砖混建筑垃圾再生骨料应用技术指标系统化研究

受制于建筑物拆除方式,缺乏专业分拣装备、人工分拣成本高等综合因素影响,当前建筑垃圾处置模式主要以混合破碎再生为主,导致再生骨料性能波动较大,再生产品质量难以控制.为解决砖混建筑垃圾混合再生骨料推广应用面临的难题,本文在经济适用原则下,以市场主流工业生产线生产的混合再生骨料为研究对象,系统研究了不同级配不同比例下的砖混再生骨料的堆积密度、表观密度、吸水率和压碎值等基本性能指标.结果 表明,随着砖再生骨料占比的增加,混合再生骨料的基本性能呈现出逐渐恶化的总体趋势.与国标中相应技术指标综合对比分析,尽管混合再生骨料达不到Ⅰ类再生粗骨料的要求,但随着砖再生骨料占比的变化仍能满足Ⅱ类、Ⅲ类再生粗骨料的要求.该研究实现了类似于pH试纸测试酸碱度般便捷高效评价混合再生骨料质量的预期目标,为建筑垃圾再生骨料低成本规模化应用奠定了较好的技术基础.     

再生骨料在混凝土的应用

本文着重研究废弃混凝土分离破碎后的再生骨料的各项性能,发现再生骨料级配合理,表观密度和堆积密度都低于天然骨料,吸水率高,压碎值能达到Ⅱ级骨料对压碎指标的要求;在生产混凝土时,合理掺量再生骨料,不会对混凝土性能有所影响。     

再生粗骨料品质及其评价方法研究

通过对分拣后的再生粗骨料基本性能的研究以确立再生粗骨料性能特点。研究结果表明：（1）再生粗骨料的含泥量受其来源影响很严重,吸水率和压碎指标反映了再生粗骨料砂浆含量高的特点,可将其作为再生粗骨料新的品质评价指标;（2）提出了再生粗骨料砂浆含量的快速简易测定方法--高温球磨法。通过此方法测得的再生粗骨料砂浆含量为36.9%;（3）获得了基于吸水率-砂浆含量线性关系的再生粗骨料砂浆含量计算公式的线性关系。     

基于灰色关联分析的再生混凝土粗骨料质量优选研究

针对再生混凝土粗骨料质量优选涉及因素多,难以通过实测数据直接进行多集料之间质量优劣比较的问题,基于灰色关联分析法,提出了利用多项参数对再生混凝土粗骨料质量进行优选的方案.在该方案中,首先依据我国《混凝土用再生粗骨料标准》,选取了表观密度、空隙率、坚固性、压碎指标、微粉含量、泥块含量、吸水率等7项参数作为评价指标;然后,在依靠试验检测出再生混凝土粗骨料各单项指标数值的基础上,采用熵值法确定各指标的客观权重,利用灰色关联分析方法构建了优选模型,通过对灰色关联度的计算,得出了优选结果.最后通过实例分析检验了该优选方案的实用性.     

基于粒形分析的再生细骨料颗粒特性和制备砂浆性能研究

运用数字图像技术分析再生细骨料的颗粒形貌参数,以此为基础对再生细骨料的堆积密度、吸水率、压碎值等颗粒特性开展研究,并对再生细骨料制备水泥砂浆的工作性能和力学性能进行了分析。实验结果表明,再生细骨料与同级配的标准砂和天然河砂相比,钝度、长宽比、坚固度和球度等指标均相对较低,压碎值和吸水率显著增加;使用再生细骨料制备水泥砂浆时,质量替代量达到30%时流动度明显下降,质量替代量达到40%时抗压强度和峰值应力显著下降。     

硅溶胶原位强化对再生骨料性能的影响

废弃路面混凝土块经破碎、筛分后得到连续级配的再生骨料。采用硅溶胶浸泡原位处理得到强化的再生骨料,并测定强化再生骨料的物理指标和力学性能。研究发现经硅溶胶处理后的再生骨料压碎指标下降3. 9%,堆积密度提高、吸水率降低,其他物理性能均有提升。     

混凝土再生骨料改性强化研究进展*

针对国内外再生骨料使用情况对现有再生骨料物理化学强化方法以及基于微生物诱导碳酸钙沉积（Microbially induced carbonate precipitation， MICP）技术改性方法做出了系统性的归纳总结，分析传统改性方法的特点并指出存在的问题和改进思路。针对基于微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术改性方法的研究现状，针对菌种选择，矿化处理方式和外界影响因素三个方面进行讨论，指出当前改性方式可以较好提升再生骨料强度和表观密度，降低其压碎指标和吸水率，但由于矿化微生物难以深入再生骨料微小裂隙，影响再生骨料整体强化效果。建议今后应用仿真模拟技术开展微生物矿化沉积改性再生骨料微结构层面分析，进一步研究其改性作用机理，提升改性效果，对今后该领域研究提供一定的借鉴意义。     

化学强化剂对再生骨料及再生混凝土性能的影响研究

采用聚合硫酸铝和水玻璃对混凝土再生骨料进行化学强化,研究了聚合硫酸铝溶液浓度、水玻璃模数对再生骨料的压碎指标、吸水率的影响,同时探究了其对再生混凝土力学性能和耐久性能的影响规律.实验结果表明:当水玻璃模数为2.8(溶液浓度为10.0％)时,再生骨料的压碎指标和吸水率明显降低,强化后配制的再生混凝土3d和28 d抗压强度分别提高了57.14％和51.93％,并且耐久性能显著提升;当聚合硫酸铝浓度为20.0％时,聚合硫酸铝对骨料的压碎指标和吸水率的强化作用稍弱于水玻璃,配制的再生混凝土3d和28 d抗压强度分别提高了32.47％和26.61％,同时耐久性能也有不同程度提高.与聚合硫酸铝相比,水玻璃对再生混凝土性能的强化作用更为显著.     

砖混再生粗骨料混凝土力学性能及工程应用研究

采用城市砖混结构拆除建筑垃圾加工制成的再生粗骨料,用不同配合比设计方法制备了砖混再生粗骨料混凝土,研究了砖混再生粗骨料对混凝土工作性、抗压强度、弹性模量、峰值应力、峰值应变以及应力应变关系的影响.结果 表明,相比较天然骨料和废弃混凝土制备的再生骨料,砖混再生骨料空隙率大,吸水率大,压碎指标高.使用附加用水量配合比方法制备的砖混再生粗骨料混凝土在力学性能上低于标准配合比方法制备的砖混再生粗骨料混凝土,但工作性能较好.随着砖混再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土的力学性能呈现不同程度的降低.当取代率为100％时,使用标准配合比和附加用水量方法制备的再生混凝土28 d抗压强度分别降低了26.1％和11.9％,弹性模量分别降低了23.9％和22.9％,峰值应力分别降低了13.0％和21.9％,峰值应变分别增大了25.3％和14.9％.工程实践表明,采用砖混再生粗骨料配制的再生混凝土可以满足中低强度等级泵送混凝土的性能要求.     

建筑垃圾再生骨料性能研究与应用进展*

建筑垃圾资源化利用是推动“无废城市”建设的重要举措。包含废弃混凝土、砖混及装修垃圾在内的建筑垃圾再生骨料具有吸水率高、压碎值大等缺陷，是建筑垃圾再生骨料资源化利用的难点。本文从分别从工作性能、力学性能、耐久性能等方面总结了建筑垃圾再生骨料应用于再生混凝土的研究进展，阐述了强化再生骨料的几种途径与机理。通过分析建筑垃圾再生骨料再利用的研究现状，本文提出了现阶段再生骨料高值化研究与应用的方向，为处理建筑再生骨料提供新思路。     

利用砖混建筑废弃物制备再生混凝土的性能研究

由砖混建筑废弃物制备的再生粗骨料通常含有部分碎砖粗骨料。为研究碎砖含量对混凝土性能的影响,将再生混凝土粗骨料和碎砖粗骨料按不同比例(体积分数)混合制备混合型再生粗骨料,并以30%的取代率取代天然骨料浇筑混凝土试块进行试验研究。研究结果表明:混凝土破坏时,天然粗骨料沿粗骨料与砂浆之间的界面过渡区断裂失效,而碎砖粗骨料则是贯穿粗骨料内部断裂失效;当碎砖含量不超过18%时,对混凝土抗压强度和抗氯离子渗透性能没有明显影响,碎砖含量超过18%时,抗压强度和抗氯离子渗透性明显下降;碎砖含量越大,混凝土抗盐冻能力越差;当砖含量不变时,水灰比越高,再生碎砖粗骨料对混凝土抗压强度的不利影响越小。     

不同强度废旧混凝土水泥稳定再生材料路用性能研究

为了研究废旧混凝土强度与再生集料性能及水泥稳定再生基层材料的力学及耐久性能之间的影响规律,采用钻芯法对废旧桥梁T梁、立柱、废旧路面混凝土不同结构部位取样进行抗压强度试验,得出废旧混凝土的强度推定值,分别为25.8 MPa、37.4 MPa、58.1 MPa。对3种不同强度废旧混凝土再生集料的性能进行对比,并分析了不同强度废旧混凝土对再生集料性能及水泥稳定再生材料力学和耐久性能的影响。结果表明:废旧混凝土强度增加,再生集料的压碎值、针片状含量、吸水率减小,塑限指数及相对表观密度增大;废旧T梁、立柱、路面混凝土水泥稳定再生材料最佳含水率及最大干密度分别近似的呈线性减小和增大的趋势;同时,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能均表现增大的变化规律,但干缩性能减弱。废旧混凝土强度增加能有效提高水泥稳定再生材料的路用性能。     

花岗岩废料再生混凝土路面砖抗冻融性能研究

采用慢冻法对花岗岩废料再生混凝土路面砖进行50次冻融循环试验,以质量损失与抗压强度作为依据研究影响再生混凝土路面砖抗冻融性变化规律。基于体积膨胀及渗透压理论并结合扫描电镜分析,对比冻融前后再生混凝土路面砖显微结构与水化产物组成,从细微裂缝积累与膨胀性应力作用角度揭示其冻融损伤机理,建立浆体孔隙结构变化模型和浆体浓度差所产生的渗透压模型。研究结果表明,微、细、粗集料分别以20%、30%、50%(质量分数)为最佳取代率的再生混凝土路面砖的质量损失率为1.5%,抗压强度损失率为10.0%,较基准组有所降低,但较大程度上提高了花岗石废料的利用率,且满足试验标准和路用性能的基本要求。微观分析结果表明,浆体水化产物中较高的钙矾石含量使混凝土微裂缝富集,最终形成宏观裂缝导致冻胀破坏,所建立的模型揭示了外界水的侵入引起体积膨胀、毛细孔与凝胶孔中浆体浓度差所产生渗透压引起的膨胀性应力是致使冻融损伤发生的真正原因。     

再生砖混粗骨料颗粒的形态表征与分析

本文采用图像处理技术对再生砖混粗骨料的颗粒形态进行了表征,计算并分析了各组分的高宽比、圆整度和紧凑系数等特征参数的分布情况。试验结果表明,通过颜色分析可以准确识别骨料材质,基于识别结果求得的骨料颗粒的高宽比、圆整度和紧凑系数具有相似的分布规律。砖、石、木和陶瓷4种组分中,砖和石占比较大,其特征参数也相差较小,针状颗粒少,圆整度好,而木骨料则多为针状颗粒,高宽比较大,陶瓷则由于具有较高的强度,其面积和周长相较于其余骨料最大。此外,砖、石骨料不同等效直径的级配分布基本成正态分布,能够混合形成一种级配良好的骨料。研究成果有助于揭示再生砖混粗骨料的颗粒形态特点,推动再生砖混粗骨料的研究和应用。     

纤蛇纹石纤维增强轻质多孔硅藻砖

以硅藻土、纤蛇纹石、高岭土为原料,通过压力成型和高温煅烧制备了轻质多孔的硅藻砖.继而系统研究了这种硅藻砖的容重、吸水率、显气孔率、断裂模数、吸放湿等物理性能,并采用X射线衍射和扫描电镜对硅藻砖的结构与形貌进行了表征分析.结果表明:随着纤蛇纹石含量以及煅烧温度的增加,硅藻砖的吸水率、孔隙率逐渐下降,但是断裂模数显著增加.当纤蛇纹石含量为10wt%、煅烧温度为900 ℃时,硅藻砖的断裂模数超过10 MPa,容重仅为1.18 g/cm3,显气孔率高达47.97%,具有高强、轻质、多孔特点,并兼具良好的吸放湿性能.     

砖砼混合再生粗骨料混凝土力学性能研究

随着我国城市规模的不断扩大,大批既有建筑面临拆迁,由此产生的建筑垃圾体量巨大,对废弃建筑垃圾进行回收利用不仅是时代所需,并且对于保护环境、节约资源、发展生态建筑具有重要意义.通过试验,研究分析了不同体积比的砖砼混合再生骨料混凝土的力学性能.结果表明:(1)对于砖砼混合再生骨料混凝土而言,再生砖骨料占比越大,混凝土强度降幅越大,再生砖骨料占比对混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响更为显著.(2)再生砖骨料占比为30％和50％时,再生混凝土的28 d抗折强度分别为4.7 MPa和4.5 MPa,已接近水泥混凝土道路相关规范要求,如采取有效技术手段对再生骨料或再生混凝土进行增强,有望使砖砼混合再生骨料混凝土用于道路工程的面层.(3)混凝土抗折强度与抗压强度符合良好的二次函数关系,混凝土劈裂强度与抗压强度符合良好的幂函数关系,混凝土劈裂强度与抗折强度符合良好的指数函数关系.     

碳化钢渣集料制备透水混凝土*

研究用碳化集料代替普通集料,制备透水混凝土。测试碳化钢渣集料的表观密度、堆积密度、压碎指标、针片状含量、孔隙率和吸水率等性能指标,并利用XRD和SEM观测集料表面的矿物组成和微观形貌。按照相应国家标准,设计碳化钢渣集料透水混凝土配比,测试碳化钢渣集料对透水混凝土的抗压强度、孔隙率、透水率及抗冻性的影响,探讨碳化集料在透水混凝土中的适宜替代量。     

锰渣与再生砖骨料制备免烧砖的性能及应用

锰渣与再生砖骨料均属于大宗固废,提升大宗固废利用率具有重要的环境效益和经济效益。本文利用锰渣、再生砖骨料等制备了免烧砖,探究了锰渣掺量对免烧砖各项性能的影响,且对其微观结构及有害物质浸出行为进行了分析。结果表明:制备的免烧砖外观质量优良,色泽均一,尺寸标准;结合强度要求和抗冻性要求,锰渣掺量不超过10%(质量分数)时,可制备出强度、耐水性和耐久性优异的MU20免烧砖,锰渣掺量不超过15%时,可制备出性能优异的MU15免烧砖;掺适量锰渣的免烧砖中形成了较多的钙矾石相,有利于强度发展。锰渣和再生砖骨料制备的免烧砖可以应用于人行道等市政工程,应用效果良好。研究结果可为锰渣低碳资源化利用以及生态砖制品的生产和应用提供技术支持。     

再生混凝土多孔砖砌体轴心抗压强度试验

制作再生混凝土骨料替代率为75%、抗压强度达到MU10的再生混凝土多孔砖。对18个再生混凝土多孔砖砌体试件在轴心荷载作用下的试验进行研究。考察再生混凝土多孔砖砌体在不同砂浆强度下的受压性能和极限承载力,分析砌体的受压变形过程和破坏特征。结果表明:再生混凝土多孔砖砌体的受压性能和普通混凝土多孔砖砌体的受压性能基本相似,极限状态时多孔砖砌体被贯通的竖向裂缝分隔成若干独立小立柱,小立柱被压坏,再生混凝土多孔砖砌体轴心抗压强度略小于普通混凝土多孔砖砌体。通过对试验数据的分析,参考现行《砌体结构设计规范》建议的公式,提出了再生混凝土多孔砖砌体的轴心抗压强度计算公式。