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.     

盐冻环境下再生混凝土的耐久性研究

为了研究冻融循环和硫酸盐耦合作用下再生混凝土的耐久性,采用“快冻法”对再生骨料取代率为30%,Na2SO4浓度为5%,水灰比分别为0.35、0.45、0.55的再生混凝土进行冻融试验,并对不同冻融循环次数下的试件进行质量和抗压强度损失分析,以抗压强度表征损伤值,建立损伤模型,进行寿命预测及验证。研究结论表明：不同水灰比再生混凝土的质量、抗压强度性能变化过程呈三个阶段下降;从整个冻融循环过程来看,二参数Weibul模型能较好地计算损伤值,反应再生混凝土的冻融损伤演化规律;随着水灰比的增大,再生混凝土寿命逐渐减小,耦合作用下水灰比为0.35的再生混凝土的耐久性能最佳。     

再生混凝土冻融损伤可靠性分析

针对再生骨料混凝土受冻融损伤的问题,选取再生粗、细骨料双掺成型再生混凝土,采用快速冻融方法研究其质量损失与相对动弹性模量变化的规律,基于Weibull概率方法以质量损失和相对动弹性模量为指标建立损伤模型进行冻融可靠度分析.结果 表明,在冻融循环下质量损失逐渐增大,相对动弹性模量逐渐变小;Weibull概率分布可有效地描述再生混凝土试件抗冻性能退化规律,可靠度指标中,质量损失较动弹性模量更敏感,基于试验数据,运用该方法建立的可靠度函数能够直观反映试件可靠性与冻融循环之间的关系,并反映试件的剩余寿命.     

建筑垃圾配制再生混凝土的试验研究

建筑垃圾用作再生骨料是一种可循环利用的资源,再生骨料混凝土的研究与应用已引起了广泛关注。本文选择合适的原材料,通过对再生骨料混凝土的配合比设计、再生混凝土的力学性能等一系列试验,主要研究了建筑垃圾粗骨料掺量、水灰比、外加剂掺量等3个因素对再生混凝土抗压强度的影响及其原因,旨在探讨利用建筑垃圾替代粗骨料配制中等强度混凝土的可行性。     

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。     

再生保温混凝土抗冻性能的细观研究

再生粗骨料和玻化微珠保温骨料的加入,会导致再生保温混凝土(RATIC)内部形成复杂的孔隙结构。为了进一步揭示冻融作用下再生保温混凝土的劣化机理,在宏观试验的基础上,通过CT扫描细观试验分析了不同再生粗骨料取代率的RATIC试件在冻融作用下的裂缝发展规律和孔隙特征。试验结果表明:新旧水泥砂浆界面过渡区是冻融循环作用下RATIC的薄弱环节,试件内部多数裂缝产生于新旧水泥砂浆界面过渡区;试件的相对孔隙率是定量反映RATIC试件内部冻融破坏规律的重要指标。     

再生粗骨料混凝土抗冻性能研究进展

将再生粗骨料应用于混凝土制备可有效减少原材料生产对生态环境的破坏,还可实现建筑废弃物的再生利用。但由于存在老旧砂浆包裹、原始缺陷较多等问题,再生粗骨料混凝土吸水率较高且薄弱界面较多,抗冻性能较差,对寒冷环境下的混凝土结构产生了极为不利的影响。本文综合分析国内外对再生粗骨料混凝土抗冻性能的研究现状,发现复杂脆弱的界面过渡区是再生粗骨料混凝土承受冻害时的薄弱环节,微裂缝和孔隙的发育使其在冻融循环过程中的性能不断降低。再生混凝土的抗冻性能随着再生粗骨料掺量的增加而加速劣化,再生粗骨料质量掺量应控制在50%以内。质量损失、相对动弹性模量和抗压强度是评价再生混凝土冻融损伤水平的常用指标,质量损失在试验初期会出现负增长情况,相对动弹性模量在有限冻融循环次数下的反应较不敏感,相比之下抗压强度能更好地体现再生粗骨料混凝土的冻融损伤水平。未来,还应对再生混凝土冻融损伤机理进行更加系统深入的研究,探究效果良好的非破坏性试验指标,以及在标准冻融试验的基础上结合特定工程环境对再生混凝土抗冻性能进行具体评价,推动再生粗骨料混凝土更加广泛的应用。     

再生粗骨料粒径对混凝土力学和耐久性能的影响

为了改善粗骨料系统并进一步提高再生混凝土的性能，在不改变天然粗骨料级配的情况下制备了再生粗骨料取代率分别为64%和36%的两个系列再生混凝土，研究了混合粗骨料体系中不同粒径(5～<10 mm、10～<20 mm、20～31.5 mm)天然/再生粗骨料对混凝土工作性、力学性能、耐久性能的影响。结果表明，当再生粗骨料总取代率不变时，随着再生粗骨料取代粒径增大，再生混凝土的坍落度/扩展度不断增大，抗压强度、抗折强度与弹性模量基本呈增大趋势，电通量和碳化深度逐步降低。在再生粗骨料取代率较高条件下，提高20～31.5 mm再生粗骨料的比例，更有利于改善再生混凝土的力学性能与耐久性能。     

再生粗骨料的形态及性质对混凝土力学性能影响研究

试验以不同强度等级、不同再生粗骨料取代率为变量,研究了独立砂浆块及附着水泥砂浆再生粗骨料对再生混凝土强度及弹性模量的影响,并与普通混凝土试件进行对比.试验结果表明,C20、C30再生混凝土在取代率≤50％时随着再生粗骨料取代率的增加强度降低并不明显,再生粗骨料取代率在50％时强度达到最大;当再生粗骨料取代率为100％时,再生粗骨料自身的缺陷带来的负面效应大于实际水灰比降低带来的正面效应,使得强度反而下降;独立砂浆块再生粗骨料对再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量的降低影响要比附着砂浆粗骨料大.     

硫酸盐环境下再生骨料混凝土的抗冻性能

为了探讨再生骨料混凝土在硫酸盐作用下的抗冻耐久性能,选取再生粗骨料替代率为50％、100％的两组再生混凝土和普通骨料混凝土进行硫酸盐环境中的冻融试验,以质量损失率和相对动弹性模量判别混凝土的抗冻性能.结果表明:质量损失率用于表征再生骨料混凝土的损伤劣化规律具有一定的局限性;相对动弹性模量的变化比较敏感,可以很好的表征再生骨料混凝土的损伤程度;再生骨料混凝土的抗盐冻性能明显低于普通骨料混凝土.以此为基础,建立了Weibull概率函数与冻融损伤度之间的演化方程,演化方程可以很好表述冻融循环次数与相对动弹性模量的变化规律,为后续的分析研究提供了一定借鉴.     

Freezing and thawing resistance of air-entrained concrete incorporating recycled coarse aggregate: The role of air content in demolished concrete

This study aims to introduce new information on freezing and thawing resistance when air-entrained or non-air-entrained concrete is used as recycled coarse aggregate into air-entrained concrete. The laboratory produced air-entrained and non-air-entrained concretes with a water/cement (w/c) ratio of 0.45 were recycled at the crushing age of 1 year to obtain the coarse aggregates used in the investigations. The recycling process was performed in three stages to produce recycled coarse aggregates with different adhered mortar contents. The results showed that recycled coarse aggregate produced from non-air-entrained concrete caused poor freezing and thawing resistance in concrete even when the new system had a proper air entrainment. Microstructural studies indicated that non-air-entrained adhered mortar caused disintegration of the recycled coarse aggregate in itself and disrupted the surrounding new mortar after a limited number of freezing and thawing cycles. Minimizing non-air-entrained adhered mortar or enhancing the performance of new surrounding matrix could not give satisfactory results for a long freezing and thawing exposure.     

同掺再生粗细骨料混凝土的力学与耐久性能研究

为了探讨同时掺入大掺量再生粗骨料和细骨料制备C40及以上强度等级再生混凝土的可行性,在C45天然骨料混凝土配合比的基础上,采用II类再生粗骨料、I类再生细骨料,以同掺再生粗细骨料质量替代率为25%、50%、75%、100%配制了4组再生混凝土,研究了再生粗细骨料替代率对再生混凝土基本力学性能和耐久性能的影响规律。结果表明:当同掺再生粗细骨料的替代率为25%时,混凝土的力学性能下降很小,替代率为50%、75%的混凝土的抗压强度分别达到C45、C40等级,替代率100%的全再生粗细骨料混凝土的28 d抗压、劈拉、轴压强度和弹性模量等力学性能指标较天然骨料混凝土降低12.0%~23.2%,并达到C35抗压强度等级。增加再生粗细骨料的替代率会降低混凝土的耐久性,但即使是全再生粗细骨料混凝土仍可获得高的耐久性,其抗碳化性能、抗氯离子渗透性、抗冻性能分别达到T-IV、RCM-IV和F300等级,说明在混凝土中同时掺用50%及以上再生粗细骨料配制C40及以上强度等级的再生混凝土是可行的。     

固体废弃物再生骨料混凝土的耐久性试验研究

为有效处理和利用固体废弃物,本文研究了用钙系膨胀剂,高炉矿渣水泥以及采用吸水率较小的再生骨料抑制碱骨料反应,尝试制备强度为30 MPa的再生骨料混凝土.并对其耐久性能做了试验研究.试验结果表明:再生骨料混凝土在强度以及耐久性能方面显示出与普通混凝土几乎相同的性能,并用钙系膨胀剂,高炉矿渣水泥以及采用吸水率较小的再生骨料,在解决再生骨料混凝土耐久性方面能够取得较好的效果.     

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.     

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.     

粉煤灰掺量对再生混凝土力学性能和抗冻性的影响研究

研究粉煤灰掺量、再生粗骨料取代率对再生混凝土抗压强度和抗折强度的影响,并对再生混凝土在不同冻融循环次数下的抗压强度和质量损失率进行了研究.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,再生混凝土抗压强度呈先增大后降低的趋势,当粉煤灰掺量为15%,再生粗骨料取代率为30%时,再生混凝土的抗压强度达到最大;粉煤灰掺量对抗折强度提高幅度较小;在冻融循环低于50次时,试块抗压强度下降速度较缓,此后下降速度加快,当冻融循环达到150次时,强度损失最大;再生粗骨料取代率对试块的抗冻性影响高于粉煤灰掺量.建立了考虑再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量因素的冻融循环作用下再生混凝土抗压强度指数衰减规律预测模型.     

粉煤灰对再生骨料混凝土抗压性能影响研究*

研究用破碎、筛分处理后的建筑垃圾作为混凝土的粗骨料，代替天然粗骨料配制C20级再生混凝土，测试其抗压强度是否满足混凝土正常使用标准。再生骨料的取代率设计为0，35%，65%，100%，每个取代率做3组试件共24组试件，进行了混凝土的抗压强度试验，并探讨掺入粉煤灰对其抗压强度的影响。试验结果表明：C20级再生混凝土的抗压强度会随再生骨料取代率的增大而降低，粉煤灰可以减少水泥用量但对抗压强度影响不大。     

复合盐侵蚀再生混凝土耐久性能退化试验研究

我国西北地区土壤及其地下水中含有大量侵蚀性离子,造成了再生混凝土结构耐久性能快速退化,严重制约着再生混凝土在主体结构中的应用。基于西北地区耐久性环境中侵蚀离子组成及区域气候环境特征,以7.5%(质量分数)MgSO₄-7.5%(质量分数)Na₂SO₄-5%(质量分数)NaCl为侵蚀介质,采用干湿交替方式,开展复合盐侵蚀再生混凝土耐久性能退化试验研究。以粉煤灰、矿渣、硅灰、偏高岭土等活性矿物掺合料取代水泥,研究矿物掺合料搭配方式对再生混凝土耐久性能影响。采用XRD、FTIR、TG-DSC及SEM、EDS等表征手段,分析侵蚀产物矿物组成、含量及微结构变化,研究复合盐侵蚀再生混凝土损伤过程。随着干湿交替次数增加,再生混凝土相对动弹性模量、质量变化率、相对抗压强度、相对劈裂抗拉强度及损伤层厚度的变化规律与矿物掺合料搭配方式有着显著的相关性。随着侵蚀离子的不断扩散,混凝土碱度降低,在表面依次形成了以水镁石、石膏及钙钒石为主要产物的致密侵蚀产物层,短暂阻碍了侵蚀离子进一步扩散。随着侵蚀产物不断堆积及无胶凝性水化硅酸镁的形成,在膨胀应力及盐结晶压力共同作用下,再生混凝土表面大量剥蚀并开裂,耐久性能快速退化。     

铜矿渣在水泥混凝土应用的研究进展

铜矿渣应用于水泥与混凝土中可降低炼铜企业成本,又有利于环境保护.介绍了铜矿渣的物理与化学性质,对铜矿渣在水泥和混凝土领域的研究进展进行了综述.铜矿渣可作为铁质原料配置生料,配置的生料易烧性好,并能改善熟料的岩相结构和力学性能;也可作为水泥熟料混合材,所制成的水泥具有早期水化放热低、后期强度发展高等优点.铜矿渣可作为细骨料应用于混凝土中,铜矿渣混凝土具有与普通混凝土相当的工作性、力学性能与耐久性能.铜矿渣和水泥熟料有相似的化学成分,可通过物理或化学方式激发铜矿渣的活性作为胶凝材料应用于混凝土中,与Ca(OH)2反应生成与水泥水化相似的水化产物.铜矿渣可降低混凝土的脆性系数,具有减脆的作用.