不同微生物矿化能力比较及对再生骨料吸水率影响的试验研究

随着绿色环保观念的加强,微生物矿化沉积改性再生骨料技术引起国内外学者的重视。主要研究假坚强芽孢杆菌Bacillus pseudofirmus DSM8715和嗜碱芽孢杆菌H4的自身矿化效果以及对再生骨料的改性能力。通过扫描电镜(SEM)观察微生物矿化产物的微观形貌,X-衍射线(XRD)技术对矿化产物定性分析,并利用热重分析仪(TGA)进行矿化产物中碳酸钙含量分析。试验结果表明:2种微生物矿化产物均为方解石型碳酸钙晶体,嗜碱芽孢杆菌H4矿化产物中碳酸钙含量达到了94.32%,矿化系数为79.97%;而假坚强芽孢杆菌Bacillus pseudofirmus DSM8715矿化产物中碳酸钙含量仅为86%,矿化系数为68.40%。与未经微生物矿化处理的再生骨料相比,用嗜碱芽孢杆菌H4处理后的再生细骨料(粒径≤5 mm)、粗骨料(粒径5～10 mm)、粗骨料(粒径10～20 mm)的吸水率分别降低2%、1.66%、0.69%;假坚强芽孢杆菌Bacillus pseudofirmus DSM8715处理的再生细骨料(粒径≤5 mm)、粗骨料(粒径5～10 mm)、粗骨料(粒径10～20 mm)的吸水率分别降低1.65%、1.37%、0.61%。     

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%。     

基于巴氏芽孢杆菌矿化沉积的再生骨料改性试验研究

再生混凝土能够有效地实现对废弃混凝土的再利用,但由于骨料的自身缺陷,再生骨料会一定程度地降低混凝土的力学性能和耐久性能。基于一种脲酶菌巴氏芽孢杆菌矿化沉积特性对再生骨料进行改性处理,主要考察改性时间对再生骨料吸水率、质量变化率、表观密度和压碎指标等物理力学性能指标的影响。试验结果表明,巴氏芽孢杆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;改性后再生骨料质量增长率可达3%,吸水率可由未改性的4%降至2.14%。研究结果可为基于微生物矿化沉积的再生骨料改性研究提供参考。     

混合再生骨料材料性能试验研究

将再生砖、再生混凝土骨料按不同的体积比进行掺配,对混合再生骨料的性能以及材性指标的相关性进行了研究分析。结果表明:随着再生砖骨料占比增大,混合再生骨料的表观密度和松散堆积密度均呈减小趋势;混合再生骨料的吸水率和压碎值随再生砖骨料占比的增大呈增大趋势。表观密度、松散堆积密度、吸水率、压碎值与再生砖骨料占比均服从良好的二次函数关系。表观密度-压碎值、堆积密度-压碎值、表观密度-吸水率、堆积密度-吸水率存在非线性负相关关系,吸水率-压碎值、堆积密度-表观密度存在非线性正相关关系,材性指标间均服从良好的二次函数关系。     

再生粗骨料性能指标分布及相关性分析

影响再生粗骨料质量等级的因素与指标众多,在对再生粗骨料进行分级时不便于实际操作,因此需要从众多的因素和指标中筛选出适合对再生粗骨料进行分级的指标,为再生粗骨料的分级奠定基础。通过试验测得11种不同批次的再生粗骨料各项性能指标,对每批再生粗骨料所含成分进行检测,同时结合不同文献中74种不同批次再生粗骨料,利用SPSS统计分析软件研究了吸水率、压碎指标、表观密度、堆积密度的分布特点,并对其进行Shapiro-Wilk正态性检验,以变异系数评估了指标的离散程度。然后采用Pearson相关系数和Spearman相关系数分析了各指标的相关性,最后通过试验测得的再生粗骨料各项性能指标,拟合了表观密度与吸水率、吸水率与压碎指标、压碎指标与表观密度的线性方程。结果表明：微粉含量、针片状含量、杂物含量可从工艺和程序上进行改进,可作为控制再生骨料质量的限制性因素;表观密度、吸水率、压碎指标服从正态分布,且吸水率和压碎指标的离散程度更大,因此提出了以吸水率和压碎指标作为分级指标的建议;从相关性角度分析,吸水率与密度类指标具有较高的相关程度,进一步说明吸水率可以代表密度类指标作为分级指标。     

再生粗骨料混凝土力学性能探讨

把废弃混凝土经人工破碎后,按照粒径大小分为粗、细骨料,对再生粗骨料加入0.2%的聚羧酸减水剂进行处理后,参照普通混凝土配合比设计方法配置再生混凝土,研究不同再生粗骨料取代率下再生混凝土基本力学性能的变化。其中包括再生骨料的堆积密度、表观密度、吸水率和压碎指标,以及不同再生骨料掺入量下混凝土立方体抗压强度、棱柱体抗压强度。试验结果表明,经过聚羧酸减水剂处理后的再生粗骨料,吸水率明显比处理前的再生粗骨料低,而再生混凝土的立方体抗压强度,弹性模量随着再生粗骨料的增加而逐渐降低。     

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。     

再生混凝土多孔砖用再生骨料基本性能试验研究

再生混凝土多孔砖与再生混凝土相比有混凝土强度要求低、再生骨料利用率高、生产成本低等优点,非常适合再生混凝土技术的推广应用.粒径0-10mm再生骨料基本性能的试验研究是再生混凝土多孔砖性能研究的基础和关键.再生骨料中细骨料比例取85%,90%.95%3个水平,再生骨料中碎砖含量取0.25%.50%,75%,100% 5个水平,用全组合的方式在试验室中配制出3个系列共15种再生骨料.按照GB/T 14684-2001及GB/T 14685-2001对这15种再生骨料的级配、表观密度、吸水率、压碎指标进行实验.试验结果表明,粒径0-10 mm再生骨料随着骨料中碎砖含量的增多,再生骨料的表观密度、吸水率、压碎指标增大;压碎指标与吸水率、压碎指标与表观密度呈正比.这个性质与目前再生粗骨料的规律不同,说明混凝土砖用0-10 mm再生骨料的性质不同于再生粗骨料.     

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%。     

再生粗骨料品质提升技术研究

重点从物理强化和化学强化两个方向来对比研究强化技术对再生粗骨料品质的提升情况。通过对不同强化处理得到的再生粗骨料进行吸水率、表观密度、压碎指标、体积密度、坚固性等基本性能的研究,评定出再生粗骨料的类别。研究表明使用颗粒整形设备对破碎好的再生粗骨料进行二次处理,实现了对再生粗骨料的多次强化,使其达到国家I类骨料的标准,其表观密度达到2575 kg/m~3,空隙率为45%,24h吸水率为1.2%,压碎指标值为9%,各项性能参数接近于天然骨料。经过化学强化不同处理方式后再生粗骨料的各项性能参数也有一定的改善,其中采用浸渍处理要优于喷淋处理,强化处理48 h的效果更为明显。     

预处理再生骨料混凝土性能的试验研究

对再生骨料的表观密度、吸水率、压碎指标和孔隙率等基本性能进行了研究,分析了采用水泥净浆进行表面处理后的再生骨料混凝土性能的变化。试验结果表明:通过加入高效减水剂和掺入活性掺合料(如硅灰等),用再生骨料完全可以制备出28 d强度高于50MPa的混凝土;再生粗骨料预处理对混凝土的抗冻性能影响显著,因此可以通过预处理来改善粗骨料性能,从而提高混凝土的抗冻性能。     

再生骨料与再生混凝土的研究进展

介绍了再生骨料的生产工艺、性能、强化处理方法以及再生混凝土的工作性和硬化后的性能．再生骨料的生产工艺包括预处理破碎、强化处理和筛分阶段,其中强化处理阶段是关键．由于再生骨料颗粒表面含有大量的水泥砂浆,再生骨料具有吸水率大、密度小和压碎指标高等性能．吸水率大是不利再生骨料应用的一个制约因素,影响着再生混凝土的其他性能．通过化学和物理强化处理方法,改善其表面状况,从百减小它的吸水率,改变再生骨料混凝土拌合物的工作性能．     

废弃砖再生骨料的强化及其应用研究

为了研究废弃砖再生骨料强化后的性能及其作为原料制备再生建材制品的性能。针对废弃砖再生骨料吸水率高、强度低等突出问题,通过裹浆改性的方式对其进行强化,通过对改性后再生骨料的压碎值、吸水率等指标与未改性前对比,确定最佳改性方式和工艺,使其满足再生三级骨料的要求。此外对废弃砖再生骨料的利用途径进行了研究,利用废弃砖再生骨料制备混凝土小型空心砌块和透水砖,并对两种再生产品的基本性能进行了研究。试验结果表明:改性后的废弃砖再生骨料吸水率略高于国家标准的要求,表观密度和空隙率、堆积密度、压碎指标等主要指标均满足国家标准的要求。利用强化后的废弃砖再生骨料制备混凝土小型空心砌块和透水砖,强度、透水性等指标都能满足正常的使用要求。     

废弃烧结砖再生骨料的改性研究

针对废弃烧结砖再生骨料强度低、吸水率高的问题,采用无机、有机以及有机与无机复合的方法进行改性。通过对废弃烧结砖再生骨料的压碎指标、吸水率、表观密度等性能指标的测试,评价改性效果,最后采用改性效果理想的再生骨料制作混凝土,对配制的再生混凝土抗压强度进行了测试与分析。研究结果表明:砖粉与水泥复掺裹浆情况下,当砖粉替代水泥质量为20%时要比纯水泥裹浆效果理想,9.5～4.75 mm粒径的再生骨料在复掺20%砖粉裹浆后的压碎指标为23.7%,吸水率为3.3%;16～9.5 mm粒径的再生骨料在复掺20%砖粉裹浆后的压碎指标为18.7%,吸水率为5.1%。继续在一次裹浆的基础上进行二次裹浆效果不如一次的好。有机溶剂改性效果不明显,并且导致成本增加。有机与无机复合改性后的再生骨料的压碎指标和吸水率都有很好的改善,环氧树脂与水泥复合改性效果最好的再生骨料的压碎指标为16.8%,达到了国家标准二级骨料的要求。     

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.     

再生骨料强化作用的机理试验研究与分析

研究了再生骨料经渗透结晶材料处理后力学性能增强的作用机理。通过力学性能指标的测试和电镜扫描的观察和对比,结果表明:宏观方面,经过渗透结晶材料处理的再生骨料,其孔隙率、吸水率明显下降,压碎指标有所降低,总体力学性能指标远高于普通再生骨料,且比较接近于天然骨料。微观方面,采用扫描电镜(SEM),对强化后再生骨料、天然骨料以及未经处理再生骨料进行研究,可见到使用渗透结晶材料处理后的再生骨料表面大部分裂缝被填充,且明显发现骨料结构组织呈现密实状态,结论是:再生骨料性能大幅度提升的原因,是渗透结晶材料溶液在再生骨料表面覆盖的砂浆层实施了有效的渗透,骨料自身裂缝被填充,结构变得更加密实,因此提高了再生骨料的力学性能;同时渗透结晶作用不限于最初的结晶过程,有进一步发展的趋势。从而揭示了渗透结晶材料能够增强再生骨料力学性能的作用机理。     

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。     

混菌矿化增强再生粗骨料的物理力学性能

为克服单一微生物培养成本高且矿化鲁棒性不足的缺陷,提出了一种混菌矿化增强再生粗骨料物理力学性能的方法.通过筛选矿化效率较高的好氧嗜碱混菌,考察了混菌矿化对再生粗骨料物理力学性能和混凝土抗压强度的影响.结果表明：相同增强时间下,混菌比纯菌呈现出更优异的矿化增强效果;随着混菌矿化增强时间的延长,再生粗骨料吸水率和压碎指标呈现出先减小后增大的趋势,最优增强时间为15 d;采用矿化增强再生粗骨料制备的再生混凝土抗压强度提高幅度达到22.1%.     

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。     

废弃混凝土再生骨料在道路基层应用试验研究

废弃混凝土回收后进行再生利用可以给带来显著的经济和环境效益.本文首先对废弃混凝土制备的再生骨料的表观密度、压碎指标、吸水率、孔隙率和容重等指标进行测定,然后对再生骨料制备的二灰碎石的最佳含水量、最大干密度、无侧限抗压强度、间接抗拉强度和室内抗压回弹模量等指标进行测定,并与天然骨料二灰碎石的指标参数进行对比.通过综合对比...