Ca(OH)2预浸泡浓度对碳化增强再生骨料混凝土性能的影响

将产量逐年递增的建筑固废进行加工,生产再生骨料替代天然骨料,可以消耗建筑固废,减少矿产资源开采。采用CO₂加速碳化再生粗骨料,可提高其吸水率和压碎指标,同时还能起到固碳作用,有利于助力碳中和。为了提高碳化效率,将再生粗骨料浸泡于Ca(OH)₂溶液进行预处理,并研究不同浸泡浓度对再生粗骨料及其所制备的再生骨料混凝土性能的影响。结果表明：Ca(OH)₂溶液浸泡浓度为4 mol/kg时,碳化效果最优,再生粗骨料的吸水率和压碎指标比未处理时,分别提高了10.4%和9.4%,所制备的再生骨料混凝土的28 d抗压强度和劈裂抗拉强度则分别提高了8.4%和18.6%。     

不同性能再生骨料的CO2强化及其对混凝土抗压强度的影响

为研究碳化对不同性能再生粗骨料(RCA)的影响,将不同水灰比的母体混凝土破碎筛分后制得RCA,并使用高浓度CO₂强化RCA以得到碳化后的再生粗骨料(CRCA)。通过试验测试了碳化前后RCA的物理特性,使用RCA和CRCA分别浇筑了再生混凝土,并进行了抗压强度测试。结果表明：随着母体混凝土水灰比的增加,RCA和CRCA的吸水率与压碎指标均有所增加。碳化后,再生骨料的吸水率明显降低,级配无明显变化,总孔隙率降低且部分有害孔转为无害孔。与天然混凝土相比,使用RCA或CRCA浇筑的再生混凝土,抗压强度均有所降低。RCA来源的母体混凝土水灰比为0.4、0.5、0.6时,再生混凝土的抗压强度分别降低了11.0%、19.5%、40.3%。与使用RCA浇筑的再生混凝土相比,当母体混凝土水灰比为0.4、0.5、0.6时,使用CRCA浇筑再生混凝土的抗压强度分别提高了3.6%、4.7%、16.0%。     

纳米材料改性对再生粗骨料性能的影响研究

研究了碳纳米管、纳米SiO₂和纳米CaCO₃的分散液浓度和浸泡时间对再生粗骨料吸水率、压碎值、堆积密度和表观密度的影响，并通过SEM分析了纳米材料的改性机理。结果表明：经纳米材料改性后，再生粗骨料的堆积密度、表观密度分别稳定在1 260 kg/m³、2 650 kg/m³左右，且能够显著提高再生混凝土的抗压强度；当碳纳米管浓度为0.20%、浸泡时间为24 h时，能使再生粗骨料的吸水率最大降低4.24%，压碎值最大降低18.75%；当纳米SiO₂浓度为7%、浸泡时间为72 h时，能使再生粗骨料的吸水率最大降低15.70%，压碎值最大降低19.53%；当纳米CaCO₃浓度为7%、浸泡时间为72 h时，能使再生粗骨料的吸水率最大降低9.62%，压碎值最大降低26.56%;SEM分析结果表明，经纳米材料改性后，再生粗骨料的表面变得均匀，内部结构变得更加密实。     

钢纤维再生混凝土碳化的无重复双因素试验

为了研究钢纤维体积率、再生粗骨料取代率、水灰比及龄期等因素对混凝土碳化性能的影响,采用室内试验方法对钢纤维再生混凝土进行碳化深度研究,利用无重复的双因素试验方法,并结合方差分析,全面的研究了钢纤维体积率、再生粗骨料取代率、水灰比及龄期对混凝土碳化深度的影响和变化规律。研究结果表明,钢纤维体积率与龄期、再生粗骨料取代率与龄期及水灰比与龄期均对混凝土碳化有非常显著的影响;再生粗骨料取代率为50%,水灰比为0.4时,随着钢纤维体积率的增加,碳化深度先是减小后又增加,当钢纤维体积率为1%时,再生混凝土碳化深度最小,这些变化规律均给了相应的拟合公式。     

压力对再生骨料固碳能力的影响研究

利用热重分析(TGA)研究了不同CO_2压力(0. 1、0. 5、1 bar)下再生混凝土骨料的固碳能力。实验室制备的再生骨料水灰比为0. 55,养护龄期为28、90 d。再生骨料被放入通入CO_2的反应釜中吸收CO_2;同时在碳化前和碳化后分别测定了骨料的表观密度和吸水率,分析了碳化对再生骨料性能的影响。结果表明:28、90 d龄期的再生骨料分别在0. 1、0. 5 bar CO_2压力下具有最佳固碳效果,碳化对于骨料的吸水率具有明显的改善效果。     

纳米碳化硅改性水玻璃对再生骨料的强化作用机制研究

为了进一步强化再生骨料、改善再生骨料混凝土的性能,研究了纳米碳化硅改性水玻璃对再生骨料的强化效果,并分析了作用机制。结果表明,纳米碳化硅改性水玻璃对再生骨料的强化作用明显,但会受水玻璃浓度和纳米碳化硅掺量的影响。水玻璃浓度增大,经水玻璃强化处理的再生骨料表观密度和堆积密度先增大后减小,吸水率逐渐降低,含水率逐渐增加,压碎指标先减小后增大;经水玻璃溶液+纳米碳化硅复合强化的再生骨料随着纳米碳化硅加入量的增加,表观密度和堆积密度先增大后减小,吸水率和含水率均先降低后增大,压碎指标先减小后增大。经浓度为30%的水玻璃溶液+0.75%纳米碳化硅浸泡强化的再生骨料,孔隙和裂缝被改性水玻璃填充,再生骨料表面均匀,综合性能较好,拌制的再生混凝土28 d抗压强度较未处理的再生骨料拌制的混凝土提高约45%,较天然骨料拌制的混凝土低约10%。     

影响再生骨料性能的几种因素间关系探讨

再生骨料表面包裹着一层硬化水泥砂浆、导致再生骨料的强度和表观密度、吸水率与天然骨料相比差别很大。本文利用骨料的吸水率、表观密度这两个指标来探讨再生混凝土中再生骨料的取代率、浆含量、表观密度和吸水率的关系及如何利用吸水率、取代率来推算浆含量。     

再生混凝土中再生骨料取代率、浆含量、表观密度和吸水率的关系探讨

再生骨料表面包裹着一层硬化水泥砂浆、导致再生骨料的强度和表观密度、吸水率与天然骨料相比差别很大.利用骨料的吸水率,表观密度这两个指标来探讨再生混凝土中再生骨料的取代率、浆含量、表观密度和吸水率的关系及如何利用吸水率、取代率来推算浆含量.     

CO2碳化矿渣-CaO-MgO加固土效能与机理探索

CO₂碳化联合工业固废协同加固土技术是旨在替代传统水泥固化方法的新型技术尝试。以工业废料——矿渣为主要材料,辅以活性MgO和CaO形成矿渣-CaO-MgO固化体系,将固化土料均匀搅拌制样后进行CO₂碳化试验。通过无侧限抗压强度、扫描电镜和X射线衍射等试验,探究固化剂掺量、配比、碳化时间和初始含水率等因素对碳化加固土效果的影响。结果表明：CO₂碳化对土体加固具有明显改良效果,碳化24 h试样抗压强度最高可提升25.77倍;碳化试样抗压强度与固化剂掺量（6S4L0M除外）、活性MgO占比呈正相关;碳化试样强度随碳化时间先增加后趋于平缓（或略微下降）、最佳碳化时间为6 h左右,随初始含水率增加而先增加后下降、最佳含水率为16%左右;活性MgO碳化效能明显优于活性CaO,矿渣中低活性CaO并不能显著改良自身碳化性能。CO₂碳化作用促使碳酸盐晶体（CaCO₃、MgCO₃）生成,晶体发育程度与碳化时间、固化剂掺量及活性等因素有关;碳酸盐晶体有效填充试样内部孔隙并黏结土颗粒,形成整体骨架结构使试样强度得以大幅提升。     

碳化处理后再生混凝土抗盐侵蚀性能研究

通过改变碳化温度、相对湿度和碳化时间以确定再生骨料最佳碳化工艺参数;选取天然骨料、未碳化再生骨料和三种碳化骨料制备混凝土,探究碳化再生骨料对再生混凝土氯盐和硫酸盐侵蚀性能的影响规律。结果表明:碳化后再生骨料表观密度、吸水率和压碎值显著提升,确定的最佳碳化工艺参数为温度20℃、相对湿度55%和碳化时间24 h;相比再生混凝土,碳化骨料混凝土的抗氯离子渗透性能提升了5.1%～22.1%,但低于普通混凝土;碳化再生骨料的抗硫酸盐侵蚀性能不仅优于再生混凝土,而且高于普通混凝土。     

基于原生混凝土性质评价的再生骨料质量评价

通过测试不同原始配比、使用环境、结构部位、结构形式、服役年限的废弃混凝土的强度、吸水率、表观密度等便捷手段来获得混凝土基本特征,探索其与再生骨料和再生混凝土性能之间的普遍性关系。表观密度过低的混凝土强度低,表观密度超过2300kg／m^3的混凝土所表现的强度都不低于20MPa,再生骨料的吸水率处于2盼咱％。再生骨料吸水率随着原生混凝土强度的增加而降低。新拌混凝土坍落度随着骨料吸水率的增加而降低,采用预先淋水的办法,可初步解决骨料吸水率大的问题。废弃混凝土碳化与再生骨料的性质之间无明显关系。     

粘土砖再生粗骨料混凝土抗碳化性能研究

试验研究了再生粘土粗骨料取代率、水灰比及粉煤灰、硅灰单掺和复掺对粘土砖再生粗骨料混凝土抗碳化性能的影响,结果表明水灰比依然是影响再生混凝土抗碳化性能的关键因素之一,随着水灰比增大其抗碳化性能够迅速降低,随着再生骨料替代率的增加,再生混凝土抗碳化性能增加,抗氯离子渗透性能降低。粉煤灰和硅灰单掺和复掺均会降低再生混凝土的抗碳化性能,掺量10%以下与普通混凝土差别不大。     

再生混凝土抗碳化性能试验研究

为了研究再生混凝土的抗碳化性能,系统分析了水灰比、水泥用量、再生骨料取代率、原始混凝土强度及矿物掺合料等对再生混凝土碳化深度的影响规律,并采用有限元方法对再生混凝土的碳化进行了数值模拟。研究结果表明：再生混凝土的抗碳化性能在相同水灰比的条件下略低于普通混凝土,再生混凝土的抗碳化性能不仅受水灰比和水泥用量的影响,还受到再生粗骨料取代率及其强度的影响,再生混凝土碳化深度与碳化时间的平方根成正比,在一定范围内添加矿物掺和料可降低再生混凝土的碳化深度。     

再生骨料及再生骨料混凝土的性能分析与评价

本文对国内外再生骨料和再生骨料混凝土的研究现状进行了分析,总结了再生骨料和再生骨料混凝土的基本性能.发现再生骨料的表观密度和堆积密度分别在231kg/m^3～2.62kg/m^3和1.29kg/m^3～1.47kg/m^3之间,其吸水率处于4%～10%之间,压碎指标在14.2%～23.1%之间.再生骨料混凝土抗压强度随再生骨料替代率增加而降低,随水灰比增大而降低.再生骨料混凝土的抗拉强度受替代率影响比较小.随着再生骨料替代率的增大,再生骨料混凝土的坍落度急剧下降、弹性模量降低、收缩值显著增大、抗冻性基本不变、渗透性增大、碳化速度略有增加、抗硫酸盐侵蚀性略有降低.基于众多文献研究成果,经回归分析提出了再生骨料混凝土抗压强度和弹性模量计算公式,最后讨论了再生骨料混凝土的应用状况.     

陶瓷粉再生混凝土的抗碳化性能试验研究

试验以再生粗骨料代替天然粗骨料,以陶瓷粉代替水泥,制备陶瓷粉再生混凝土,并研究再生粗骨料取代率与陶瓷粉掺量对混凝土碳化作用下的相对动弹性模量、碳化深度及表观形貌的影响。研究结果表明:随着陶瓷粉掺量的增大,混凝土各碳化龄期的碳化深度也越大,而各碳化龄期动弹性模量则呈先上升后下降的趋势;再生粗骨料取代率越大,混凝土的碳化深度也越大,但混凝土动弹性模量随之下降。     

预浸石灰水碳化再生粗骨料混凝土的力学性能

采用预浸石灰水碳化法对再生粗骨料进行强化处理,对强化前后再生粗骨料物理性能进行检测,研究了碳化再生粗骨料对混凝土力学性能的影响.同时结合微观测试手段,分析碳化对再生粗骨料的增强机理.通过立方体抗压、劈裂抗拉及抗折强度试验,研究强化后混凝土各龄期强度变化.结果表明：预浸石灰水碳化法能够显著改善再生粗骨料的物理性能,其吸水率降低15.2%～22.9%,压碎值降低15.2%～17.7%;碳化后粗骨料的界面过渡区更加密实,有利于再生粗骨料品质的提升;7、28 d的混凝土强度随粗骨料取代率的增大而降低;当粗骨料取代率为50%时,预浸石灰水碳化再生混凝土强度与普通混凝土相当.     

砂浆附着率对再生混凝土性能的影响

高强度原生混凝土经破碎后作为再生骨料配制低强度等级的再生混凝土,再生骨料砂浆附着率对再生混凝土的强度影响不大。当使用低强度原生混凝土经破碎后作为再生骨料配制高强度等级再生混凝土,再生骨料砂浆附着率对再生混凝土强度影响较大[1]。本文通过低标号原生混凝土制成的再生骨料通过研究不同砂浆附着率再生骨料的吸水率、压碎值、干表观密度与配制的再生混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能的关系,探明砂浆附着率对再生混凝土性能的影响。研究表明,砂浆附着率对再生骨料的吸水率、压碎值、干表观密度的影响较大,呈近似线形关系,对再生混凝土的强度、初始坍落度、碳化深度和电通量影响较明显,随着砂浆附着率增加有利于再生混凝土坍落度的保持。     

基于BP神经网络的再生保温混凝土抗压强度预测

通过研究再生粗骨料取代率、水灰比对再生保温混凝土抗压强度的影响,建立了以再生粗骨料取代率、水灰比以及混凝土表观密度为因子的BP神经网络预测模型,旨在通过这三种因子的测量对再生保温混凝土28 d抗压强度进行预测。试验研究表明,当再生粗骨料取代率为50%时,再生保温混凝土抗压强度与混凝土拌合物表观密度近似成线性关系,抗压强度随着水灰比的增大而降低;当取代率为100%时,抗压强度与表观密度为非线性关系,抗压强度随表观密度的增大而增大,随水灰比的增加而增加。建立的三因子BP神经网络模型的预测值与实际值的误差在3%以内,可用于再生保温混凝土的抗压强度预测。     

再生混凝土抗碳化性能试验研究及理论分析

通过快速碳化试验,以再生骨料掺量、水灰比、水泥用量、原始混凝土强度和矿物掺合料为影响因素,对再生混凝土的碳化性能进行研究。试验结果表明:再生混凝土的碳化深度随水灰比、再生骨料掺量的增加而减小,随原始混凝土强度的增大和水泥用量的增加而增大,适量添加矿物掺和料能降低再生混凝土的碳化深度,提升其抗碳化性能。在已有的普通混凝土碳化模型研究基础上,结合本试验和中国其他学者的试验数据,建立了再生混凝土碳化深度预测模型,模型预测结果与试验值吻合较好。     

钙离子对微生物矿化改性再生骨料性能的影响研究

再生骨料可以有效地实现对废弃混凝土的再利用,然而再生骨料存在高吸水率、与水泥砂浆的界面粘结力低等缺陷。基于产脲酶菌矿化沉积特性对再生骨料进行改性处理,考察了钙源、Ca2+浓度对再生骨料吸水率、质量变化率、表观密度和压碎指标等物理力学性能的影响。结果表明,产脲酶菌矿化沉积能够有效提高再生骨料的质量和表观密度,并降低再生骨料的吸水率和压碎指标;再生骨料改性处理后质量增长率可达2%,吸水率可由未改性的5.41%降至2.92%。