高强再生骨料混凝土的耐久性能及影响因素研究

目前,国内外所制备的再生骨料混凝土的强度值都较低,只能用于非承重构件,另外对再生骨料混凝土耐久性方面的研究仍不多。本文利用废弃混凝土,按照所提出的一种新生产工艺制备再生骨料,然后按照要求配制成高强度再生骨料混凝土。研究发现:采用取代率为50%的再生粗骨料和取代率为30%的再生细骨料所配制的再生骨料混凝土强度能够达到高强混凝土强度要求。此外,本文研究了高强再生骨料混凝土的耐久性能,探讨了粉煤灰、二次搅拌、再生粗骨料最大粒径和初始含水状态对高强再生骨料混凝土的收缩性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能和抗硫酸盐侵蚀性能的影响。     

不同强度等级的再生骨料对再生混凝土基本力学性能影响

为进一步研究废弃混凝土的应用,采用不同强度的废弃混凝土制备再生骨料,分别以0、40%、70%、100%体积取代天然碎石制备再生混凝土,并对再生混凝土基本力学性能进行测试。试验表明:与普通混凝土相比,由C20~C35废弃混凝土制备的再生骨料,随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土基本力学性能明显下降;由C40、C45废弃混凝土制备的再生骨料,其强度和取代率对再生混凝土各项基本力学性能均无显著影响,这为废弃混凝土利用的进一步研究提供了依据。     

废弃混凝土试块再生细骨料混凝土试验研究

以预拌混凝土企业试验后的废弃混凝土试块为原材料,制备再生细骨料,研究了预湿含水率、取代率、复配减水剂对C30再生细骨料混凝土工作性和强度的影响。结果表明:废弃混凝土试块再生细骨料预湿含水率应接近其饱和面干含水率;再生细骨料各取代率下混凝土实际用水量为饱和面干用水量时,与未掺再生细骨料的混凝土强度接近,取代率为70%时强度最高;再生细骨料取代率较高时使用的外加剂应提高减水和引气组分。     

废弃石粉对混凝土的性能影响及碳排放分析

为解决机制砂生产过程产生的废弃石粉（WSP）处置难题，本文提出了将废弃石粉用作混凝土矿物掺合料的利用新途径，研究了废弃石粉的特征及其对混凝土抗压强度与孔结构的影响，并基于生命周期评价方法分析了利用废弃石粉带来的碳减排效益.结果表明：废弃石粉虽较磨细石粉（GSP）具有更高的亚甲蓝值，但对砂浆流动度的影响较小；相比于磨细石粉和粉煤灰，废弃石粉会降低低强度等级混凝土的抗压强度，但对高强度等级混凝土的抗压强度影响较小；废弃石粉作为矿物掺合料可有效降低混凝土的生产碳排放，内掺20%废弃石粉的混凝土碳排放总量降低了近20%.     

再生骨料混凝土实验研究

随着市政建设的进展,大量的建筑物被拆迁而产生的建筑垃圾对城市的环境造成严重的污染.这些废弃的混凝土作为混凝土的骨料得以重新利用,然而目前大都受限于其强度.本文探讨了用废弃混凝土块再生骨料完全代替天然骨料配制高强再生混凝土技术,并研究了掺合料对其新拌物理性能及力学性能的影响,研究表明通过制备方法的改进和掺加微硅粉可以利用废弃混凝土制备出28d抗压强度达到80MPa的高强混凝土.本研究提出的用再生骨料配制高强混凝土的技术途径对于推动废弃混凝土再生利用具有积极的意义.     

掺合料、石粉及石屑对再生混凝土抗压强度及抗氯离子渗透性能影响研究

按ASTM C1202测试了粉煤灰、矿渣、硅灰等掺合料以及石粉和石屑掺量对再生混凝土抗压强度及抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,矿物掺合料可显著改善再生混凝土抗氯离子渗透性能,尤其粉煤灰和硅灰复掺能改善再生混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性能;随着石粉掺量的增大,再生混凝土的抗压强度逐渐降低,抗氯离子渗透性能先增强后减弱,表明适量的石粉能在不影响强度的情况下,显著改善其抗氯离子渗透性能,石粉的最佳掺量为水泥质量的5%;石屑取代率增加虽然能改善混凝土的强度,但过量的石屑会降低再生混凝土抗氯离子渗透性能,试验表明,石屑取代率不宜超过20%。     

高强石屑混凝土的试验研究

以广州西塔C90高强河砂混凝土配合比为高强石屑混凝土配合比的设计基准,采用石屑取代50%河砂、提高减水剂和胶凝材料用量的方法,制备出C80高强石屑混凝土。通过强度试验分析得:在同样水胶比下,为使石屑混凝土具有与河砂混凝土相同的高流动性,石屑混凝土的强度要较河砂混凝土低3个等级以上。为降低混凝土成本,应选择优质石屑,石屑的颗粒级配应尽量满足要求,且石粉含量和大于4.75mm的颗粒含量应较低,石屑的强度应较高。同时不宜采用石屑全取代河砂的方式,石屑的取代量宜为50%左右。     

花岗岩石粉复合矿物掺合料对再生混凝土工作性和强度影响

研究了花岗岩石粉取代粉煤灰对再生混凝土工作性和强度的影响。结果表明:随花岗岩石粉取代量的增加,再生混凝土的工作性越来越好;掺入花岗岩石粉,对再生混凝土早期强度影响较小,后期强度影响较大;复合矿物掺合料所选用的Ⅱ级粉煤灰和花岗岩石粉的比例宜为3∶7。     

石粉掺量对高延性混凝土工作性能及力学性能的影响

为提高机制砂生产过程中产生的废弃石粉的资源化利用率,并降低高延性混凝土的材料成本,采用石灰岩石粉部分取代胶凝材料制备机制砂高延性混凝土,研究石粉掺量对机制砂高延性混凝土流动性、抗压强度、抗折强度和直接拉伸性能的影响。结果表明,随石粉掺量的增加,机制砂高延性混凝土的流动性略有下降,抗压、抗折强度降低。石粉掺量为30%和40%时,机制砂高延性混凝土的极限拉伸应变显著提高,具有更优的变形能力,并具备一定的经济效益。     

龄期和替代率对复合粗骨料再生混凝土强度的影响

随着养护龄期的增长,再生混凝土的强度基本呈线性关系递增;再生粘土砖混凝土替代率为40%~80%时,强度折减一级;当粗骨料全部被粘土砖取代时,再生粘土砖混凝土强度等级仅为C30;再生废弃混凝土骨料的混凝土替代率为20%时强度最高,废弃混凝土占粗骨料的80%时,强度最低;再生粘土砖、废弃混凝土骨料的混凝土替代率和强度基本符合线性递减关系。最优骨料类型为20%替代率的再生废弃混凝土。     

废弃混凝土再生混合砂砂浆性能正交试验研究

利用废弃混凝土再生粗砂部分取代特细砂得到废弃混凝土再生混合砂。基于正交试验,研究了水胶比、废弃混凝土再生粗砂取代率和粉煤灰取代率对废弃混凝土再生混合砂砂浆稠度、抗压强度和抗折强度的影响。通过层次分析法得出了各因素、各水平的影响权重和优选方案,并进行了机理分析。研究表明:水胶比是影响废弃混凝土再生混合砂砂浆稠度、抗压强度和抗折强度的主要因素;粉煤灰掺入对废弃混凝土再生混合砂砂浆的强度有较大劣化作用。     

循环再生骨料混凝土强度性能研究

为了探讨废弃再生混凝土作骨料制备结构混凝土的可行性,从强度性能入手,首先用加速碳化试验制备了相当于在保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀的一般环境下先后使用了2个50年的循环再生混凝土骨料,然后试验分析了循环再生混凝土强度与循环再生骨料取代方式及取代率之间的关系。结果表明:仅用循环再生粗骨料取代天然粗骨料的循环再生混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度与循环再生粗骨料取代率均呈三次抛物线关系,但拐点(最优与最不利取代率)与合理取代区间不一致;仅用循环再生细骨料取代天然细骨料及循环再生粗细骨料同时取代天然骨料条件下,强度与循环再生细骨料取代率、循环再生粗细骨料取代率呈直线下降关系;两种强度之间呈指数函数关系;以短期强度性能考核,循环再生粗细骨料分别达到GB/T 25177—2010《混凝土用再生粗骨料》Ⅱ类与GB/T 25176—2010《混凝土和砂浆用再生细骨料》Ⅲ类标准要求,在循环再生粗细骨料单独与同时取代天然粗细骨料不超过70%与50%条件下用于制备C30结构混凝土是可行的。     

再生高强混凝土基本力学性能研究

为研究再生粗骨料取代率与玄武岩纤维对再生高强混凝土的抗压强度、抗折强度、劈裂强度与弹性模量的影响,对再生高强混凝土78个试件进行试验。试验结果表明,相同强度等级下,随再生粗骨料取代率增加,混凝土坍落度、抗压强度和弹性模量存在下降趋势;随着玄武岩纤维含量的增大,混凝土抗折强度与劈裂强度呈现先增加后下降的趋势,但对混凝土抗压强度影响较小。当再生粗骨料取代率取30%时,混凝土强度高且和易性好,为适宜的取代率。     

硫酸盐环境下再生混凝土性能试验研究

用强度等级为C25废弃普通混凝土制备再生骨料,然后分别用20%(A类)和40%(B类)的再生骨料取代率来取代天然骨料,配制成再生混凝土。对再生混凝土进行了6%(质量分数)浓度的硫酸纳溶液作用下的室内侵蚀模拟试验,研究了在干-湿循环作用下硫酸纳对再生混凝土的腐蚀特性。试验结果表明:在干湿循环作用的初期阶段,对于20%和40%再生骨料取代率的再生混凝土来说,它们的动弹性模量、劈裂强度都有一定的提高,提高幅度前者略低于后者。随着干湿循环周期数的继续增加,无论是20%再生骨料取代率再混凝土,还是40%再生骨料取代率再混凝土,它们的动弹性模量和劈裂强度都开始出现缓慢下降,继而又快速下降,且后者的下降速度大大高于前者。此研究可为再生混凝土在硫酸纳环境中的工程应用提供一定参考。     

掺石灰石粉的高强混凝土制备试验研究

在高强混凝土制备研究中,采用了掺合石灰石粉法,通过各种方法如比表面积、掺加方式等对高强混凝土工作性能和力学性能的影响进行了分析,对外掺石灰石粉比表面积对高强混凝土强度影响进行研究,最后研究分析可知一定掺量的石灰石粉可提高混凝土发展强度,提高混凝土耐久性。     

再生骨料粗细级配对水泥混凝土性能影响研究

通过将废弃水泥混凝土试块破碎、筛分制备成再生粗细骨料,重新拌制水泥混凝土,研究再生粗骨料粒径大小、级配情况以及再生细骨料颗粒级配、粗细程度对水泥混凝土的影响规律。结果表明,再生骨料可用于制备水泥混凝土,通过界面胶结以及微粉填充密实,使得级配连续的大粒径再生粗骨料或Ⅱ区中砂的再生细骨料更有利于新拌混凝土的和易性以及硬化后混凝土的强度和抗渗性能,但同时应注意控制再生骨料中石粉及针片状含量。     

冻融循环下废弃纤维再生混凝土与钢筋的黏结性能

首先通过冻融循环试验,研究冻融循环次数、再生骨料取代率、废弃纤维体积分数对再生混凝土与钢筋黏结性能的影响.其次从能量守恒与耗散的角度分析黏结性能损伤机理.最后基于损伤和强度劣化理论建立了黏结-滑移模型.结果表明：废弃纤维再生混凝土与钢筋的黏结性能随着冻融循环次数和再生骨料取代率的增大而降低;在再生混凝土中掺入废弃纤维可以显著提升黏结性能;当废弃纤维体积分数为0.12%时,黏结强度提升了11.35%;建立的黏结-滑移模型较好地表征了黏结强度与相对抗压强度之间的关系.     

以建筑垃圾为骨料的再生混凝土性能研究

本试验以兰州某工地废弃混凝土为原料来制备再生粗骨料,配制4组不同配合比,且每组分别以粗骨料取代率为0%,30%,70%,100%而制作96个混凝土试块,分别对其进行了坍落度测定和7d,28d龄期的抗压强度试验研究,总结了兰州地区再生骨料混凝土的配合比设计规律和不同再生粗骨料取代率对不同龄期混凝土强度的影响。     

机制砂中石粉对混凝土耐久性的影响研究

试验研究了石粉含量对不同强度等级机制砂混凝土强度、抗氯离子渗透性能和抗冻性能的影响。结果表明:石粉对低强和高强混凝土的影响不完全相同,对于低强度机制砂混凝土,随着机制砂中石粉含量的增加,混凝土的抗氯离子渗透性能提高,而抗冻性能降低,尤其是当石粉含量高于10%(石粉与水泥体积比超过1∶3.47)时,混凝土劣化明显;但对于高强混凝土而言,仅当石粉含量大于7%时,石粉使混凝土工作性出现劣化,而对于抗氯离子渗透性能,抗冻性能等耐久性,石粉含量从3.5%提高到14%,均未使高强机制砂混凝土出现劣化现象。     

粉煤灰取代不同集料对再生混凝土路面砖性能影响的试验研究

力学性能是再生混凝土的重要性能之一,许多因素对再生混凝土的力学性能有着不同程度的影响。将废弃混凝土破碎、筛分作为骨料制成再生混凝土路面砖,并以不同比例(2%、4%、6%)粉煤灰取代再生混凝土中的水泥和细骨料,对比7组再生砖试块在14、28 d龄期下的孔隙率、抗压强度、抗折强度。试验结果表明,再生混凝土路面砖的孔隙率随粉煤灰取代率的增加而增加。不同龄期下,粉煤灰取代率在4%以内时,再生砖的抗压、抗折强度基本随着取代率的增加而增加,其中抗折强度增加显著;粉煤灰取代率为4%时,再生砖的抗压、抗折强度均达到较大值;当粉煤灰取代率超过4%时,强度有所降低,但仍高于水泥再生混凝土砖的强度。