再生粗集料混凝土力学性能的阻抗谱研究

以废弃砂浆块为原料,生产再生集料来代替天然砂石集料并配制再生混凝土,对资源的再生利用及保护环境具有重要意义.通过力学性能试验,发现随着再生粗集料掺入量的增加,混凝土的抗压强度降低.此外,还采用了交流阻抗的方法测定了不同掺量的再生混凝土阻抗的变化,研究了再生粗集料和水泥浆体间的界面过渡区性能.结果表明,在经过充分养护后,再生粗集料与天然粗集料的界面过渡区的结构特性和力学性能是一致的.     

再生集料及再生混凝土界面过渡区研究进展

再生集料及界面过渡区的性质对再生混凝土性能有重要影响.基于国内外再生混凝土的研究现状,分析了再生集料性质与界面过渡区的微观结构对再生混凝土物理力学性能的影响,总结了再生混凝土性能的改善措施.根据再生混凝土现阶段存在问题,提出今后应注重再生集料加工工艺优化、再生集料分级评估、界面过渡区微观结构及再生混凝土耐久性等方面的研究.     

不同强度等级再生混凝土多重界面结构显微硬度分析

根据再生混凝土界面结构的特点,建立了多重界面重构模型.通过测试分析不同强度等级再生混凝土多重界面过渡区的显微硬度,研究了再生混凝土多重界面结构及其对性能损伤的影响规律.研究结果表明:提高再生混凝土的强度等级能有效地增大砂浆基体及界面过渡区的显微硬度;由C40废弃混凝土加工成的再生粗骨料,配制C30或C40再生混凝土,其薄弱界面为老骨料-新浆体界面;而配制的C50再生混凝土的薄弱界面则为老浆体-新浆体界面.     

水泥浆体-集料界面的粘结强度

本文用硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、高铝水泥并采用7种水灰比(0.2—0.5),以石英和石灰石为集料,制成26种粘结试体,以直接测定水泥浆体和集料界面抗剪及抗拉粘结强度的方法,通过回归分析确定了水泥浆体和集料界面的抗拉或抗剪粘结强度,发现两者均与水灰比线性负相关。实验表明,石灰石-水泥浆体的界面粘结强度大于石英-水泥浆体的界面粘结强度;硅酸盐水泥浆体-集料的界面粘结强度大于矿渣硅酸盐水泥浆体-集料的界面粘结强度。以熟料作集料可显著提高界面粘结强度。     

再生细集料的不同取代率对砂浆性能的影响

再生细集料是硬化的水泥砂浆颗粒和水泥颗粒组成。用废旧混凝土破碎产生的再生细集料部分或全部代替天然细集料来配制砂浆,通过采用固定配合比和调整减水剂、用水量两种方法,研究了再生细集料取代率对砂浆性能的影响。     

基体混凝土对再生混凝土性能的影响

试验中所用的再生粗集料是通过粉碎混凝土试块所获得的.再生混凝土是采用四种不同强度等级的基体混凝土的再生集料(占所用粗集料总量的50%)来配置的.再生混凝土的破坏是集料与砂浆粘结界面的粘结破坏,这与天然混凝土的破坏过程和破坏机理基本一致.再生混凝土的强度受基体混凝土的影响,基体混凝土强度等级在低于 C35时再生混凝土强度基本低于天然混凝土,但当基体混凝土强度等级在高于 C35时,再生混凝土的强度会高于天然混凝土.     

影响再生集料混凝土力学性能的因素

叙述了影响再生混凝土强度的几个主要因素：再生集料混凝土界面结构、再生集料取代率、水灰比、再生集料的含浆量。介绍了我国再生集料混凝土的研究现状,并指出了今后发展的方向。     

不同强度废旧混凝土水泥稳定再生材料路用性能研究

为了研究废旧混凝土强度与再生集料性能及水泥稳定再生基层材料的力学及耐久性能之间的影响规律,采用钻芯法对废旧桥梁T梁、立柱、废旧路面混凝土不同结构部位取样进行抗压强度试验,得出废旧混凝土的强度推定值,分别为25.8 MPa、37.4 MPa、58.1 MPa。对3种不同强度废旧混凝土再生集料的性能进行对比,并分析了不同强度废旧混凝土对再生集料性能及水泥稳定再生材料力学和耐久性能的影响。结果表明:废旧混凝土强度增加,再生集料的压碎值、针片状含量、吸水率减小,塑限指数及相对表观密度增大;废旧T梁、立柱、路面混凝土水泥稳定再生材料最佳含水率及最大干密度分别近似的呈线性减小和增大的趋势;同时,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能均表现增大的变化规律,但干缩性能减弱。废旧混凝土强度增加能有效提高水泥稳定再生材料的路用性能。     

硫酸盐侵蚀对再生混凝土多重界面显微结构的影响

通过研究经硫酸盐侵蚀的再生混凝土不同界面的显微硬度变化,确定不同强度等级再生混凝土不同界面过渡区的宽度,研究硫酸盐侵蚀期对再生混凝土不同界面显微结构的影响规律,揭示了再生混凝土受硫酸盐侵蚀的劣化机理.研究表明:随着硫酸盐侵蚀龄期的增长,同强度再生混凝土老骨料-新浆体界面(LG-XJ界面)、老浆体-新浆体界面(LJ-XJ界面)、老骨料-老浆体界面(LG-LJ界面)的显微硬度先增大后减少,界面过渡区宽度先减少后增大.当侵蚀龄期为60d时,高强度等级再生混凝土LJ-XJ界面过渡区宽度的变化仍不明显,当侵蚀龄期为90 d时,该界面过渡区宽度有所增加.同强度等级再生混凝土三种界面抗硫酸盐侵蚀性能的优劣:LG-XJ界面最弱,LG-LJ界面次之,LJ-XJ界面最强.随着再生混凝土强度等级的增加,同种界面的显微硬度增加,界面过渡区宽度减小,界面抗硫酸盐侵蚀的能力增强.     

混凝土界面过渡区微-细观结构识别及形成机制研究进展

混凝土因水泥浆体与集料材料特性差异,胶结过程中易在集料-浆体接触带出现界面过渡区(ITZ).前期大量研究表明:ITZ是混凝土损伤、断裂最先发生区域.本文全面归纳ITZ微-细结构及微观力学识别技术,梳理现阶段识别技术的发展状况及存在问题,并借此展望下阶段精确识别ITZ技术的发展方向;基于现浇混凝土成型、水化、硬化微-细观过程分析,从ITZ微-细观结构形成特点及影响因素出发,探讨混凝土ITZ形成机制及主控指标;为更好认知ITZ微-细观多尺度特性评价,开展了国内外代表性ITZ结构模型归纳分析,并探究各模型的核心思路及适用范围.本研究可为系统掌握混凝土ITZ识别技术、形成机制及评价模型提供全面借鉴作用.     

矿渣再生混凝土的试验研究

由于再生集料本身具有一些天然缺陷，导致再生集料混凝土的综合性能较同级配普通混凝土差，而矿渣可以改善普通混凝土的物理力学性能和耐久性能。本课题以废弃混凝土为再生粗集料，适当掺加一定量的水泥和矿渣，配制成再生混凝土，时其坍落度，抗压强度，气体渗透性和碳化性能进行了研究。结果表明，用矿渣及高强度再生粗集料，可以配制出坍落度为180mm、8d抗压强度达50MPa耐久性能较好的再生集料混凝土。     

含钡硫铝酸盐水泥混凝土界面结构与性能研究

实验通过对含钡硫铝酸盐水泥混凝土试块宏观断裂面的形貌观察和微观界面结构及界面产物的研究,发现断裂面从集料内部断开,说明含钡硫铝酸盐水泥混凝土的界面结合力大于集料内部自身的结合力;并利用扫描电子显微镜、能谱分析和差热分析仪对混凝土试块的微观界面区的形貌及水化产物进行分析观察,研究界面结构以及界面的水化产物对混凝土性能的影响.     

废瓷砖再生骨料对砂浆及砼性能的影响

利用废弃瓷砖制备再生粗、细骨料以取代天然砂石,研究了废瓷砖再生骨料对砂浆、混凝土性能的影响;并通过劈裂实验及抗折实验,对比分析了再生骨料、天然碎石与水泥石的界面粘结性能.结果表明:在相同配比条件下,与天然砂石集料相比,废瓷砖再生骨料有利于提高砂浆、混凝土的强度,减小干缩率,但会导致工作性变差.在相同龄期条件下,不同类型骨料-水泥石的界面粘结强度均随水灰比的降低而增大.在相同水灰比条件下,废瓷砖再生骨料-水泥石界面28 d劈裂强度、抗折强度均较碎石-水泥石界面的要大,表明再生骨料-水泥石界面粘结性能更好.     

利用废弃混凝土配制高性能粉煤灰混凝土的研究

采用废弃混凝土再生集料、普通硅酸盐水泥和粉煤灰等原材料,通过正交试验找出影响再生混凝土强度和坍落度的主要因素及粉煤灰再生混凝土的最优配比。试验结果表明,再生集料替代率是影响再生混凝土强度和坍落度的显著因素,在普通成型工艺和养护条件下可以配制出抗压强度59MPa,塌落度215mm的高性能粉煤灰再生混凝土。     

再生纤维素纤维水泥净浆的制备及性能研究

分别将掺量为水泥质量0.1％ ～0.4％的再生纤维素纤维与水泥混合成型,探讨密封养护和标准养护环境下,再生纤维对水泥净浆抗裂性能、收缩性能、微观水化程度和孔结构的影响规律.结果表明:低水灰比、密封养护环境,掺加再生纤维能够更好的增强水泥浆体早期抗裂和自收缩性能;纤维掺量为水泥质量的0.2％时,水泥浆体的水化产物最多,累计孔体积最小,此时的抗裂能力和抗收缩能力最强;纤维掺量达到0.4％时,无论以何种方式养护,均不利于水泥浆体性能的改善.     

玻璃粉对再生混凝土力学性能的影响

为了实现城市固体垃圾废玻璃资源化,本文研究了不同掺量(0%、5%、10%和20%,质量分数)玻璃粉(GP)取代水泥对再生混凝土抗压强度、劈拉强度和弹性模量等力学性能的影响,并通过压汞法(MIP)和扫描电子显微镜(SEM)分析了再生混凝土的内部微观结构。研究结果表明,玻璃粉降低了再生混凝土早期的力学性能,但掺入适量的玻璃粉有利于提高再生混凝土后期的力学性能。含10%(质量分数)玻璃粉试样90 d的抗压强度、劈拉强度和弹性模量均高于普通再生混凝土,同时总孔隙率降低19.3%。玻璃粉的二次火山灰活性和微集料填充作用改善了再生混凝土的微观结构。     

再生粗集料掺量对于C30混凝土工作性能及力学性能的影响

研究了再生粗集料替代天然集料的掺量(0、50%、70%、100%)对C30普通混凝土的工作性能(初始和1h坍落度)和力学性能(3、7、28、60、90d)的影响。结果表明:随着再生粗集料掺量的增加,混凝土坍落度减小,坍落度经时损失变大,调整胶凝体系和外加剂种类可以明显改善其工作性能。随着再生粗集料掺量的增加,各龄期的强度相较基准组呈逐渐下降的趋势。综合考虑再生资源利用的经济和社会效益,混凝土工作性能和力学性能表现等,选择掺入70%再生粗集料替代天然粗集料为最佳。     

橡胶改性及其对橡胶水泥基质材料性能的影响

本文基于提高橡胶-水泥基质材料的力学性质的目的,对橡胶进行磺化-脲化改性.采用水接触角、红外光谱、粘接强度、抗压抗冲击强度等微观宏观测试技术考查了橡胶改性对橡胶水泥基质材料性能的影响.结果表明:橡胶氧化-脲化改性后,在橡胶表面引入了大量羰基、酰胺基等极性亲水性基团,使橡胶表面的浸润类型由憎水性质变为了亲水性质,大大增加了橡胶与水泥基体的界面相互作用,使橡胶与水泥浆体的粘接强度提高了33.4%.橡胶改性对减缓橡胶水泥基质材料的抗压强度降低有确定的效果,但是这种效果在橡胶水泥混凝土中比在水泥砂浆中更突出.橡胶掺量为细集料的30%或以下时,氧化-脲化改性的橡胶混凝土的抗压强度能够达到30 MPa以上,可以满足中等强度混凝土的要求.     

二氧化碳在水泥基材料中的应用研究进展

为了缓解二氧化碳对环境造成的压力,许多专家学者进行了二氧化碳在水泥基材料中的应用研究,从二氧化碳养护、二氧化碳强化再生骨料、内掺二氧化碳三个方面进行了归纳和总结.得出了二氧化碳养护能缩短混凝土制品的生产周期,提高生产效率,以及改善水泥浆体的孔隙结构;二氧化碳强化再生骨料可以使再生骨料的密实度增大、吸水率减小、压碎值减小等;内掺二氧化碳对水泥水化过程,以及水泥基材料的性能均会产生一定的影响,若应用得当,对凝结时间、水化热、强度等性能有一定的改善作用.综上所述,二氧化碳在水泥基材料中的应用,已经取得了一些较好的成果,但为了更好的发挥其在水泥基材料中的作用,还需进一步加强其对水泥水化过程、以及水泥基材料耐久性等方向的影响研究.     

人工砂再生集料混凝土抗压强度的试验研究

面对日益枯竭的自然资源问题,将人工砂和再生粗集料混凝土结合,不仅有利于解决砂石资源匮乏问题,同时有效地处理废弃混凝土,符合绿色环保发展。试验研究了C25、C30、C35、C40四种配合比人工砂和天然砂再生集料混凝土抗压强度,结果表明:相比于天然砂再生集料混凝土,人工砂再生集料混凝土具有更好的抗压强度,同时其强度稳定性更高。