再生骨料在混凝土的应用

本文着重研究废弃混凝土分离破碎后的再生骨料的各项性能,发现再生骨料级配合理,表观密度和堆积密度都低于天然骨料,吸水率高,压碎值能达到Ⅱ级骨料对压碎指标的要求;在生产混凝土时,合理掺量再生骨料,不会对混凝土性能有所影响。     

建筑垃圾再生骨料改性对混凝土性能的影响

采用硅烷偶联剂和水玻璃对再生细骨料进行表面复合改性,研究改性前后再生细骨料的物理性能及其对再生混凝土性能的影响。结果表明:再生骨料经6%水玻璃和3%硅烷偶联剂浸泡2h后,吸水率较未改性再生骨料吸水率降低29%,压碎指标值降低到14.3%。由复合改性的再生骨料配制的再生混凝土的7d、28d和60d抗压强度和抗拉强度明显提高,其抗压强度分别达到21.16MPa,36.49MPa,42.23MPa。     

再生细骨料含水状态对砂浆性能的影响

采用再生细骨料取代质量分数30%河砂制备砂浆,通过预湿处理将再生细骨料含水率处理为其饱和面干吸水率的0%、30%、70%、100%,分别控制拌合用水量或总用水量一致,研究再生细骨料含水状态对砂浆性能及微观结构的影响规律。结果表明,拌合用水量一致时,砂浆流动度随再生细骨料含水率增大而增大,骨料含水状态对养护后期(28 d)力学性能的影响较小;总用水量一致时,砂浆流动度随再生细骨料含水率增大而减小,再生细骨料干燥状态下砂浆28 d力学性能较骨料含水状态下更好。两种用水量控制方案下,采用干燥再生细骨料配制的砂浆抗氯离子侵蚀性能均表现最优,且可达到与普通砂浆相当或更优的水平。微观结果表明,骨料的含水状态对微观结构影响显著,骨料预湿处理会对使新界面过渡区孔隙率增大、平均显微硬度下降,进而对宏观力学及耐久性能产生不利影响。在工程应用中保证流动度的前提下,应尽可能采用含水率低的再生细骨料配制砂浆。     

饱和面干再生细骨料对超高性能混凝土流动度及强度的影响

为了研究饱和面干再生细骨料掺量对超高性能混凝土(UHPC)的流动度及强度的影响,在净水胶比相同情况下,设计不同再生细骨料等质量替代河砂(0%、25%、50%、75%和100%)的UHPC,测试其流动度及标准养护条件下不同龄期的强度,通过SEM及压汞测试(MIP)等揭示其机理。研究表明,随着再生细骨料掺量的增大,颗粒间的摩擦力增大,再生细骨料需要更多的水泥浆包裹和填充,这导致UHPC流动度降低。随着再生细骨料掺量的增加,总水胶比增大,ITZ₂(旧细骨料与旧水泥基体间的界面过渡区)和ITZ₃(旧水泥基体和UHPC基体之间的界面过渡区)长度增大,微裂缝增多,有害孔和多害孔含量增加,密实度降低,UHPC抗折和抗压强度降低。     

人造骨料表面改性改善混凝土界面过渡区性能研究

针对混凝土用人造骨料表面疏松多孔和水泥浆体结合能力不足的问题，提出包覆和表面疏水特性修饰的新方法处理人造骨料。试验将不同质量分数的硅烷偶联剂溶液与有机硅树脂联合改性应用于碳化养护的人造骨料，研究改性方法对人造骨料吸水率、颗粒强度、骨料-水泥砂浆黏结强度等性能的影响规律，利用细观/微观测试分析方法表征改性前后人造骨料的微观结构以及人造骨料与水泥砂浆的界面形貌。结果表明，较单一使用化学溶液改性人造骨料，联合改性方法可显著优化人造骨料的表面微观结构，提升骨料性能，骨料吸水率可降低至1.74%。当硅烷偶联剂质量分数为5%时，人造骨料表面形成厚度合适的改性层，人造骨料与水泥砂浆的结合程度显著提升。     

化学强化剂对再生骨料及再生混凝土性能的影响研究

采用聚合硫酸铝和水玻璃对混凝土再生骨料进行化学强化,研究了聚合硫酸铝溶液浓度、水玻璃模数对再生骨料的压碎指标、吸水率的影响,同时探究了其对再生混凝土力学性能和耐久性能的影响规律.实验结果表明:当水玻璃模数为2.8(溶液浓度为10.0％)时,再生骨料的压碎指标和吸水率明显降低,强化后配制的再生混凝土3d和28 d抗压强度分别提高了57.14％和51.93％,并且耐久性能显著提升;当聚合硫酸铝浓度为20.0％时,聚合硫酸铝对骨料的压碎指标和吸水率的强化作用稍弱于水玻璃,配制的再生混凝土3d和28 d抗压强度分别提高了32.47％和26.61％,同时耐久性能也有不同程度提高.与聚合硫酸铝相比,水玻璃对再生混凝土性能的强化作用更为显著.     

掺级配良好再生PVC骨料混凝土的力学和吸能性能

将级配良好的再生聚氯乙烯(PVC)颗粒以不同掺量等体积替代天然细骨料后加入混凝土中制成试件,进行力学性能试验和冲击试验,得到立方体压缩强度、劈裂抗拉强度、卸载弹性模量、能量吸收率和微观结构图,用来探究不同掺量的再生PVC骨料混凝土的力学和吸能性能。结果表明,当PVC骨料掺量为0%,5%,10%,15%,20%,30%时,其混凝土压缩强度分别为49.34,52.44,45.79,46.41,45.6,43.46 MPa,劈裂抗拉强度为2.73,3.58,3.2,2.92,2.69,2.44 MPa,混凝土的压缩强度和抗拉强度均随掺量增加呈先增加后缓慢降低趋势,并且用级配良好的再生PVC颗粒替代天然细骨料加入混凝土的力学性能比单一粒径塑料颗粒优良;随PVC骨料掺量增加,混凝土脆性得到改善且延性增强;混凝土的能量吸收能力随再生PVC细骨料掺量增加呈直线增加趋势。     

再生细骨料混凝土的抗压强度试验

为研究再生细骨料和水灰比两种因素对混凝土抗压强度的影响,考虑再生细骨料掺入量0,25%,50%,75%和100%五个水平,水灰比0.43,0.49和0.55三个水平。试验结果表明,水灰比一定时,当再生细骨料掺入量约30%,再生混凝土抗压强度出现分界点;结合方差分析,得出水灰比及细骨料掺入量对再生混凝土抗压强度均有显著影响,从F值的大小次序来看,细骨料掺入量影响大于水灰比的影响。     

基于砖含量的再生砖混粗骨料分类研究

针对目前我国再生骨料分类标准适用范围窄,难以指导高砖含量再生骨料综合利用的问题,探究了砖含量对再生砖混骨料吸水率、表观密度和压碎指标等方面的影响规律,并结合现有文献资料统计分析,建立了砖含量与吸水率和压碎指标之间的一般线性关系公式。提出将砖含量作为主要分类控制指标,表观密度、吸水率和压碎指标作为技术控制指标的砖混骨料分级分类新方法。这种方法能够有效完善现有技术标准,使之与再生砖混骨料性质相适应,更加有效地指导砖混骨料在混凝土工程中的资源化利用。     

煤矸石混凝土水分传输及分布预测

为了研究煤矸石作为粗骨料对混凝土耐久性的影响,参照ASTM C1585-13推荐的方法,通过试验对煤矸石粗骨料混凝土的吸水性进行了研究,其中煤矸石替代传统粗骨料的质量比分别为0%,30%,60%,100%.分析了煤矸石掺量对混凝土吸水性能的影响,对比了各组试件的初始吸水率和第二阶段吸水率.结果表明:煤矸石混凝土的吸水率呈现两阶段特征.煤矸石粗骨料的掺量对混凝土的吸水性有显著的影响,当煤矸石替代30%的传统粗骨料时,试件的初始吸水率和第二阶段吸水率与未掺煤矸石试件的初始吸水率和第二阶段吸水率相差不大,但是当煤矸石的替代量大于60%时,试件的初始吸水率和第二阶段吸水率会明显增大,说明煤矸石掺量影响混凝土的耐久性.最后根据吸水试验的结果,结合非饱和毛细吸水的相关理论,对煤矸石混凝土内水分分布进行了预测.     

基于改进灰熵关联分析的混合型再生粗骨料评价指标及分级研究

灰熵关联分析中分辨系数的确定是制约分析结果的关键因素。本文首先推导出了分辨系数的计算公式,在此基础上,通过室内配制混合型再生粗骨料,结合粗骨料路用技术要求,重点探究了废弃砖块对混合型再生粗骨料物理性质的影响;采用室内无侧限抗压强度试验分析了混合型再生粗骨料对水泥稳定碎石力学性能的影响;运用灰熵分析理论对混合型再生粗骨料性能指标与无侧限抗压强度进行关联性分析;通过非线性数据拟合的方法结合交通荷载等级和公路等级,确定出混合型再生粗骨料在基层中的适用范围;并对混合型再生粗骨料进行分级。结果表明:分辨系数取值不固定,在本文中最大值可取为1.000,最小值可取为0.141;混合型再生粗骨料替代石灰岩集料不超过20%(质量分数),且砖块在混合型再生粗骨料中的比例与交通荷载等级相关,最大值不宜超过40%(质量分数);经灰熵关联分析可把吸水率和压碎值作为混合型再生粗骨料分级指标,并将混合型再生粗骨料在道路工程中的应用等级分为三类。     

再生骨料混凝土耐久性能的试验研究

在实验室浇筑C20普通混凝土,经28d养护后用破碎机将其破碎、筛选调配制成再生粗骨料与细骨料,以此再生骨料100%替代天然碎石和砂子制备出再生骨料混凝土,探讨了再生骨料混凝土的耐久性能之一,抵抗冻融循环的能力以及抗碳化(中性化)能力.结果表明,100%再生骨料混凝土(简称RR混凝土)试件的冻融循环抵抗性与粗,细骨料置换率为0%的普通混凝土(简称NN混凝土)试件相比,水灰比分别为0.45、0.55时耐久性指数分别降低6%和9%,而且抵抗碳化能力差,碳化速度几乎快三倍.     

粗骨料对透水混凝土性能的影响研究

试验研究了粗骨料品种、粗骨料粒径、胶骨比等对透水混凝土力学性能和透水性能的影响,结果表明:采用天然骨料配制的透水混凝土的各项性能均优于采用再生骨料配制的透水混凝土;对于同一来源的粗骨料,骨料粒径越大,配制的透水混凝土透水性能越好,力学性能则略有降低;相同品质和粒径的再生骨料配制的透水混凝土,随胶骨比增加,混凝土透水性能逐渐降低,力学性能却呈增加趋势。     

城市垃圾熔渣及其所取再生混凝土的研究

为了研究城市垃圾熔渣细骨料以及废弃混凝土粗骨料再生利用的可能性,本文着眼于城市垃圾熔渣再生混凝土的耐久性能,试验以100%再生粗骨料以及垃圾熔渣细骨料替代天然碎石和砂子制备再生混凝土.探讨了城市垃圾熔渣再生混凝土的耐久性能之一抵抗冻融循环的能力。冻融循环试验用混凝土以水灰比0.45、0.65为变动因素。试验结果表明,城市垃圾熔渣再生混凝土(简称RS混凝土)试件的冻融循环抵抗性与粗、细骨料置换率为0%的普通混凝土(简称NN混凝土)试件相比,水灰比0.45、0.65时的耐久性指数分别降低7.9%和13.3%,但都能满足评价冻融循环抵抗性的最低指标。     

Properties of concrete made with recycled aggregate from partially hydrated old concrete

Concrete having a 28-day compressive strength of 28 MPa was crushed at ages 1, 3 and 28 days to serve as a source of aggregate for new concretes, simulating the situation prevailing in precast concrete plants. The properties of the recycled aggregate and of the new concrete made from it, with nearly 100% of aggregate replacement, were tested.Significant differences were observed between the properties of the recycled aggregates of various particle size groups, while the crushing age had almost no effect. The properties of the concrete made with recycled aggregates were inferior to those of concrete made with virgin aggregates. Effects of crushing age were moderate: concrete made with aggregates crushed at age 3 days exhibited better properties than those made with aggregates of the other crushing ages, when a strong cement matrix was used. An opposite trend was seen when a weaker cement matrix was used. Some latent cementing capacity was seen in the recycled aggregates crushed at an early age.     

不同类型再生细骨料对保温混凝土力学性能的影响

为了研究不同类型再生细骨料对玻化微珠保温混凝土力学性能的影响,将废弃混凝土再生细骨料和废弃黏土砖再生细骨料分别以25%、50%、75%和100%(体积分数)取代率取代保温混凝土中的天然河砂,并测试了再生保温混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量。结果表明: 25%是废弃混凝土再生细骨料在保温混凝土中的最优取代率;75%是废弃黏土砖再生细骨料在保温混凝土中的最优取代率。再生细骨料的压碎值和再生胶砂强度比在实际工程中可以有效区分不同类型再生细骨料的品质。废弃黏土砖再生细骨料中的火山灰材料可以有效提高再生保温混凝土的密实度,而废弃混凝土再生细骨料中残余的氢氧化钙却降低了再生保温混凝土的力学性能,因而废弃黏土砖再生细骨料具有更高的回收利用价值。     

Use of building rubbles as recycled aggregates

The application of building rubble collected from damaged and demolished structures is an important issue in every country. After crushing and screening, this material could serve as recycled aggregate in concrete. A series of experiments using recycled aggregate of various compositions from building rubble was conducted. The test results show that the building rubble could be transformed into useful recycled aggregate through proper processing. Using unwashed recycled aggregate in concrete will affect its strength. The effect will be more obvious at lower water/cement ratios. When the recycled aggregate was washed, these negative effects were greatly improved. This is especially true for the flexural strength of the recycled concrete. The recycled coarse aggregate is the weakest phase at a low water/cement ratio. This effect will dominate the strength of recycled concrete. This mechanism does not occur in recycled mortar. The quantity of recycled fine aggregate will govern the mortar strength.     

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。     

再生混凝土透水砖试验研究*

针对建筑垃圾的处理的问题,提出了将废弃混凝土破碎、清洗、分级处理成再生骨料,采用正交试验方法用这种骨料制备透水砖,同时,考虑了粒径、水泥用量、砂率及水灰比等因影因素对透水砖性能的影响。研究结果表明,当骨料粒径为10-20 m,水泥用量为420 kg/m³,砂率为9%,水灰比为0.31时,满足再生混凝土透水砖的标准要求;分别建立了粒径、水泥用量、砂率及水灰比等影响因素与透水系数、抗压强度的回归方程;最后,建立了透水系数与抗压强度的二次曲线拟合方程。