再生骨料对再生混凝土性能的影响

对建筑垃圾中的碎砖和废弃混凝土进行处理,生成再生骨料。分别对再生碎砖骨料和再生废混凝土骨料基本性质进行试验,然后根据两种骨料的不同掺配比例替代天然粗骨料进行再生混凝土的配制,并检验再生混凝土的基本性能。结果表明:再生粗骨料中碎砖和废混凝土所占的比例对再生混凝土的性能影响很大。再生碎砖骨料的含量越大,混凝土的工作性越差,力学强度越低。而随着再生废弃混凝土骨料含量的增加,混凝土的工作性良好,力学指标提高。     

再生混凝土基本力学性能试验及其影响因素研究

以武汉某城市道路维修所废弃,经现场钻芯取样推定原生强度等级为C55的混凝土,作为再生粗骨料来源,设计4种取代率(0、50%、75%、100%)和3种水灰比(0.38、0.42、0.46)共108个试件,对再生混凝土的立方体抗压、立方体劈裂抗拉、抗折强度开展有关试验研究,揭示了取代率和水灰比影响下的再生混凝土力学性能变化规律和影响机理。研究表明:随着取代率的不断增大,再生骨料在构建再生混凝土骨架空间中的分布越发广泛,对再生混凝土力学性能和工作性能造成了不利影响;再生混凝土破坏机理的核心就是,残余外包裹砂浆在水泥砂浆黏结界面的占比,对降低实际水灰比提高再生混凝土强度的贡献,小于再生骨料缺陷降低黏结界面承载力带来强度减小的损失;原生服役强度越高,黏结界面原始缺陷和承载力的薄弱就相应减少。     

再生骨料特性对再生混凝土强度和碳化性能的影响

为了评价再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生混凝土性能的影响,以再生骨料表面不同的砂浆强度及附着率为变量,配制了不同强度等级的再生骨料混凝土,通过对比性强度试验和碳化试验评价了再生混凝土内部存在的2个界面过渡区与混凝土性能的关系.结果表明:以高强度原生混凝土为再生骨料配制相对较低强度等级的再生骨料混凝土时,其强度与普通混凝土几乎相同,再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生骨料混凝土强度影响不大,但碳化深度有所增大;以相对较低强度原生混凝土为再生骨料配制同强度等级以上的再生骨料混凝土时,其强度与普通混凝土相差较大,再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生混凝土强度影响较大,碳化深度也相应增大.     

钢筋再生混凝土黏结滑移性能研究

黏结滑移性能是再生混凝土技术应用于工程实际的一项重要课题。考虑再生粗骨料取代率(30%、50%、70%)和再生混凝土强度等级(C20、C40)2个参数,制作5组再生混凝土试件进行中心拔出试验。得到不同种类再生混凝土的荷载-滑移曲线,曲线可分为微滑、滑移、劈裂、破碎、残余5个阶段。定义了初始黏结滑移模量E0及峰值黏结滑移割线模量Eu,E0/Eu数值越大,混凝土黏结性能越好。当混凝土强度等级相同,再生粗骨料取代率小于70%时,黏结强度随取代率的增大而增大;当取代率相同,黏结强度随混凝土强度等级增加而增大。基于试验与理论分析,给出了再生粗骨料取代率与极限黏结强度的方程以及黏结滑移本构关系方程,模型结果与试验结果吻合良好。     

再生细骨料及其混凝土的微观结构特征

采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、显微硬度和氮吸附等微观测试方法研究了再生细骨料及其混凝土的微观结构特征。研究结果表明：再生细骨料是一种组成复杂的、具有一定水化活性的和高渗透性的人造骨料,其主要矿物相为SiO2、CaCO3以及少量的C2S。再生细骨料混凝土内部水泥石孔隙较多,结构密实性较差,同时其与再生细骨料间存在较为明显的界面过渡区,该界面过渡区宽度较大,且界面过渡区两侧的骨料和水泥石的显微硬度均较低。再生细骨料的多孔结构,以及再生细骨料混凝土内部水泥石和界面过渡区微观结构缺陷是导致其大孔增多的主要原因,大孔的增多会对混凝土抗渗性产生不利影响。     

车桥耦合振动对钢纤维-水泥石界面黏结性能的影响

研究了车桥耦合振动对钢纤维-水泥石界面黏结性能的影响.通过振动台模拟轻、中交通量引起的振动,在混凝土凝结期各阶段进行振动,比较分析钢纤维-水泥石界面黏结强度的变化.研究结果表明:振动发生在初凝前,交通量越小对钢纤维-水泥石的早期界面黏结强度改善效果越好;振动发生在初凝—终凝,显著降低了钢纤维-水泥石早期界面黏结强度,中等交通3d界面黏结强度损失了16.8%;终凝后振动对钢纤维-水泥石界面黏结强度影响较小;不中断交通的持续振动对钢纤维-水泥石的界面黏结性能产生了最不利的影响,随着养生龄期的增长,水化反应的进行,后期钢纤维-水泥石界面黏结性能有所提高.     

不同龄期再生骨料对再生混凝土性能的影响

将原生混凝土养护至1 d、28 d、111d后分别将其从养护室中取出,采用鄂式破碎机将其破碎制得的再生骨料后,分别制成再生混凝土,以研究不同龄期原生混凝土制得的再生骨料中水泥水化程度对再生混凝土性能的影响。结果表明,1 d龄期再生骨料中含有大量未水化的水泥,可以继续水化,从而显著提高再生混凝土的强度,且对于掺粉煤灰的再生混凝土而言,其生成的Ca(OH)2有助于激发粉煤灰的早期活性;而28 d与111 d龄期再生骨料中所含水泥的水化已基本完成,因此,其对再生混凝土强度的提高以及对粉煤灰的激发作用贡献甚微。     

全组分利用废瓷砖制备混凝土及其耐久性

将陶瓷工业废弃物——废瓷砖破碎为再生粗、细骨料及粉料,对其全组分利用制备混凝土。通过干缩试验、冻融试验和碳化试验,研究废瓷砖再生粗、细骨料及粉料对混凝土耐久性的影响。结果表明:在相同配合比条件下,用废瓷砖再生粗细骨料取代天然砂、石集料,可提高混凝土抗压强度、减少混凝土早期干缩,但会降低混凝土的抗冻融性能和抗碳化能力。掺入适量磨细废瓷粉,会劣化混凝土的抗冻融性能及抗碳化能力。     

型钢再生混凝土黏结滑移推出试验及黏结强度分析

为研究型钢与再生混凝土界面之间的黏结滑移性能,以再生粗骨料取代率、型钢与再生混凝土的黏结部位、型钢保护层厚度、横向配箍率、再生骨料母料强度和再生骨料粒径等为变化参数,设计了22个型钢再生混凝土试件,采用位移控制的加载方法进行推出试验。通过观察试件的受力破坏过程,分析型钢与再生混凝土界面黏结失效机理,获取其裂缝发展形态、应力分布情况、加载端和自由端滑移分布规律;分析不同参数对型钢再生混凝土黏结滑移性能的影响规律。研究结果表明：型钢不同黏结部位与混凝土的黏结应力不同,翼缘内侧黏结应力最高,翼缘外侧次之,腹板黏结应力最小;黏结应力沿型钢埋置长度方向呈指数分布;再生骨料的母料混凝土使用时间越长,用其生产的骨料配置的同条件的混凝土强度越低;再生混凝土骨料粒径越小,再生混凝土与型钢的极限黏结强度越小。     

钢渣粗骨料混凝土界面过渡区的研究

利用显微硬度仪、扫描电镜、能谱分析等微观测试手段,采取对比方法研究了普通碎石混凝土和钢渣粗骨料混凝土界面过渡区的结构和形态.结果表明：钢渣表面粗糙多孔,水泥浆体能够紧密包裹钢渣;钢渣水泥石界面过渡区约为40μm,略小于普通碎石水泥石界面过渡区（50μm）,其界面过渡区结构较为致密,因而可形成较强的界面黏结力,配制的钢渣粗骨料混凝土整体强度较高.     

尺寸效应对水泥净浆与粗骨料界面黏结性能的影响

分析了粗骨料的尺寸对混凝土过渡区界面黏结性能的影响,并通过劈裂抗拉试验、压剪试验获得了粗骨料和硬化水泥浆之间的劈裂抗拉强度及抗剪强度.结果表明:粗骨料的尺寸对界面过渡区的黏结性能有较大的影响,界面黏结强度随粗骨料尺寸的增大而减小;水灰比越低,界面黏结性能越好;粗骨料的类型对界面过渡区黏结性能也有较大性能的影响.     

再生粗集料混凝土界面微观结构的发展规律

分别制作相同配合比的再生粗集料混凝土和普通混凝土试件.在养护龄期为3,7,14,28d时,将再生粗集料混凝土试件切割,取样,然后对其内部不同界面微观结构进行扫描电镜观测;同时对再生粗集料混凝土和普通混凝土试件进行了抗压强度试验,观察了加载后再生粗集料混凝土试件内部裂纹的分布情况.结果表明:随着龄期的增长,再生粗集料混凝土各个界面过渡区都有不同程度的发展;天然粗集料新砂浆界面过渡区发展相对缓慢;再生粗集料中老砂浆新砂浆界面发展较快,老砂浆与新砂浆结合较好;再生粗集料中天然粗集料老砂浆界面为混凝土浇筑前已存在的界面,并且存在着一定数量的微裂缝.再生粗集料混凝土3d抗压强度略高于普通混凝土,7,14,28d抗压强度则与普通混凝土基本相当.荷载作用下,再生粗集料混凝土内部裂纹主要分布在天然粗集料新砂浆界面以及天然粗集料老砂浆界面处.     

再生混凝土耐久性与界面结构性质研究

混凝土的主要薄弱环节为相对均质的骨料与水泥浆体之间的界面过渡区。与天然骨料相比,再生混凝土骨料—浆体结构更为复杂,界面数量更多,因而再生骨料混凝土较天然骨料混凝土的而言,具有更为突出的抗冻融性、干缩率,抗渗透性,抗碳化性,抗盐酸侵蚀性和耐磨性等耐久度问题。本文从己经比较成熟的普通混凝土界面形成机理、结构特征着手,通过了解再生混凝土界面的复杂性,从而探求其作用机理及改善措施。在文章最后介绍了降低水灰比、掺加活性掺合料、选择合适骨料、改善搅拌工艺等改善界面黏结性能的有效手段。     

轻集料吸水率对轻集料水泥石界面区特性的影响

利用固体核磁共振硅谱(29Si NMR)和显微硬度计,定量表征了轻集料-水泥石界面区的水化程度、水化硅酸钙(C-S-H)凝胶聚合度和力学性能,研究了轻集料吸水率对轻集料-水泥石界面区力学性能和C-S-H凝胶微结构的影响规律,并以此验证了预湿轻集料的内养护效应.结果表明:轻集料-水泥石界面区的水化程度、C-S-H凝胶聚合度和显微硬度均高于水泥石基体;轻集料吸水率越大,轻集料-水泥石界面区的水化程度、C-S-H凝胶聚合度和显微硬度越高,预湿轻集料的内养护作用越明显.     

Study on microstructure and mechanical property of interfacial transition zone between limestone aggregate and Sialite paste

The hydrating products as well as the microstructure at the interfacial transition zone (ITZ) between limestone aggregate and Sialite paste have been studied using XRD, SEM and EDAX methods. The inductive coupled plasma emission spectrometer (ICP) has been employed to investigate the solution phenomena of limestone by three kinds of different liquids. This paper reports the bonding strength of ITZ and the durability of Sialite concrete including water penetrability, chloride penetration, carbonated depth and freeze–thaw durability. It was found that Ca(OH)₂ crystals were not observed in the Sialite hydrating products at 28 days and at the ITZ. The interfacial bonding strength of Sialite was significantly stronger than that of ordinary Portland cement (OPC). The presence of rock-forming liquid comprising a variety of minerals was also effective in improving the interfacial bonding strengths between limestone aggregates and Sialite paste.     

提高水泥石—集料界面粘结强度的研究

研究了提高普通混凝土中水泥石集料界面粘结强度的途径,结果表明：在水泥中掺加超细矿渣粉,低温浅烧处理大理石集料,集料表面涂以硅烷偶联剂或丁苯胶乳,以低水灰比浆体包裹集料,均可使水泥石集料界面粘结强度得以大幅度提高．对以上提高水泥石集料界面粘结强度的机理进行了讨论．     

珊瑚混凝土骨料净浆界面区强度

采用纳米压痕和劈裂试验方法,研究了珊瑚骨料与水泥净浆界面试件在不同养护龄期的纳米压痕弹性模量、纳米压痕硬度、界面黏结劈拉强度、水泥净浆抗压强度和劈拉强度,以及它们之间的相关性.结果 表明:与普通混凝土类似,珊瑚混凝土存在薄弱的界面过渡区(ITZ),内掺10％珊瑚微粉能够强化珊瑚骨料-水泥净浆界面的宏观和纳米力学性能,界面黏结劈拉强度不仅与水泥净浆抗压强度、劈拉强度间存在显著线性关系,还与ITZ、水泥净浆基体的纳米力学性能有显著相关性.     

再生粗骨料特性及其对再生混凝土性能的影响

系统测试了再生粗骨料的基本特性，研究了不考虑与考虑再生粗骨料的高吸水特性时再生混凝土的基本性能．结果表明，再生粗骨料的基本性能与天然骨料相比存在一定差异，主要表现为密度低、吸水率大、压碎指标大、坚固性差．不考虑再生粗骨料的吸水特性时，再生混凝土的坍落度偏小，强度低于普通混凝土，且水灰比越大，强度降低越多；考虑再生粗骨料的吸水特性时，再生混凝土可获得与普通混凝土相近的坍落度，强度则较普通混凝土降低更多，但其降低程度随水灰比的增大而减小。     

再生骨料生态混凝土预测模型抗压强度试验研究

通过制备不同水灰比、骨料粒径、再生骨料取代率的生态混凝土,研究了再生骨料生态混凝土的抗压强度及其影响因素,并构建抗压强度表达式。结果表明:当水灰比为0.25~0.35时,脆性多孔材料孔隙率与强度关系式可适用于生态混凝土;当孔隙率介于20%~30%时,水泥净浆强度对生态混凝土抗压强度有较大影响,实际孔隙率可由目标孔隙率和水泥净浆强度较准确地表达;当目标孔隙率一定时,生态混凝土抗压强度随骨料粒径的增大而提高;再生骨料与水泥净浆的界面过渡区处易发生受压破坏;当再生骨料取代率大于25%时,生态混凝土的抗压强度随再生骨料取代率的升高而降低。所建立的抗压强度预测模型能够较好地反映出各因素对生态混凝土抗压强度的影响规律,可适用于水灰比为0.25~0.35且孔隙率介于20%~30%的再生骨料生态混凝土。