再生混凝土的基本性能研究

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。     

缓释减水剂对再生骨料混凝土性能影响研究

本实验主要研究了聚羧酸缓释减水剂对再生混凝土性能的影响,再生混凝土中再生骨料对天然骨料的质量取代率为0、50%和100%。试验首先研究了在特定流动度下再生骨料取代率对减水剂掺量的影响,然后分析了减水剂的添加对再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。结果表明,随着再生骨料取代率的提高,减水剂的用量也相应增加,并且减水剂的添加可以有效提升再生骨料的抗压强度,这是由于掺有聚羧酸减水剂的水泥浆体相当于对再生粗骨料进行了化学强化。当再生骨料取代率为100%时,通过添加减水剂,可以使得再生混凝土抗压强度达到基准混凝土的90%以上。但是,对于劈裂抗拉强度,减水剂并没有带来显著的变化。     

前期处理方式对再生骨料性能的影响

本文分别用采用水灰比为0.5的水泥净浆、含1%水玻璃的水泥浆体以及含1%减水剂的水泥浆体对再生粗骨料首先进行表面预处理,测试预处理后的再生骨料的基本性能;其次用处理后的再生骨料配置再生混凝土,测试其力学性能。实验结果表明:经过表面预处理后的再生骨料的基本性能得到了很大的提高,其中涂有掺减水剂水泥净浆的再生粗骨料的性能最好,其吸水率降低到0.53%,比未处理的再生粗骨料吸水率2.29%降低了76.9%。掺1%减水剂的水泥净浆处理后的再生混凝土3天抗压强度比未处理的提高了3.2%。     

聚羧酸减水剂对再生混凝土流动性影响正交试验设计

采用L_9(3~4)正交试验设计方案,以再生骨料掺量、水灰比和聚羧酸减水剂掺量为因素,分别选取相应合适的水平,按照国家标准方法进行再生混凝土坍落度和28 d抗压强度等相关性能测试并分析相关规律。正交试验结果表明影响再生混凝土坍落度的主次因素为再生骨料掺量聚羧酸减水剂掺量水灰比。对于再生混凝土的流动性,再生骨料掺量是非常显著因素,聚羧酸减水剂掺量和水灰比都是显著因素。聚羧酸减水剂的加入可较大程度提高再生混凝土的28 d抗压强度。     

再生骨料混凝土抗压强度试验研究

鉴于废弃混凝土的日益增多和危害,迫切需要合理开发和科学利用。针对再生粗骨料(RA)来源的多途径和品质差异及其对再生骨料混凝土(RAC)质量的影响,探讨不同来源再生骨料对再生骨料混凝土的立方体抗压强度(frcu)和棱柱体抗压强度(frc)的影响,选取最具典型代表的旧房拆迁、高强桩基、市政工程和科学研究等4种来源的废弃混凝土,经破碎加工成4种再生粗骨料,并作净化和预湿处理后,分别选取25%、50%、75%和100%4种取代率,按相关标准配置成4种再生骨料混凝土,经标准试验测其立方体抗压强度和棱柱体抗压强度。结果表明,再生粗骨料取代率对立方体抗压强度和棱柱体抗压强度影响较大,而不同再生粗骨料来源对立方体抗压强度和棱柱体抗压强度影响并不明显;矿物掺合料是影响棱柱体抗压强度的另一重要因素。     

再生混凝土基本力学性能研究

通过再生混凝土材料基本力学性能试验,研究了3种强度等级(C20、C30和C40)再生混凝土分别在不同再生粗骨料取代率(30%,50%和100%)下的抗压强度与弹性模量。结果表明:再生粗骨料取代率为30%时,同一强度等级再生混凝土的立方体抗压强度和棱柱体抗压强度最大;应力-应变全曲线的总体形状与普通混凝土相似,而弹性模量则均低于普通混凝土且随着再生粗骨料取代率的增加而降幅加大。进而提出了再生混凝土弹性模量与立方体抗压强度的关系式。     

再生混凝土粗骨料性能的试验研究

检测了再生粗骨料的物理和力学性能,设计并完成10个混凝土配合比试验.通过试验对比分析得出结论:与天然粗骨料相比,再生粗骨料针片状颗粒含量少,表观密度、堆积密度小,空隙率、压碎指标值、吸水率偏大;再生骨料的吸水性能对再生混凝土拌和物的工作性能影响很大,再生混凝土配合比设计时应考虑骨料吸水率;再生混凝土强度与再生骨料的掺量密切相关,抗压强度随再生骨料取代率的增大而降低;符合《建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2001)》要求的再生粗骨料用于配制混凝土是可行的.     

水玻璃强化再生混凝土单轴受压本构关系

再生混凝土本构关系的研究是进行再生混凝土结构抗震设计的关键.采用水玻璃浸泡强化再生粗骨料(RCA),制备不同再生粗骨料取代率的再生混凝土,进行立方体抗压强度及单轴受压试验,与天然骨料混凝土(NAC)对比,探讨了水玻璃强化方法和再生粗骨料取代率对混凝土力学性能的影响.结果表明:水玻璃强化方法降低了再生粗骨料的吸水率和压碎指标;强化后的再生粗骨料混凝土应力应变曲线具有更高的弹性模量和峰值应力,但仍低于天然骨料混凝土;水玻璃强化再生粗骨料混凝土的峰值应变呈现先增加后减少趋势;再生混凝土的泊松比保持稳定,应力应变曲线与天然混凝土相似.通过回归分析,提出不同取代率下水玻璃强化再生粗骨料混凝土受压本构方程,方程与试验结果吻合较好.     

再生混凝土基本物理力学性能试验研究

研究再生混凝土强度等级、再生粗骨料取代率对混凝土立方体抗压强度及劈裂强度的影响,揭示再生混凝土立方体抗压强度随龄期的变化规律,制备了多组不同不同龄期（7d、14d、28d、60d）、不同再生混凝土强度等级（C35、C40、C45）、不同再生粗骨料取代率（30％、50％、70％、100％）的立方体试件。试验结果表明：再生混凝土立方体抗压强度及劈裂抗拉强度均与再生粗骨料取代率关系明显,随取代率的增加而降低,与再生混凝土强度等级关系不明显;再生混凝土抗压强度随着龄期的增长而增大,但28d之前增长速度较快。通过对试验数据分析,再生混凝土的拉压比随取代率的增加而下降,拉压比普遍低于普通混凝土。     

受硫酸盐侵蚀粗骨料再利用试验研究

为研究受硫酸盐侵蚀粗骨料制成再生混凝土的力学性能,分别测试了普通硅酸盐的立方体抗压强度,加入不同外加剂的再生混凝土的立方体抗压强度以及不加外加剂的再生混凝土的立方体抗压强度。结果表明:再生混凝土的立方体抗压强度比普通混凝土抗压强度略低,与普通混凝土的立方体抗压强度相差了5%左右;在加入减水剂的情况下,强度比正常混凝土强度还要高;早强剂对再生混凝土的早期强度影响较大,后期效果不是很明显。由于硫酸钠溶液浸泡时间过短,硫酸盐的腐蚀效果不显著,再生混凝土的强度影响还有待进一步研究。     

不同再生粗骨料取代率的混凝土强度试验研究

系统研究了不同再生粗骨料取代率对混凝土立方体抗压强度的影响,分析了立方体应力—应变曲线,试验结果表明,不同再生粗骨料取代率对再生混凝土强度具有一定的影响。     

再生粗骨料取代率对混凝土抗压强度的影响

通过试验测出再生粗骨料的堆积密度、级配、吸水率、压碎指标等,参照《普通混凝土设计规程》,采用附加水法,实验室配制C30再生混凝土,再生粗骨料取代率为0%,25%,50%,75%,100%。试验结果表明,随再生粗骨料取代率的增大,立方体28 d抗压强度逐步降低,但是都能满足C30强度等级要求。     

预处理再生骨料混凝土性能的试验研究

对再生骨料的表观密度、吸水率、压碎指标和孔隙率等基本性能进行了研究,分析了采用水泥净浆进行表面处理后的再生骨料混凝土性能的变化。试验结果表明:通过加入高效减水剂和掺入活性掺合料(如硅灰等),用再生骨料完全可以制备出28 d强度高于50MPa的混凝土;再生粗骨料预处理对混凝土的抗冻性能影响显著,因此可以通过预处理来改善粗骨料性能,从而提高混凝土的抗冻性能。     

再生混凝土工作性与抗压强度试验研究

通过表面粗糙度试验证实了与同粒径的天然碎石相比,再生粗骨料棱角多,表面粗糙度大。针对再生粗骨料上述缺陷,设计正交试验对再生骨料混凝土工作性进行了优化,分别讨论了再生骨料取代率、附加水选取、减水剂掺量、粉煤灰掺量4个因素对再生混凝土和易性和抗压强度的影响,采用极差分析并优选出合理配合比。试验结果表明:再生粗集料表面粗糙度大于天然碎石,减水剂掺量和再生粗骨料取代率对再生混凝土和易性影响显著,粉煤灰是影响再生混凝土早期抗压强度的主要因素,附加水选取以再生骨料30 min吸水率计算为宜,满足再生混凝土良好和易性和抗压强度的最佳再生混凝土组分为:再生骨料取代率50%,附加水选择再生骨料30min吸水量,减水剂掺量选择0.2%,不掺加粉煤灰。     

火山灰浆液改性再生粗骨料对混凝土性能的影响

为了研究不同配合比的火山灰浆液改性再生粗骨料对混凝土性能的影响，通过正交试验对比分析了改性和未改性再生粗骨料的吸水率、表观密度和压碎指标，探讨了改性再生粗骨料对混凝土力学性能和抗氯盐侵蚀性能的影响。结果表明：与未改性再生粗骨料相比，改性再生粗骨料的吸水率和表观密度增大，压碎指标减小；在火山灰浆液中掺入30%复合掺合料后，随着复合掺合料中粉煤灰掺量的增加，再生混凝土的抗压强度降低，氯离子扩散系数增大；在火山灰浆液中掺入适量稻壳灰后，再生混凝土的抗压强度提高，氯离子扩散系数减小；在火山灰浆液中掺入适量分散剂后，再生混凝土的抗压强度降低，氯离子扩散系数增大；综合考虑再生混凝土的力学性能和抗氯盐侵蚀性能，火山灰浆液的最佳配合比为矿粉掺量30%、稻壳灰掺量3%、不掺粉煤灰和分散剂。     

再生粗骨料混凝土立方体抗压强度试验研究

鉴于再生粗骨料来源的多样性,RAC(再生混凝土)的立方体抗压强度(frc)也会有所不同。为探讨不同粗骨料来源RAC的立方体抗压强度frc之间的差异性,选取了具有典型代表性的旧房拆迁、高强桩基、市政工程、科学研究等四种不同来源的废混凝土,经破碎加工成四种再生粗骨料,分别选取了25%、50%、75%和100%四种取代率,配置成四种RAC,测其frc抗压强度。结果表明,再生粗骨料取代率对RAC frc抗压强度影响较大,而不同粗骨料来源对RAC的frc影响并不明显。     

再生粗骨料最大堆积密度及其对混凝土性能影响

为研究再生粗骨料级配对混凝土性能的影响,通过测定连续级配再生粗骨料最大堆积密度、吸水率、筛分析及新拌混凝土坍落度和硬化混凝土7,28,60d抗压强度,最终确定达到最紧密堆积状态时16.0~31.5mm与5.0~20.0mm两种单粒级再生粗骨料的最佳混合质量比.结果表明:随着16.0~31.5mm与5.0~20.0mm两种单粒级再生粗骨料混合质量比的逐渐降低,连续级配再生粗骨料的最大堆积密度及吸水率均呈现出先增大后减小的趋势,但波动不大.随着5.0~20.0mm单粒级再生粗骨料所占比例的增加,不同连续级配再生粗骨料对新拌混凝土的工作性影响十分明显,同时,对硬化混凝土的抗压强度也有较大影响,两者均呈现出先增大后减小的趋势;16.0~31.5mm与5.0~20.0mm两个单粒级再生粗骨料存在一个最佳的混合质量比7.0∶3.0.     

水泥浆改性的再生混凝土粗骨料分析

对再生粗骨料采取水泥浆浸泡的处理方式,研究了此方法对再生粗骨料的改性效果,研究表明:经过浸泡处理后的再生粗骨料的堆积密度提高,吸水率降低,用浸泡后的粗骨料制成的试块抗压强度有较大的提高。     

粉煤灰改性透水再生混凝土力学性能试验研究

通过改变粉煤灰取代率及超掺系数,研究了粉煤灰对不同水灰比及再生混凝土粗骨料取代率透水再生混凝土力学性能的影响。结果表明,粉煤灰等量取代水泥的透水再生混凝土立方体抗压强度、抗折强度及折压比均低于基准透水再生混凝土;当粉煤灰超量取代水泥时,粉煤灰取代率低于20%时的立方体抗压强度、抗折强度及折压比均随超量系数增加而增大,但超量系数超过1.4后效果不明显;粉煤灰取代率为30%时,不同粉煤灰超量系数下力学性能均低于基准试验值;随着再生混凝土粗骨料取代率或水灰比的增大,立方体抗压强度、抗折强度及折压比均随之下降,相同水灰比或再生混凝土粗骨料取代率时,立方体抗压强度、抗折强度及折压比均随粉煤灰超量系数增大而增大,但超量系数超过1.4后效果同样不明显。     

再生混凝土长龄期强度与收缩徐变性能

通过改变再生粗骨料取代率,并考虑引气剂的影响,对再生混凝土长龄期下的立方体抗压强度和收缩性能进行试验;采用不同的加载龄期,对再生粗骨料取代率为50%的再生混凝土徐变性能进行试验研究;建立了再生混凝土长龄期强度推算公式。结果表明:长龄期下再生混凝土的立方体抗压强度变化规律与普通混凝土基本一致,28d龄期再生混凝土的立方体抗压强度随再生粗骨料取代率的增加而降低;再生混凝土的收缩随再生粗骨料取代率的增加而增加,添加粉煤灰、矿粉等矿物外掺料可以使再生混凝土收缩降低;加载龄期对于再生混凝土徐变值有影响,加载龄期越早,再生混凝土徐变值越大;利用所建立的强度推算公式计算得到的强度值与试验结果比较吻合,并且优于欧洲CEB-FIP Model Code 1990规范建议公式的计算结果。