物理-化学复合活化时,当研磨4 h且掺加1%Na2SO4+1%Ca(OH)2激发剂时,胶砂28 d抗压强度为35.2 MPa,28 d活性指数达到79.1%,再生微粉的活性显著提高。     

基于微生物增溶活化的再生混凝土微粉基砌体材料制备研究

采用不同激发剂对再生混凝土微粉进行激发,确定较优的激发剂种类和掺量。采用不同质量浓度的芽孢杆菌株液对再生混凝土微粉进行14 d的浸泡,研究了菌株液对其活性的影响规律。进而以不同配比制备了再生混凝土微粉基砌体材料。研究结果表明,采用0.10%三乙醇胺+5.00%PCE复合激发剂的效果较好。bio-51767胶质芽孢杆菌株液对再生混凝土微粉有增溶活化作用,且随菌株液浓度降低,活化效果逐渐降低。采用质量浓度为0.077%的菌株液在稀释倍数不高于5倍,处置周期为14 d时,再生混凝土微粉与水泥质量比为55∶45,水胶比0.25,掺最优激发剂,经发泡可以制备MU15、MU20级砌体材料。     

低品质粉煤灰的活性激发研究

通过物理球磨和化学激发剂两种不同方法对本地电厂的一种低品质粉煤灰进行活性激发。试验结果表明:低品质粉煤灰强度活性指数随球磨时间增加而提高。硫酸钠、氢氧化钙和氯化钙三种化学激发剂对粉煤灰都有激发作用,其中氢氧化钙激发效果最佳,掺量为10%时强度活性指数可达到75.73%。     

耦合活化对废弃混凝土再生微粉活性的影响

通过机械力、化学及热力耦合活化方法提高再生微粉的活性,研究粉磨时间、水玻璃模数与掺量、养护温度与时间对废弃混凝土再生微粉活性及硬化浆体微观结构的影响。结果表明：废弃混凝土再生微粉平均粒径从89.93μm降至24.71μm时,其强度活性指数较原粉提高26%。利用水玻璃激发再生微粉可制备碱激发再生微粉胶凝材料,当水玻璃模数为1.4,Na2O掺量为6%时,28、90 d净浆试件抗压强度分别为11.5、18.2 MPa。在养护温度为60℃,养护时间为6 h的条件下,28 d净浆试件抗压强度提高28.1%。随着养护温度的升高,水化产物与碳化产物相继增多,对于提高早期强度有一定的促进作用,但是养护温度过高会使结构易产生裂缝,后期强度随养护时间的延长呈下降趋势。     

激发剂种类对不同粉煤灰掺量的水泥胶砂强度的影响

采用胶砂强度试验,研究了几种激发剂对不同粉煤灰掺量的胶砂试块强度的影响.结果表明:激发剂掺量在0～2%之间,激发剂的掺量越大,激发效果越好;在低掺量粉煤灰体系时,硫酸钠和二水石膏3d和7d效果好,氯化钙28 d效果明显,其他几种激发剂效果稍差;这是由于体系中掺人的硫酸钠、二水石膏和氯化钙,增补了体系中SO42-和Ca2+,对钙矾石和氯钙复盐的生成有利,同时也有助于粉煤灰活性的激发.在高掺量粉煤灰体系时,试块3 d强度提高不大,7d时硅酸钠和硫酸钠的效果比较好,28 d硅酸钠的效果最明显,其他几种激发剂效果稍差;这是由于硫酸钠和硅酸钠水解后生成NaOH,使液相中的OH-增多,粉煤灰存碱性环境下,玻璃体结构发生解聚重组,生成了具有三维网络状结构的无机聚合物.     

HPMC对再生微粉泡沫混凝土基本性能影响研究

为解决制作再生微粉泡沫混凝土过程中泡沫破灭严重的问题,研究了羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)对再生微粉泡沫混凝土性能的改善效果,分析了HPMC在不同掺量下对再生微粉泡沫混凝土性能影响的变化规律,对掺量分别为0.0、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%(HPMC百分比为占发泡剂溶液质量的质量比)的HPMC制作的泡沫体系进行了性能测试,并对制取的再生微粉泡沫混凝土进行了力学性能试验对比研究。试验结果表明:HPMC存在最佳掺量,HPMC掺量为0.4%时效果最佳,泡沫泌水量、沉降距及发泡剂发泡倍数均有很好的改善,再生微粉泡沫混凝土浆体流动性、稳定性较好,试件3d、7d、28d的抗压强度均高于其他掺量,在此基础上增加或减少HPMC掺量,再生微粉泡沫混凝土的强度均有不同程度的下降。     

再生微粉混凝土抗冻性及抗硫酸盐侵蚀性能研究

以28 d活性指数为85%的再生微粉按胶凝材料10%、20%、30%加入混凝土中,进行了再生微粉混凝土冻融循环试验及抗硫酸盐侵蚀性能研究。试验结果表明,再生微粉掺量低于20%时,掺量越高,混凝土的抗冻性能越好;通过SEM结果发现,混凝土冻融损坏是因水分子受冻膨胀导致钙矾石结晶裂缝和骨料与晶体间裂缝;再生微粉掺量越高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能越低,且随着侵蚀时间的增加,该效果更加显著;EDS结果表明,干湿循环破坏的混凝土内部S元素急剧增加,形成的碳硫硅钙石膨胀导致混凝土内部产生结构裂缝是混凝土损伤的主要原因。     

碳化和加热改性石材微粉对水泥浆体性能影响试验

为提高石材制品生产过程中产生的废弃微粉的再生利用率,通过CO₂碳化和加热预处理,探讨花岗岩石材微粉替代水泥制备水泥基浆体的改性方法。以石材微粉替代率(0%、10%、20%、30%)、石材微粉粒径(2组)、碳化时长(0、24 h)、加热温度(室温、400 ℃、600 ℃)为试验变量,并考虑7 d和28 d龄期的影响,开展了改性再生微粉水泥基浆体流动性和抗压性能的试验研究,分析了各变量对其流动性、抗压强度和破坏模式的影响规律。在此基础上,结合X射线衍射(XRD)测试,揭示石材微粉的改性机理。结果表明:石材微粉的掺入会造成水泥浆体强度的明显下降; 加热改性在一定程度上可以减少石材微粉对水泥浆体的负面作用,其中400 ℃加热改性的效果最佳; 碳化改性该类石材微粉对水泥基浆体的增强效果不佳; 改性前后的石材微粉掺入均不会对水泥浆体的流动性产生明显影响。     

建筑垃圾再生微粉泡沫混凝土性能研究

制备了不同建筑垃圾再生微粉取代率的泡沫混凝土,研究了再生微粉取代率对泡沫混凝土流动度、抗压强度、导热系数、干燥收缩值和吸水率的影响。结果表明,随着再生微粉取代率的增加,泡沫混凝土流动度减小;掺加再生微粉明显降低泡沫混凝土的抗压强度;再生微粉取代率对各密度级泡沫混凝土的导热系数影响不明显;随着再生微粉取代率的增加,各密度级泡沫混凝土的干燥收缩值、吸水率逐渐增大,且其对低密度级泡沫混凝土的吸水率影响更加显著。     

改性秸秆纤维增强再生骨料砌块的研究

通过向再生骨料混凝土砌块中添加经不同种类硅烷偶联剂改性的农作物秸秆纤维,制备改性秸秆纤维增强再生骨料砌块,测试了再生骨料砌块的性能,并对试件进行SEM、XRD分析。结果表明,再生骨料砌块中的秸秆纤维用5%的KH560改性效果最优,添加10%经5%KH560改性的秸秆纤维制备再生骨料砌块28 d抗压强度较未改性时提高了102%。不同改性秸秆纤维的最佳掺量为5%KH550改性的秸秆纤维20%、5%KH560改性的秸秆纤维10%和2%KH570改性的秸秆纤维20%。     

掺废橡胶粉页岩陶粒混凝土的受压性能

用不同掺量的废橡胶粉取代页岩陶粒混凝土中的部分砂,配制成橡胶轻骨料混凝土(RLC),对RLC立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量以及受压破坏形态进行研究,并结合微观结构就废橡胶粉对页岩陶粒混凝土受压性能的影响进行了讨论.结果表明,随着废橡胶粉掺量的增加,RLC的干密度、抗压强度和弹性模量均逐渐减小,破坏形态也与普通陶粒混凝土的脆性破坏形态截然不同,表现出明显的塑性破坏特征.研究还发现废橡胶粉有一定的引气作用,且废橡胶粉与水泥石界面结合较好.     

用于水泥混凝土的废轮胎胶粉的改性方法研究

废旧轮胎胶粉在水泥混凝土中的利用是废物循环利用项目的一个新课题。为了解决橡胶粉直接掺入引起的材料强度大幅下降问题，本文重点研究了橡胶粉的表面改性方法及其对水泥砂浆力学性能的影响，并对改性胶粉增强水泥砂浆机理进行了探讨。研究结果表明：用有机改性剂B改性的胶粉制备的水泥砂浆具有最好的性能效果；无机改性剂A由于价格低。因而更具推广价值；三种改性方法对胶粉水泥砂浆28d抗压强度均有明显改善作用。     

包浆再生骨料混凝土力学与收缩性能试验研究

基于建筑废弃物资源化利用的发展理念,制备了包浆再生骨料混凝土,试验研究了应用不同处理方法的再生骨料对该混凝土材料的抗折强度、抗压强度和收缩性能的影响规律,建立了收缩模型,并运用秩和检验方法检验了其显著性;采用扫描电镜图像分析(SEM)研究了混凝土界面过渡区的结构。试验结果表明:包裹用水泥浆中胶粉和硅粉协同作用可以明显改善包浆再生骨料混凝土界面过渡区的结构,提高抗压强度和抗折强度;再生骨料包浆3 d拌制的混凝土强度较高,收缩最大,包浆28 d拌制使得混凝土收缩最小;硅粉对包浆再生骨料混凝土35 d之前的收缩抑制效应明显,35 d之后胶粉抑制效应显著;包浆再生骨料混凝土收缩率与龄期满足指数函数关系,且在水平α=0.01下其相关关系显著。     

掺合料对再生混凝土三孔砖力学及抗冻性能的影响

利用废弃黏土砖制备再生混凝土三孔砖,通过改变粉煤灰、矿粉的掺量,研究单掺、复掺掺合料裹骨料对再生混凝土三孔砖的抗压强度和冻融循环后强度损失及质量损失的影响。结果表明:采用粉煤灰、矿粉裹骨料搅拌工艺制备再生混凝土三孔砖,改善了混凝土三孔砖的力学及抗冻性能,使混凝土三孔砖达到国家承重墙体材料的标准要求。复掺矿粉、粉煤灰的改性效果优于单掺掺合料改性效果,当矿粉掺量为20%,粉煤灰掺量10%时,改性效果最优,混凝土28 d抗压强度达到最大值47.2 MPa,抗冻性最好,其抗冻质量损失最低为0.3%,强度损失最低为8%。     

矿渣微粉和石粉对高石粉含量花岗岩石屑砂浆性能影响的试验研究

为探讨水泥+矿渣微粉+石粉复合胶凝材料体系的可行性,采用砂浆进行了不同掺量矿渣微粉和石粉代替水泥的试验研究。研究结果表明:在高石粉含量的石屑砂浆中,随着矿粉掺量增加,砂浆强度呈现先增加后降低的趋势。从28 d砂浆强度不降低的角度考虑,矿粉最大掺量为50%。在水泥+30%(或50%)矿粉的胶凝材料体系中,以适量石粉取代部分水泥对砂浆28 d强度影响不大,石粉取代量以7%左右为宜。对于高石粉含量花岗岩石屑,可采用水泥+矿粉+石粉的复合胶凝材料体系,利用石屑中的部分石粉取代水泥,为解决高石粉含量石屑配制混凝土问题起到了一定的指导作用,同时也达到降低混凝土成本的目的。     

建筑垃圾再生微粉对水泥胶砂强度影响研究

以再生骨料生产过程中收集的再生微粉为研究对象,测试其理化特性,经过超微气流粉碎机机械力活化处理后,分别以不同比例替代水泥制备水泥胶砂试体,研究不同粉磨时间、不同掺量的再生微粉对水泥胶砂强度的影响。结果表明:随着粉磨时间延长,再生微粉活性逐渐增加,利用气流粉碎机对再生微粉进行活化处理的时间宜控制在25~30 min;相同粉磨时间下,随着再生微粉掺量增加,水泥胶砂强度逐渐降低,再生微粉替代水泥掺量宜控制在20%以下。