浸泡法强化再生混凝土抗碳化试验研究

由于再生粗骨料孔隙率高、内部产生的微细裂缝多,导致再生粗骨料强度低,进而导致其配置的再生混凝土的抗碳化能力大幅下降。为了提高粗骨料的基本性能,采用3种化学浸泡浆液对粗骨料进行浸泡修复,分析不同处理的粗骨料配置的再生混凝土的强度和微观结构的发展变化,并研究对抗碳化性能的影响。试验分析表明:经过强化处理的再生粗骨料配置的再生混凝土内部更加致密,其抗碳化性能都有了一定的提高。     

再生骨料混凝土氯离子渗透性能研究

再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性能是耐久性能之一,模拟氯离子环境下对其抵抗作用,与普通混凝土进行对比。考虑再生骨料全部吸水特性时,再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性能显著下降;对再生骨料进行强化处理后,得到一定程度的改善;粉磨处理对再生骨料混凝土耐久性的改善效果优于用化学溶液浸泡处理。     

超声分散处理的纳米再生混凝土基本性能

为了充分发挥纳米材料在提升再生混凝土基本性能方面的作用,分别采用SiO₂,Al₂O₃,CaCO₃和石墨烯(GNP)4种纳米材料与减水剂、水混合,经30 min超声分散后添加适量水泥制成纳米强化浆液,然后将再生骨料浸泡于浆液中30 min,筛分晾干后形成纳米强化再生骨料。对采用此种骨料制备的混凝土进行抗压性能测试和微观结构检测。结果表明:采用超声分散后的纳米浆液能够有效包裹于再生骨料的表面,使其界面过渡区的微观结构得到改善; 纳米强化浆液浸泡粗骨料的方式能有效地提高再生混凝土的抗压强度,其中浸泡于0.2%纳米SiO₂强化浆液、取代率为50%的纳米强化再生混凝土抗压强度最高,分别比未强化的再生混凝土和普通混凝土提高24.3%,33.1%; 纳米材料填充了混凝土内的部分孔隙,提高了再生混凝土的密实度。所得结果可为再生混凝土的性能提升提供技术支持。     

再生骨料浸渍处理对再生混凝土抗碳化性能影响

再生骨料多裂纹和多孔隙的结构缺陷致使用再生骨料配制的再生混凝土的抗碳化性能较差。利用纯水泥浆、掺30%粉煤灰的水泥浆及掺10%硅灰的水泥浆3种浆液对再生骨料进行浸泡后配制再生混凝土,研究再生骨料浸渍处理对再生混凝土抗碳化性能的影响。研究发现,利用这3种浆液对再生骨料进行浸渍处理以后,再生骨料的吸水率、压碎指标有所降低,表观密度、紧密密度增大。采用纯水泥浆和掺10%硅灰的水泥浆浸渍处理后的再生骨料混凝土的强度及抗碳化性能均优于掺30%粉煤灰的水泥浆处理的再生混凝土。     

再生骨料混凝土高强化措施研究

对绿色再生骨料进行特殊处理以后,可以提高再生骨料的抗压强度,进一步提升再生骨料混凝土的受力性能及耐久性。处理的目的是优化骨料的形状,将骨料表面影响混凝土强度的因素剔除,提高拌合物的和易性,进而提高混凝土各方面的性能。建筑及工业废料经过机械处理、化学反应、水泥浆液处理、硅酸钠与氯化钙溶液处理等方法加工后,能够成为质量较高的骨料,因此,再生混凝土的强度自然可以获得较大提高。     

再生粗骨料强化处理工艺对再生混凝土性能的影响

分别采用物理强化、化学强化和物理-化学复合强化三种不同的强化方式对简单破碎再生粗骨料进行强化处理,并采用100%取代天然碎石制备再生粗骨料混凝土,研究了不同强化处理后的再生粗骨料对混凝土工作性能、力学性能、抗渗透性能和抗碳化性能的影响。结果表明,经过强化处理的再生粗骨料混凝土的各项性能均有不同程度的提高,其中经二次物理强化处理后的再生粗骨料混凝土的用水量较天然碎石混凝土仅增加了6kg/m3,其抗压强度也达到最高值,接近于天然碎石混凝土;经二次物理强化和化学浸渍复合强化处理后的再生混凝土氯离子扩散系数降低了13.6%;三种不同的强化方式处理后,再生混凝土的碳化深度和碳化速度均有所降低。     

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。     

建筑垃圾再生骨料性能强化研究进展

为解决再生骨料存在的界面过渡区弱、吸水率高以及微裂纹等问题,对再生骨料的回收工艺、性能强化方法以及再生混凝土的拌合工艺进行了详细阐述,介绍了再生骨料生产时各阶段的回收流程,对比了再生骨料与天然骨料的性能差异。依照性能差异的来源,将性能强化方法分为附着砂浆去除和附着砂浆加固两类,并对各自强化方法的原理、优缺点和应用性进行了分析。最后,介绍了传统拌合工艺(NMA)和改进的拌合工艺(TSMA_S、TSMA_SC),并阐述其工艺原理和差异性。结果表明:现阶段的回收工艺主要以破碎和筛洗为主,极易使再生骨料出现微裂纹,同时骨料表面黏附旧砂浆层; 在附着砂浆去除技术中,预浸泡法和自清洗法工艺简单、经济成本低,但强化效果一般; 机械研磨、加热研磨强化效果有所提升,但能耗较大; 酸处理与热化学处理强化效果好,但需对酸浓度进行严格把控,同时污染严重; 在附着砂浆加固技术中,火山灰浆液浸泡工艺简单、材料易得,但会降低其施工和易性; 聚合物乳液浸泡可以改善施工和易性,但工艺设备复杂,难以推广; 微生物矿化和碳酸化作用能够有效填充附着砂浆的微裂纹和孔隙,应用前景巨大,但目前仍缺乏系统研究,存在不确定性; 裹覆水泥浆层需要耗费大量水泥,其强化效果和水泥浆流动性密切相关; 水玻璃溶液浸泡会降低耐久性,需对其浓度加以控制。     

碳化增强再生骨料对混凝土性能的影响

采用碳化处理提高再生粗骨料和细骨料的性能,研究了其对再生骨料自身物理性能,以及对再生骨料混凝土抗压强度、干燥收缩、抗氯离子渗透性能及孔结构的影响。结果表明:与未碳化增强的再生粗骨料相比,碳化增强后的再生粗骨料吸水率和压碎值分别减小了17.9%和25.8%,再生细骨料的需水量比从125%降低至119%;碳化增强后50%和100%再生骨料掺量的混凝土90 d抗压强度分别提高了36.7%和47.6%。相比采用未碳化增强的再生骨料制备的混凝土,采用碳化增强再生骨料配制的混凝土干燥收缩和抗氯离子渗透性能均更优,但仍较天然骨料混凝土差;碳化增强后再生骨料混凝土的孔隙率较低,孔径更细化,有碳酸钙生成,界面过渡区结构更致密。     

前期处理方式对再生骨料性能的影响

本文分别用采用水灰比为0.5的水泥净浆、含1%水玻璃的水泥浆体以及含1%减水剂的水泥浆体对再生粗骨料首先进行表面预处理,测试预处理后的再生骨料的基本性能;其次用处理后的再生骨料配置再生混凝土,测试其力学性能。实验结果表明:经过表面预处理后的再生骨料的基本性能得到了很大的提高,其中涂有掺减水剂水泥净浆的再生粗骨料的性能最好,其吸水率降低到0.53%,比未处理的再生粗骨料吸水率2.29%降低了76.9%。掺1%减水剂的水泥净浆处理后的再生混凝土3天抗压强度比未处理的提高了3.2%。     

再生骨料改性与再生混凝土耐久性能研究

利用自制再生骨料改性剂对再生骨料进行改性并用于配制再生骨料混凝土,测试再生混凝土的耐久性能。结果表明:采用自制再生骨料改性剂对再生骨料改性可使其吸水率降低50%以上,基本性能达到与天然骨料相近的水平,而采用改性后的再生骨料与传统高性能混凝土配制技术结合,可配制力学性能、耐久性能均与天然骨料混凝土一致的再生骨料混凝土。     

再生粗骨料颗粒整形的必要性

传统观点认为碎石比卵石好,并认为混凝土再生粗骨料经过整形处理后,去掉了棱角使粒形趋于圆形是不利的．笔者通过分别配制卵石混凝土和碎石混凝土进行对比,指出卵石因粒形比碎石好,卵石混凝土的性能优于碎石混凝土;通过分别配制颗粒整形再生粗骨料混凝土和简单破碎再生粗骨料混凝土进行对比,指出经过整形处理后的再生粗骨料,粒形和界面都得到了改善,所配制的混凝土性能得到显著提高．碎石混凝土强度高于卵石混凝土强度的观点是不全面的,有必要对再生粗骨料进行整形处理．     

氯离子侵蚀下循环再生细骨料混凝土碳化性能研究

试验研究了不同再生细骨料(RFA)取代率(10%~40%)与10%Na Cl溶液不同浸泡龄期(30、60、90 d)侵蚀下,一次与二次循环再生细骨料混凝土碳化性能经时变化规律。结果表明:随着循环次数的增加,再生细骨料性能降低,再生细骨料混凝土抗碳化能力明显下降;氯离子侵蚀对循环再生细骨料混凝土的碳化性能具有正-负效应,浸泡龄期在30 d内,氯离子填充空隙,抑制混凝土的碳化,浸泡龄期超过30 d,氯离子侵蚀降低了混凝土的密实性,促进了混凝土的碳化;再生细骨料取代率为30%时,循环再生细骨料混凝土碳化抗力达到最大;Origin V8.0拟合发现:当浸泡龄期为30 d时,一次、二次再生细骨料混凝土的碳化深度与碳化时间的平方根仍成正比;当浸泡龄期为60、90 d时,碳化深度与碳化时间呈幂函数关系。     

微波加热再生粗骨料改性试验

研究了一种新颖的再生粗骨料改性技术,即通过微波加热循环的方法去除再生粗骨料上附着的老砂浆,从而提高再生粗骨料的品质。通过测试微波改性后的再生粗骨料和再生粗骨料混凝土的相关物理力学性能,并与传统的外裹纯水泥浆和机械研磨法等改性方法对比分析,证明微波加热改性再生粗骨料具有较为理想的效果。     

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%。     

建筑垃圾再生骨料吸水性能改善试验研究

建筑垃圾再生骨料较高的吸水率限制了其广泛应用。对再生骨料进行表面改性,使其吸水率与天然材料接近,是提高建筑垃圾资源化利用的一条技术途径。以球磨微损破碎再生骨料为研究对象,采用稀盐酸浸泡、化学浆液和水玻璃溶液浸泡三种表面改性处理方法,结果表明:盐酸浓度为2%,浸泡时间为60 min,再生骨料吸水率为2.97%,较未处理的降低了24.6%;采用硅酸盐水泥浆+10%硅粉,水胶比为0.8,浸泡时间为5 min,再生骨料的吸水率为2.42%,较未处理的降低了38.6%;水玻璃溶液浓度为5%,浸泡时间为5 h,再生骨料吸水率为2.11%,较未处理的降低了46.4%。三种方法均能有效改善再生骨料吸水性能,综合考虑处理效率,采用硅酸盐水泥浆+10%硅粉处理效果最好。     

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%。     

废弃黏土砖再生骨料对灌浆料性能的影响

基于废弃黏土砖的再生利用和水泥基灌浆料的基本性能要求,采用多种方式对废弃黏土砖再生骨料进行强化处理,并利用强化后的再生骨料替代灌浆料中的天然骨料,从废弃黏土砖再生骨料取代量方面开展对灌浆料工作性能和强度的影响研究。研究结果表明:采用水泥净浆包裹方法对废弃黏土砖再生骨料进行改性,当水泥净浆水灰比为0.45时,再生骨料吸水率最小为21.4%,压碎指标最小为30.9%;采用水玻璃浸泡方法对废弃黏土砖再生骨料进行改性,当水玻璃浓度为5%,浸泡时间为1 h时,再生骨料压碎指标最小为21.1%,对应的吸水率为23.0%;当水玻璃浸泡改性后的再生骨料取代天然骨料的量为10%~30%时,灌浆材料满足早期和后期强度高、工作性好、自密实、不离析等灌浆料的要求。     

水玻璃对混凝土再生骨料的强化试验研究

通过用不同浓度的水玻璃溶液对混凝土再生骨料进行不同时间的浸泡试验，研究了水玻璃对再生混凝土骨料的强化作用，结果表明：用浓度为5％的水玻璃溶液浸泡混凝土再生骨料1h，对再生骨料混凝土强度有明显的提高作用。     

水玻璃强化再生混凝土单轴受压本构关系

再生混凝土本构关系的研究是进行再生混凝土结构抗震设计的关键.采用水玻璃浸泡强化再生粗骨料(RCA),制备不同再生粗骨料取代率的再生混凝土,进行立方体抗压强度及单轴受压试验,与天然骨料混凝土(NAC)对比,探讨了水玻璃强化方法和再生粗骨料取代率对混凝土力学性能的影响.结果表明:水玻璃强化方法降低了再生粗骨料的吸水率和压碎指标;强化后的再生粗骨料混凝土应力应变曲线具有更高的弹性模量和峰值应力,但仍低于天然骨料混凝土;水玻璃强化再生粗骨料混凝土的峰值应变呈现先增加后减少趋势;再生混凝土的泊松比保持稳定,应力应变曲线与天然混凝土相似.通过回归分析,提出不同取代率下水玻璃强化再生粗骨料混凝土受压本构方程,方程与试验结果吻合较好.