废混凝土再生粗集料性能试验与分级标准研究

首先对中国香港及国外再生粗集料的分级建议进行了对比分析,并对不同来源(如地震灾区)再生粗集料进行了试验,分析了再生粗集料表面附着的砂浆对再生粗集料性能的影响,得出了再生粗集料表面附着的砂浆含量与再生粗集料的吸水率和饱和面干状态下的表观密度之间的关系,并分析了再生粗集料性能对再生混凝土的影响,指出了再生粗集料砖含量也是影响再生混凝土性能的主要因素之一。最后提出了中国废混凝土再生粗集料分级的建议标准。     

再生细集料对水泥混凝土物理力学性能的影响

废弃混凝土通过一系列再生工艺可以得到再生混凝土细集料,将其部分或全部替代天然砂配制混凝土可以达到变废为宝的目的,但是再生混凝土细集料特殊的性质会使得掺再生细集料的混凝土性能与普通混凝土之间存在较大的差异。在研究再生混凝土细集料的粒径和物理特性对水泥混凝土物理力学性能影响的基础上,探讨再生混凝土细集料对混凝土的抗气渗性能、抗氯离子渗透性能、抗碳化性能的影响。研究结果发现,再生细集料在破碎制备过程中产生了大量缺陷和粉料,采用一定量的再生细集料替代天然细集料配制混凝土,其物理力学性能、抗氯离子渗透性能和抗碳化能力均与基准混凝土有明显差异。如再生细集料最小粒径从0.16 mm及以下提高到2.36mm就可以明显改善混凝土物理力学性能。     

CO2强化再生骨料的特性及其对再生混凝土性能的影响

CO₂强化不同品质和粒径再生骨料的特性研究尚不系统和完善。在约20% CO₂浓度和自然环境压力条件下,考虑再生粗骨料（RCA）品质和粒径的影响,试验测试了CO₂强化再生骨料（CRCA）的碳化率、CO₂吸收率、碱度、残留CO₂气体含量、吸水率及CO₂强化再生骨料混凝土（CRAC）的抗压强度和抗氯离子渗透性能。结果表明：CO₂强化再生骨料的碳化率和CO₂吸收率随再生骨料水灰比的增加而增加;CO₂强化显著降低了再生骨料的碱度,且CO₂强化再生骨料粒径越小、水灰比越低,其残留CO₂气体含量越高;CO₂强化显著降低了再生骨料的吸水率,明显提升CO₂强化再生骨料混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性能。     

Freeze-thaw Durability of Recycled Aggregate Concrete:An Overview

The characteristics of surface appearances,mass loss,relative dynamic modulus of elasticity and strength loss of different recycled aggregate concretes(RAC) exposed to freeze-thaw cycles were analyzed.It was found that the freeze-thaw resistance of RAC could be determined by the recycled aggregate compositions and admixtures.Both the saturation degree and the air void structure were the key factors influencing the freeze-thaw damage on concrete.Some major proposed freeze-thaw deterioration mechanisms were utilized to interpret the freeze-thaw damage on recycled aggregate concrete.Meanwhile,some potential measures to enhance the freeze-thaw resistance of concrete were summarized and discussed.     

颗粒整形对再生粗骨料混凝土工作性和强度的影响

试验研究了简单破碎再生粗骨料和颗粒整形再生粗骨料40%,70%和100%取代天然骨料,对混凝土工作性和强度的影响.结果表明：在相同取代率情况下,简单破碎再生粗骨料混凝土用水量较多、强度较差,颗粒整形再生粗骨料混凝土的用水量比简单破碎再生粗骨料混凝土显著降低,强度明显提高;随着取代率的增加,简单破碎再生混凝土的用水量增加较多、强度下降较大,而颗粒整形再生混凝土用水量略有增加且强度稍有降低,但是完全取代时的用水量和强度仍接近天然粗骨料混凝土.     

高温后再生混凝土的残余抗折强度

完成了150块不同再生粗骨料取代率（0%、30％、50%、70％、100％）下再生混凝土棱柱体试块在20℃～800℃下的高温试验。通过对高温中和高温后试验现象与数据的对比,研究了高温后再生混凝土的残余抗折强度,分析了高温后再生混凝土的残余抗折强度与经历温度之间的相互关系与变化特点,同时与已有高温后再生混凝土的残余抗压强度进行了对比分析。最后,提出了基于试验统计的再生混凝土残余抗折强度与经历温度之间的建议公式。结果表明：随经历温度的升高,高温后再生混凝土的残余抗折强度整体上逐渐下降;与残余抗压强度相比,再生粗骨料取代率对高温后再生混凝土的残余抗折强度影响不明显。     

不同再生骨料取代率的再生混凝土性能试验研究

再生混凝土是一种循环再利用建筑拆毁废弃物的实用而经济的材料,现已受到广泛地关注和讨论.为了更有效地应用再生混凝土材料,有必要对其基本性能进行研究,特别是为了指导在灾后重建中的应用,应该对来自灾区的再生骨料及其加工成的再生混凝土的性能进行研究.文中,试验测试了来自灾区再生骨料的物理和力学性能.通过不同再生混凝土的配合比设计,对比研究了具有不同再生骨料取代率的再生混凝土的力学性能以及不同龄期的再生混凝土强度.研究结果表明,再生骨料与天然骨料确实存在着一定的差别,比如表现在,再生骨料具有较高的孔隙率,其吸水率比天然骨料高出3.5倍,其密度比天然骨料降低10%,但具备可以接受的强度和表观形状.具有不同再生骨料取代率的再生混凝土表现出比天然混凝土具有更小的密度,抗压强度和抗拉强度.并且再生骨料取代率越高,其值降低越大.通过对不同龄期的再生混凝土的强度变化的研究,发现由于再生混凝土中再生骨料吸收的水分会随水泥水化作用缓慢地释放出来,从而促进了再生混凝土强度的发展,最后甚至可能超过天然混凝土的强度.另外,通过对试块受压破坏截面情况的观察,分析得到了再生混凝土和天然混凝土的失效模式.试验结果为进一步研究再生混凝土填充的中空钢管结构提供了参考.     

掺加污泥灰对普通混凝土和再生混凝土力学性能的影响

为实现污泥在混凝土中的资源化利用,试验研究了掺加质量分数为0%、1%、3%和5%的污泥灰作为补充凝胶材料对普通混凝土和再生混凝土的坍落度、抗压强度和劈裂抗拉强度的影响规律。研究结果表明：坍落度随污泥灰掺量的增加而下降,当污泥灰掺量为1%、3%和5%时,普通混凝土坍落度分别下降20%、24%和28%,再生混凝土坍落度分别下降0%、25%和67%。掺加污泥灰的混凝土其抗压强度和劈裂抗拉强度随龄期增加而提高。掺加3%污泥灰对普通混凝土抗压强度起到促进作用,其7天、14天和28天的抗压强度分别提高14.12%、12.97%和9.09%。掺加1%和5%的污泥灰对普通混凝土抗压强度起到不利作用。掺加污泥灰提高了再生混凝土的7天抗压强度,但28天抗压强度没有明显增长。与对照组相比,掺加污泥灰的普通混凝土和再生混凝土的7天抗拉强度平均下降19.17%和15.53%。相比对照组,掺加3%污泥灰的普通混凝土28天抗拉强度提高3.19%,掺加3%污泥灰的再生混凝土提高了18.72%。可见掺量为3%的污泥灰能提高普通混凝土和再生混凝土的抗压强度和抗拉强度,是较优掺量。微观结构分析表明,再生混凝土中由于旧砂浆的存在提高了污泥灰的利用率,使得污泥灰再生混凝土的早期强度增长明显,当污泥灰掺量较大时,多余的污泥灰降低了混凝土的均匀性从而影响强度发展导致28天抗压强度没有明显增长。     

再生混凝土细微观结构和破坏机理研究

再生骨料相当于天然骨料表面附着了一层老砂浆,老砂浆力学性能相对天然骨料较差,造成了再生混凝土内界面过渡区的数量、分布和性能的不同,从而影响了再生混凝土的力学性能.首先通过试验方法研究了再生混凝土中老砂浆的含量和分布;利用扫描电镜考察了新老界面过渡区形貌的异同,分析了老砂浆对界面过渡区的影响;采用有限元软件ANSYS对再生混凝土细观结构的受力特征和破坏机理进行了初步分析.最后利用不同强度等级的废旧混凝土加工成再生粗骨料,制备成再生混凝土,测试其抗压强度和劈裂抗拉强度,验证了再生混凝土受力的破坏机理.     

再生粗骨料混凝土碳化分析的多场耦合模型及验证

再生粗骨料混凝土的碳化是一个复杂的物理扩散和化学反应过程,其分析和预测较为困难。鉴于此,基于再生粗骨料混凝土的碳化机理,结合再生粗骨料混凝土中CO₂的扩散定律和可碳化物质的质量守恒定律,综合考虑再生粗骨料混凝土中CO₂的有效扩散系数、碳化反应速率系数、可碳化物质的量、再生粗骨料的表面附着砂浆等重要参数的影响,建立了再生粗骨料混凝土碳化分析的多场耦合模型,并通过试验数据验证了模型的有效性和适用性。     

再生混凝土粘结性能试验研究

为进一步在实际工程中推广应用再生混凝土,通过再生混凝土拔出试验,研究再生粗骨料、细骨料取代率,水灰比及锚固条件对再生混凝土抗压强度、粘结性能的影响.结果表明:再生混凝土的粘结强度随再生粗骨料取代率增加而增加,在粗骨料取代率约为60%时取得最大值,随后降低;再生混凝土的粘结强度随再生细骨料取代率增加而降低;再生混凝土的粘结强度优于普通混凝土;过多掺入再生粗、细骨料会降低再生混凝土抗压强度;降低水灰比可提高再生混凝土抗压强度及粘结强度,水灰比变化对再生混凝土抗压强度的影响较普通混凝土小;适当增加保护层厚度(≤3 d)及锚固长度可以提高再生混凝土粘结强度.     

再生集料混凝土的微观结构特征

研究了两种不同类型的再生混凝土集料(RC集料)和一种花岗岩集料配制的混凝土的微观结构特征，尤其是集料和水泥浆体之间的界面过渡区的某些结构细节。结果表明，界面过渡区的微观结构特征与集料的密实程度有关，过于密实(天然集料)和过于疏松(低标号混凝土)的集料可引起界面区的多孔性或聚集粗大颗粒的水化产物，而适中密实程度的集料可形成较为密实的界面区。     

再生粗骨料混凝土耐久性试验研究

为验证掺加结晶型界面改性剂(IZM)改善再生粗骨料混凝土耐久性,对再生粗骨料混凝土进行收缩性、抗渗性、抗碳化性和抗化学侵蚀性等耐久性试验。结果表明:再生粗骨料混凝土的收缩较普通混凝土大,掺入IZM可使再生粗骨料混凝土的后期收缩降低;再生粗骨料混凝土的抗渗性能与普通混凝土相差不多,掺入IZM后再生粗骨料混凝土的抗渗性能变化不大,同时掺减水剂和IZM后再生粗骨料混凝土的抗渗标号是普通混凝土或再生粗骨料混凝土抗渗标号的2倍;再生粗骨料混凝土的抗碳化性较普通混凝土差,掺入IZM对再生粗骨料混凝土的抗碳化性能影响不大;在不同化学介质中浸泡28 d后,再生粗骨料混凝土的抗化学侵蚀性能较普通混凝土差,而掺入IZM对再生粗骨料混凝土的抗化学侵蚀性能有所提高。     

再生混凝土配合比设计优化—嵌挤骨架密实法

针对不同种类的再生混凝土集料具有不同材质、表面性能、密实度等特性,采用嵌挤骨架密实法对再生混凝土配合比设计方法进行研究。以再生集料振动堆积密实度、富浆系数、浆集比分别确定再生混凝土的集料用量和胶凝材料用量,进行了4种不同的再生集料的混凝土试配实验。结果表明,对于不同种类的再生集料配制再生混凝土时,采用浆集比计算胶凝材料的用量比采用富浆系数计算具有更好的适应性。在该试验条件下,配制C40再生混凝土浆集比取0．49左右为宜,其坍落度和28d抗压强度分别达到155mm和52MPa以上。     

Performance degradation of the repeated recycled aggregate concrete with 70% replacement of three-generation recycled coarse aggregate

The feasibility of using different generations recycled coarse aggregate(RCA) on structural concrete was fully evaluated by studying the performance of the recycled coarse aggregates and their corresponding concretes, the different generations of RCA were recycled by following the repeated mode of ‘concrete-waste concrete-coarse aggregate-concrete'. Moreover, the focus was on ‘three generations' of repeated RCAs, the RCA was produced by crushing and regenerating the artificial accelerated degraded concrete, the process was designed to follow the nature degradation of the concrete with a coupling action of accelerated carbonation and bending load. The properties of x-generation(x=1, 2 or 3) of repeated RCA were systematically investigated and the compressive and splitting tensile strengths of relating structural concretes(with 70% replacement of x-generation of RCA) were studied accordingly. The results show a competent compressive and splitting tensile strength of 30 MPa at 28 th day of structural concretes with all generations of repeated RAC. And the gradual degraded performance of the repeated RCAs was observed with an increased numbers of repetition(123 generations), the overall performances of all repeated RCAs fulfill the Class Ⅲ according to Chinese Standards GB25177-2010. Our gained insight demonstrates a feasibility of using at least 3 generations of repeated RCA for the production of normal structural concrete.     

再生粗骨料最大粒径对再生混凝土强度影响试验研究

为了研究再生粗骨料最大粒径对再生混凝土弯拉强度、抗压强度及折压比的影响程度，采用相同配合比下最大粒径为10、15、25和31 mm的再生粗骨料制备了4组再生混凝土棱柱体试件（100 mm×100 mm×400 mm）和4组立方体试件（100 mm×100 mm×100 mm），并通过试验获得了各组再生混凝土试块的弯拉强度和抗压强度。试验结果表明：相同水胶比下，再生混凝土弯拉强度及折压比均随再生粗骨料最大粒径的增大而减小，而抗压强度随再生粗骨料最大粒径的增大呈现出先增大而后减小的趋势。     

Effects of Polypropylene Fibers on the Physical and Mechanical Properties of Recycled Aggregate Concrete

The viability of using polypropylene fibers(PPF) in concrete was largely studied. Yet, few of the existing research studies investigated the effects of PPF on the properties of concrete containing recycled concrete aggregate(RCA). Mixes with different RCA replacement ratios and different PPF content were designed and tested. The test results showed that the addition of PPF did not change significantly the compressive strength and the density of the concrete, but slightly decreased its modulus of elasticity and Poisson's ratio. The drop in the splitting tensile strength and the flexural strength due to RCA inclusions was to a large extent compensated by the PPF addition. The water absorption decreased and the percent voids increased with increased PPF addition. Correlations between the RCA content, the PPF content and the properties of concrete were studied. Useful regression models were proposed to predict the properties of concrete in relevant ranges of RCA and PPF content.     

高性能再生骨料混凝土试验研究

目的采用再生骨料配制高性能再生骨料混凝土,研究其单轴受压应力-应变行为,为再生骨料混凝土结构的数值分析提供理论基础.方法通过改变再生骨料的取代量,研究再生骨料对高性能再生骨料混凝土的强度、渗透性、抗冻耐久性及单轴受压应力-应变行为的影响.结果试验配制的高性能再生骨料混凝土28 d抗压强度超过70 MPa,抗冻等级达F300,得出单轴受压应力-应变曲线,并对其进行数值模拟,两者吻合较好.结论采用再生骨料能够配制出高性能再生骨料混凝土,其单轴受压应力-应变曲线与普通混凝土具有相似的规律,随着再生骨料取代量的增加,高性能再生骨料混凝土延展性得到提高,且数值拟合单轴受压应力-应变曲线相关性高,可用于分析混凝土的本构关系.     

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.     

养护方式对再生混凝土抗碳化性能的影响

通过实验室加速碳化试验,研究了养护方式和再生粗骨料取代率对混凝土抗碳化性能的影响。结果表明,在其他条件不变的情况下,养护剂养护下混凝土的碳化深度最小,洒水养护和覆膜养护下混凝土的碳化深度依次增大。混凝土碳化深度随再生粗骨料取代率的增加而增大,与普通骨料混凝土相比,再生粗骨料取代率为50%的混凝土部分碳化区尺寸和碳化前沿深度分别增大了7.5%和23.7%,而再生粗骨料取代率为100%的混凝土两者分别增大了21.3%和55.3%。通过吸水特性试验分析了养护方式及再生骨料取代率对混凝土抗碳化性能的影响机理,结果表明,养护剂养护下的混凝土毛细吸水系数最小,洒水养护和覆膜养护下混凝土的毛细吸水系数依次增大;混凝土毛细吸水系数随再生粗骨料取代率的增加近似呈线性增大。