水泥级配再生碎石的冻融破坏研究

水泥级配再生碎石的强度、空隙率以及在低温下的稳定性直接关系到高速公路的安全性。采用逐级填充方法制备了最大振动压实密度为2.07 g/cm~3,最小空隙率为26.44%的级配再生碎石。研究了不同水泥掺量、不同粉煤灰取代率水泥级配再生碎石的强度、空隙率及在冻融和低温下的质量损失及强度损伤。试验结果表明:水泥级配再生碎石的强度,抗冻融、冻胀破坏能力随水泥掺量增加而增加,但随粉煤灰取代率增加而下降。掺加5%~7%水泥的级配再生碎石能抵抗15~20次快速冻融破坏,以及9次冻胀破坏。水泥级配碎石空隙率和渗透性随水泥掺量以及粉煤灰取代率增加而降低,水泥掺量降低增加了级配再生碎石的宏观缺陷。     

季冻区高速铁路路基改良填料冻融性能研究

针对季冻区高速铁路路基填料冻融性能问题,将水泥和水泥粉煤灰掺入级配碎石作为改良措施。为了研究水泥和水泥粉煤灰改良碎石填料的抗冻融耐久性能,对填料的水稳定性、冻融变形特性和冻融耐久性进行试验,分析改良剂的种类、掺量以及养护龄期等因素的对路基填料性能的影响规律。研究结果表明：水泥改良填料相较于水泥粉煤灰改良填料有较高的无侧限抗压强度;填料单向冻胀量随着水泥掺量的增加而降低,掺入粉煤灰后会提高填料的冻胀率;水泥粉煤灰改良填料在28 d养护后水稳定性性能较水泥改良填料更佳优异,抗冻融性能则会低于水泥改良填料。     

水泥掺量和颗粒级配对碎石基床冻融特性影响的试验研究

基于水泥稳定碎石在寒区高速铁路路基基床中应用的工程背景,借鉴公路行业水泥稳定碎石工程性能评估方法并结合寒区高速铁路路基基床的特点,通过一系列室内试验,深入研究和分析了水泥掺量、颗粒级配对碎石基床压实效果、冻胀性能、渗透性能、冻融耐久性能和温干缩指标的影响规律。研究结果表明:试验配比条件下,水泥稳定碎石基床各项压实指标均满足或超过高铁路基基床压实标准。较大粒径土颗粒的缺失,削弱了水泥稳定碎石试样的冻胀敏感性,提高了渗透性,降低了强度和水稳定性;水泥的掺加有效地弥补了粒径缺失导致的强度降低现象,但却增大了温缩、干缩变形;抗压强度随冻融次数的增加呈现整体衰减的趋势,并在经历10次冻融后趋于稳定。工程实践中,建议选用细粒土含量3%、水泥掺量3%的级配碎石作为非渗水性基床填料,去除0.5 mm以下颗粒、水泥掺量3%的级配碎石作为渗水性基床填料。     

再生微粉复合胶凝体系C40混凝土的制备及性能研究

为了提高建筑垃圾的利用率,将再生微粉与粉煤灰按照不同质量比复掺后作为复合胶凝材料,取代部分水泥制备C40混凝土。研究了复合胶凝材料取代率、再生微粉掺量及研磨时间对C40混凝土坍落度、吸水率及抗压强度的影响规律和作用机理。结果表明,拌合物坍落度随复合胶凝材料取代率的增加而增大,随再生微粉掺量的增加而减小。取代率为10%和20%时,混凝土的抗压强度随再生微粉掺量的增加而降低,气孔率和吸水率在取代率为20%且再生微粉掺量为30%时达到最低。经过研磨的再生微粉会导致C40混凝土坍落度、气孔率和吸水率降低以及抗压强度提高。综合而言,最佳研磨时间为5 h。     

钢纤维粉煤灰再生混凝土强度正交试验研究

利用正交试验方法对钢纤维粉煤灰再生混凝土（以下简称再生混凝土）的强度性能进行了试验,考察了粉煤灰取代率（质量分数）、钢纤维掺量（体积分数）和再生粗骨料取代率（质量分数）对再生混凝土28d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响,并对试验结果进行了系统分析.结果表明：粉煤灰取代率对再生混凝土抗压与抗折强度的影响规律一致,但对其劈裂抗拉强度的影响规律却不相同;再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均随钢纤维掺量的增加而增大,但钢纤维掺量对劈裂抗拉和抗折强度的影响显著,对抗压强度的影响较小;再生粗骨料取代率对抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律基本一致,强度总体上随再生粗骨料取代率的增大而增大.要使再生混凝土强度得到提高,需降低粉煤灰的取代率,增大钢纤维掺量和再生粗骨料取代率.当粉煤灰取代率在30%以内、钢纤维掺量在18%以内时,粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响最大,其次是再生粗骨料取代率,最次是钢纤维掺量;钢纤维掺量对再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的影响最大,其次是粉煤灰取代率,最次是再生粗骨料取代率.     

再生微粉-粉煤灰复合水泥砂浆力学性能试验研究

通过使用再生微粉和粉煤灰来部分取代水泥,制备复合水泥砂浆,研究了两者的复合取代率和粉磨时间及养护龄期对复合水泥砂浆力学性能的影响。试验结果表明：延长再生微粉和粉煤灰粉磨时间、增大粉煤灰取代率均会降低水泥净浆泌水率;粉煤灰和再生微粉可以提高砂浆流动度;粉煤灰掺量会降低水泥砂浆早期抗压、抗折强度,增大后期抗压、抗折强度;砂浆的抗压、抗折强度随再生微粉粉磨时间的延长而增大;增加养护龄期会增大砂浆抗压、抗折强度。     

建筑垃圾、粉煤灰双掺对压制成型水泥基材料性能影响的研究

针对建筑垃圾、粉煤灰双掺在压制成型水泥基材料的应用进行研究,探索了建筑垃圾取代全部河砂、粉煤灰以不同掺量取代水泥时对水泥基材料强度和耐久性的影响规律。研究结果表明:在建筑垃圾取代全部河砂的前提下,掺有粉煤灰的水泥基材料强度随粉煤灰掺量的增加而降低;随着养护龄期的延长,水泥基材料的强度增长率随着粉煤灰掺量的增加呈增加趋势。在耐久性能方面,粉煤灰掺量≤50%时,满足D100的抗冻等级指标,掺量达到66.7%时,只能满足D50的抗冻等级指标。     

地质聚合物再生混凝土的制备及其力学性能

以粉煤灰地质聚合物为胶凝材料,天然砂、碎石及再生粗骨料为集料,制备了地质聚合物再生混凝土,并探讨了再生骨料取代率及养护条件对其抗压强度的影响,结果表明,地质聚合物再生混凝土的强度随再生骨料取代率的增加而呈现先增后降的变化趋势,存在一个最佳的掺量;高温养护能加速地质聚合物再生混凝土强度的发展,并导致峰值强度的最佳掺量向低掺量方向偏移。     

大掺量碱激发低等级粉煤灰混凝土的配制

通过不同掺量和粒度的碱激发低等级粉煤灰等量取代水泥。讨论了粉煤灰掺量和粒度对混凝土强度和坍落度的影响。试验结果表明：混凝土强度随粉煤灰掺量的增加而降低,随粉煤灰粒径的降低而增加;在形同掺量条件下,粉煤灰粒径越小,混凝土的工作性能越差。     

建筑垃圾制备再生砂浆的试验研究

将建筑垃圾中分拣出的废混凝土破碎为再生砂,将经筛分处理的建筑垃圾再生砂分别取代0%、30%、50%、70%和100%的天然砂作细骨料配置M5、M7.5级水泥混合砂浆。试验结果表明:砂浆用水量随再生砂掺量的增大而增大,用建筑垃圾再生砂代替天然砂配制中低强度砂浆有较好的和易性,控制稠度在70-90mm,随着取代率的增加用水量会增大,当掺量30%左右可获得良好的颗粒级配,强度也较高,随着建筑垃圾的取代率持续增加再生砂浆的抗压强度会下降,但能满足设计强度要求。     

基于细微观结构的再生混凝土力学性能研究

选取5.0～10.0、10.0～16.0、5.0～16.0 mm这3种级配的再生粗骨料分别以60%、80%、100%取代率制备混凝土,结合抗压强度及扫描电镜试验,研究再生骨料级配及取代率对混凝土孔隙率、界面结构以及力学性能的影响。研究发现：不同级配条件下再生混凝土孔隙率随取代率的增加而增大,级配为5～16 mm再生混凝土孔隙率优于5～10、10～16 mm;各级配条件下再生混凝土抗压强度降低幅度随取代率的增加逐步提高,100%取代率时强度降低约23%左右;界面过渡区中最容易发生破坏的是骨料老界面和砂浆新界面,其次是骨料新界面。     

粉煤灰品质和取代率对再生混凝土抗冻性能影响

根据《混凝土用再生粗骨料》(GB/T 25177-2010),通过颗粒整形技术,将废弃砂石骨料制成Ⅰ类标准再生粗骨料。再生粗骨料全部取代天然骨料,粉煤灰按比例(=0%、10%、20%、30%)取代水泥制成粉煤灰类再生混凝土,研究粉煤灰品质和取代率对再生混凝土抗冻性能的影响。结果显示:Ⅰ级粉煤灰再生混凝土Ⅱ级粉煤灰再生混凝土,且随着胶凝材料用量增多,粉煤灰再生混凝土的抗冻性能提高。增加粉煤灰掺量,Ⅱ级粉煤灰再生混凝土能经受的冻融次数呈减小趋势,毛细吸水量成增大趋势,表明Ⅱ级粉煤灰削弱了再生混凝土抗冻性能,Ⅰ级粉煤灰再生混凝土的抗冻性能先增大后减小。     

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。     

粉煤灰(Ⅱ级)掺量对再生骨料混凝土性能影响

文中研究了单掺Ⅱ级粉煤灰时对再生骨料混凝土的性能影响。通过研究表明,再生混凝土中单掺Ⅱ级粉煤灰时,抗压强度和含气量随掺量的增加而降低,抗氯离子渗透能力先增大后减小,当水胶比为0.35,Ⅱ级粉煤灰掺量≤30%时,抗冻融能力较高。研究为今后大量使用粉煤灰掺和料提供了技术支持,具有一定实用性。     

粉煤灰改性透水再生混凝土力学性能试验研究

通过改变粉煤灰取代率及超掺系数,研究了粉煤灰对不同水灰比及再生混凝土粗骨料取代率透水再生混凝土力学性能的影响。结果表明,粉煤灰等量取代水泥的透水再生混凝土立方体抗压强度、抗折强度及折压比均低于基准透水再生混凝土;当粉煤灰超量取代水泥时,粉煤灰取代率低于20%时的立方体抗压强度、抗折强度及折压比均随超量系数增加而增大,但超量系数超过1.4后效果不明显;粉煤灰取代率为30%时,不同粉煤灰超量系数下力学性能均低于基准试验值;随着再生混凝土粗骨料取代率或水灰比的增大,立方体抗压强度、抗折强度及折压比均随之下降,相同水灰比或再生混凝土粗骨料取代率时,立方体抗压强度、抗折强度及折压比均随粉煤灰超量系数增大而增大,但超量系数超过1.4后效果同样不明显。     

大掺量矿物掺合料再生混凝土力学性能和抗碳化性能的试验研究

设计了再生粗骨料取代率为30%、50%,粉煤灰和矿渣微粉按1:1复掺且掺量为30%、50%的一组再生混凝土,以及一组普通混凝土。以矿物掺合料掺量、再生粗骨料取代率为影响因素,开展大掺量矿物掺合料再生混凝土抗压强度和抗碳化性能的试验研究。结果表明,采用粉煤灰和矿粉复掺技术,较高质量的再生粗骨料、骨料级配良好的条件下,取代率为30%时,再生混凝土的强度均超过了不加矿物掺合料的普通混凝土,取代率增至50%时,强度最低仍可达到55.1MPa。所有配合比再生混凝土28d碳化深度均未超过3.0mm,可不必担心碳化问题。分析了矿物掺合料对再生混凝土强度和抗碳化性能的影响机理。     

大掺量粉煤灰自密实混凝土抗冻性能的试验研究北大核心

为研究自密实混凝土掺入大量粉煤灰后抗冻性能的影响,分别以粉煤灰等量取代水泥40%、50%和60%配制自密实混凝土进行冻融循环试验研究。结果表明:100次循环后试块质量损失率随粉煤灰掺量增加而增加;自密实混凝土内部与外界连通的裂缝随着冻融次数的增多而增多,使得含水率逐渐增加;粉煤灰掺量40%时自密实混凝土的抗冻性能试验结果最好。     

钢纤维增强地聚物再生混凝土单轴受压全曲线试验

为增强再生混凝土的抗压强度及延性,并进一步减少水泥制备造成的碳排放,采用粉煤灰/矿渣基地聚物100%取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥,并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能,配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%,及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件,并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入,SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变;立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加;立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低,但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率,对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正,提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型,其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

含轻质砖的水泥稳定再生集料性能研究

研究了轻质砖再生细集料掺量对水泥稳定砖混再生集料混合料无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能与收缩性能的影响。结果表明:随轻质砖再生细集料掺量增加,混合料的最佳含水率大幅增大,最大干密度大幅降低,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量与抗冲刷性能均下降;混合料的干缩应变和温缩应变随轻质砖与水泥掺量的增加而增大,轻质砖再生细集料掺量对混合料干缩影响较大,而水泥掺量对混合料温缩影响较大,粗型级配混合料的上述性能均优于其它2种级配混合料。全砖混再生集料水泥稳定混合料可用于各等级公路路面基层,当需要掺入轻质砖再生细集料时,其掺量应控制在20%以内。     

大掺量粉煤灰自密实混凝土抗冻性能的试验研究

为研究自密实混凝土掺入大量粉煤灰后抗冻性能的影响,分别以粉煤灰等量取代水泥40%、50%和60%配制自密实混凝土进行冻融循环试验研究。结果表明:100次循环后试块质量损失率随粉煤灰掺量增加而增加;自密实混凝土内部与外界连通的裂缝随着冻融次数的增多而增多,使得含水率逐渐增加;粉煤灰掺量40%时自密实混凝土的抗冻性能试验结果最好。