包容型再生混凝土基本力学性能的试验研究

基于简化生产工艺、节省生产成本、推广工程应用的理念,直接将破碎的废弃混凝土按一定比例掺入新混凝土中拌制一种新型的再生混凝土,称之为包容型再生混凝土。对制备的包容型再生混凝土试块进行了轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量等基本力学性能的试验研究,掌握包容型再生混凝土相对于普通混凝土的基本力学性能变化规律,为包容型再生混凝土的工程应用提供参考。     

不同掺入率混杂钢纤维对再生混凝土性能的影响

利用粉煤灰、废弃混凝土再生粗骨料分别代替部分水泥及部分天然粗骨料,拌制基准组再生混凝土,并对基准组再生混凝土改变混杂钢纤维掺入率,分析了其流动性及力学性能。试验结果表明,随着混杂钢纤维掺入率的增加,混凝土的流动性急剧降低,但对混凝土抗压强度、弹性模量均有不同程度的增强作用,尤以改善混凝土劈拉、抗折强度最为显著,并且随着混杂钢纤维掺入率的增加,增强作用更加明显。     

再生骨料混凝土强度影响试验

通过控制变量法进行试验,单独分析了水灰比、废弃混凝土掺入量、砂率以及粉煤灰取代量对再生骨料混凝土强度的影响。得出了废弃混凝土掺入量对强度、和易性影响较大,水灰比、砂率、粉煤灰都存在一个最优量。     

再生粗集料特征性能试验研究

建筑物或构筑物解体后的废弃混凝土经破碎、分级成为混凝土集料，称为再生混凝土集料，试验表明，影响再生粗集料吸水率的因素有内部缺陷，表面粗糙程度和粒径，压碎指标与集料强度篆和级配有关。用再生粗集料拌制混凝土，砂率应比用碎石拌制混凝土时提高1%～2%。     

废弃混凝土试块再生细骨料混凝土试验研究

以预拌混凝土企业试验后的废弃混凝土试块为原材料,制备再生细骨料,研究了预湿含水率、取代率、复配减水剂对C30再生细骨料混凝土工作性和强度的影响。结果表明:废弃混凝土试块再生细骨料预湿含水率应接近其饱和面干含水率;再生细骨料各取代率下混凝土实际用水量为饱和面干用水量时,与未掺再生细骨料的混凝土强度接近,取代率为70%时强度最高;再生细骨料取代率较高时使用的外加剂应提高减水和引气组分。     

纤维再生混凝土力学性能试验

本实验研究基于C30混凝土在粗骨料取代率为50%下掺入不同种类的纤维后,再生混凝土的主要力学性能。选择掺入的纤维有钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维。再生粗骨料选择龄期为40年的废弃建筑物混凝土。制作粗骨料取代率为50%再生混凝土标准土立方体试块(150 mm×150 mm×150 mm),标准棱柱体试块(150 mm×150 mm×300 mm),尺寸为150 mm×150 mm×550 mm试块。每种尺寸下制作3组试块。在三种试块的制备过程中分别加入钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维,观察其流动性、塌落度、保水性。入模后按混凝土标准实验的养护方法放置于养护室中养护28 d后测试其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度。对所得结论进行比较分析后得知在相同粗骨料取代率下对于掺入不同纤维的再生混凝土,其表现出了不同的物理力学性能。对于掺入钢纤维的,再生混凝土流动性降低、塌落度增大、保水性变差,但强度及抗折强度有所增加,劈裂抗拉强度无明显变化。对于掺入玻璃纤维的再生混凝土其流动性小幅增强、坍落度小幅减小、保水性基本不变,而抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度均有一定的增强。对于掺入聚丙烯纤维的再生混凝土,其流动性增强,塌落度减小而抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度均有一定的降低。对于上述结论可知,掺入玻璃纤维的再生混凝土相对来说性能更优越,建议选择该种混凝土进行推广。     

废弃混凝土再生混合砂砂浆性能正交试验研究

利用废弃混凝土再生粗砂部分取代特细砂得到废弃混凝土再生混合砂。基于正交试验,研究了水胶比、废弃混凝土再生粗砂取代率和粉煤灰取代率对废弃混凝土再生混合砂砂浆稠度、抗压强度和抗折强度的影响。通过层次分析法得出了各因素、各水平的影响权重和优选方案,并进行了机理分析。研究表明:水胶比是影响废弃混凝土再生混合砂砂浆稠度、抗压强度和抗折强度的主要因素;粉煤灰掺入对废弃混凝土再生混合砂砂浆的强度有较大劣化作用。     

冻融循环下废弃纤维再生混凝土与钢筋的黏结性能

首先通过冻融循环试验,研究冻融循环次数、再生骨料取代率、废弃纤维体积分数对再生混凝土与钢筋黏结性能的影响.其次从能量守恒与耗散的角度分析黏结性能损伤机理.最后基于损伤和强度劣化理论建立了黏结-滑移模型.结果表明：废弃纤维再生混凝土与钢筋的黏结性能随着冻融循环次数和再生骨料取代率的增大而降低;在再生混凝土中掺入废弃纤维可以显著提升黏结性能;当废弃纤维体积分数为0.12%时,黏结强度提升了11.35%;建立的黏结-滑移模型较好地表征了黏结强度与相对抗压强度之间的关系.     

方钢管约束的包容型再生混凝土柱轴压试验研究

为了加快综合应用包容型再生混凝土,掌握方钢管约束的包容型再生混凝土柱轴压承载力性能,设计了11根试验柱进行轴压承载力试验,考虑的主要因素包括旧料混凝土掺入率、旧料混凝土强度、膨胀剂掺入量和钢筋配置情况。采用叠加法、Von Mises屈服条件和试验拟合法,推导构件的承载力计算公式。试验表明,在试件中掺入同强度的旧料,掺入率可达50%,承载力下降10%以内;掺入较低强度的旧料,掺入率为30%,承载力下降不超过15%;膨胀剂掺入量达水泥用量10%时,试件承载力提升较明显;试件中配置纵向钢筋,可以有效提高构件承载力。方钢管约束的包容型再生混凝土柱具有良好的轴压承载力,工程应用前景良好;所提出的公式计算结果与试验结果吻合较好,可为工程应用提供有益的参考。     

废弃混凝土对混凝土抗压性能影响的试验研究

通过对不同废弃混凝土掺入率、块体粒径的再生混凝土立方体抗压强度试验,研究了两者对立方体试件的破坏形态、抗压强度的影响。结果表明,掺有废弃混凝土块体的混凝土与普通再生混凝土破坏形态不尽相同,其中掺有废弃混凝土块体的混凝土的破坏形态呈不规则凹凸面,脆性破坏;掺入率对抗压强度有较大的影响;随着掺入率的加大,立方体抗压强度下降。通过对试验数据的分析,验证了现行公式,通过引入粘结力降低系数,提出了掺有废弃混凝土块体混凝土立方体抗压强度的简化计算公式。     

再生粗骨料混凝土性能的研究

将几种取自不同地点的废弃混凝土破碎制成粗骨料,然后通过不同搭配,配制成几种不同水灰比、坍落度的再生混凝土,并对其新拌混凝土早期的性能进行测试比较,研究结果表明,在相同条件下,再生混凝土的流动性比普通混凝土的差;再生混凝土的凝结时间比普通混凝土要短;再生混凝土的抗压强度一般随再生骨料掺量的增加而降低;吸水率高的再生骨料对应的再生混凝土强度低;通过各种方法的复合运用,可配得较高抗压强度的再生混凝土;混合再生骨料配制的再生混凝土,其中原始混凝土强度低的再生骨料,对低水灰比和高水灰比的再生混凝土有不同的影响效果。     

再生混凝土配合比设计初探

通过实验研究探索了再生混土配合比设计的方法，提出了在普通混凝土配合比设计的基础上进行废混凝土骨料的预吸水，并通过掺加优质粉煤灰、减水剂或二者复合，可成功地配制同时满足工作性和强度要求的再生混凝土。根据这种方法，配制的全部使用废混凝土骨料为粗骨料的再生混凝土28天的抗压强度高达54．6MPa。     

废弃新拌混凝土水化休眠与唤醒后再生利用

针对商品混凝土搅拌站中废弃新拌混凝土的合理再生利用始终受到凝结时间限制的问题,通过掺加水化抑制剂使废弃新拌混凝土的水化反应延缓至接近停滞,之后在合适的时间掺加水化唤醒剂及附加减水剂使其恢复正常的水化反应速度,然后按照一定的取代率取代新拌混凝土进行再生利用,延长了废弃新拌混凝土的可利用时间窗口,使废弃新拌混凝土再生利用更灵活。通过分析废弃新拌混凝土再生利用结果,得到再生新拌混凝土坍落度、凝结时间和抗压强度的变化规律。结果表明:采取适当休眠措施能使废弃新拌混凝土的可利用时间延长至48 h; 如果不使用唤醒措施,经过长休眠的废弃新拌混凝土不能直接使用; 在再生利用的过程中,随着取代率的增加,再生新拌混凝土的初凝时间和终凝时间逐渐增加,初凝时间的最大增加幅度为95 min,终凝时间的最大增加幅度为80 min; 除了休眠时间12 h、取代率50%和100%以外,其余的坍落度损失要好于基准样; 抗压强度有降低趋势,7 d抗压强度比减少了12%～14%,28 d抗压强度比减少了7%～10%,56 d抗压强度比减少了4%～6%。     

承重墙用再生混凝土空心砌块的配合比设计

利用废弃混凝土加工成的再生骨料制成承重墙用再生混凝土空心砌块.通过正交试验研究再生混凝土砌块配合比中水灰比、再生粗骨料取代率、再生细骨料取代率3个主要因素对其抗压强度的影响规律.试验结果表明,对于多排孔再生混凝土小型空心砌块,选取合适的配合比,强度等级可以达到MU10.0,可作为承重砌块使用.通过试验优化再生混凝土砌块的配合比,可为承重墙用再生混凝土砌块生产和推广提供依据.     

基于原生混凝土性质评价的再生骨料质量评价

通过测试不同原始配比、使用环境、结构部位、结构形式、服役年限的废弃混凝土的强度、吸水率、表观密度等便捷手段来获得混凝土基本特征,探索其与再生骨料和再生混凝土性能之间的普遍性关系。表观密度过低的混凝土强度低,表观密度超过2300kg／m^3的混凝土所表现的强度都不低于20MPa,再生骨料的吸水率处于2盼咱％。再生骨料吸水率随着原生混凝土强度的增加而降低。新拌混凝土坍落度随着骨料吸水率的增加而降低,采用预先淋水的办法,可初步解决骨料吸水率大的问题。废弃混凝土碳化与再生骨料的性质之间无明显关系。     

低强再生混凝土及其应用

通过疏理和分析国内外文献,结合试验论证,为建筑固废资源化提供一个新思路,即利用由废混凝土生产的再生原料(再生骨料和再生微粉)制备泡沫再生混凝土。阐述了再生骨料和再生微粉的加工工艺和复杂特性,分别介绍了再生混凝土和泡沫混凝土的力学性能及应用,并重点分析了影响泡沫混凝土性能的主要因素。充分利用再生混凝土与泡沫混凝土的自身特点,将两者进行有效结合,提出了一种低强功能化泡沫再生混凝土的制备方法,并确定了可行的配合比。最后,对这一研究方向进行了展望,提出了拦阻系统被破坏后现场实现二次、多次再生的可能性,使其具有更高的利用价值。研究结果表明:在同一种配合比下,泡沫混凝土的强度和密度远低于再生混凝土; 用再生细骨料取代标准砂后,所得泡沫再生混凝土的强度和密度会进一步降低; 所制备的泡沫再生混凝土符合规范《特性材料拦阻系统》(MH/T 5111—2015)中提出的耗能曲线要求,验证了将其用作机场跑道端末端安全区特性材料拦阻系统的可行性。     

废混凝土骨料和废砖骨料再生混凝土的模型化研究

为了更加清晰方便地观察并研究再生混凝土裂缝开展规律,利用模型混凝土的概念,将普通混凝土、废混凝土骨料混凝土和废砖骨料混凝土平面化,制得模型再生混凝土试件。在试件受压破坏的过程中,利用数字图像相关技术在模型混凝土前后两个表面制作不同尺度的散斑,分别用一般工业相机和显微镜相机采集图像,并分析得到全局应变场和界面过渡区附近的局部应变场,用以揭示再生混凝土裂缝开展过程和损伤演化机制。研究结果显示,废砖骨料模型再生混凝土的弹性模量最小,但是抗压强度反而比废混凝土骨料模型再生混凝土的高。废混凝土骨料模型再生混凝土全局应变场能表征应变集中位于旧砂浆区域,但不能区分新、旧界面过渡区,而局部应变场更加细致地显示裂缝首先在旧界面过渡区开展,然后新界面过渡区才有裂缝开展。对废砖骨料模型再生混凝土的分析发现,砖骨料和新砂浆之间的界面过渡区首先出现了应变集中,但是裂缝并未沿界面过渡区开展,而是贯穿了砖骨料,然后位于界面过渡区的应变集中由于应力重分布而削弱。     

再生混凝土技术的研究开发与应用推广

越来越多地拆除建筑物会产生大量的废弃混凝土块，既带来环境污染，又造成资源浪费。利用废弃混凝土块生产再生骨料代替天然砂石骨天然砂石骨料配制再生混凝土的技术，采用再生粗骨料和天然砂组合，或再生粗骨料和部分再生细骨料、部分天然砂组合，制成的再生混凝土强度较高，具有明显的环境效益和经济效益。     

再生骨料在混凝土中的应用研究

分别对C30、C50、C60不同强度等级的废旧混凝土进行破碎,筛选得到不同粒径的再生骨料,研究再生骨料的性能指标;采用聚乙烯醇与水玻璃以1∶1比例配制成不同浓度的强化液,研究强化改性对再生骨料吸水率和压碎值的影响;将再生骨料与天然骨料复配应用于混凝土中,研究其对混凝土性能的影响。结果表明:随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土的坍落度与扩展度总体呈现先减小后增大的趋势,当再生骨料掺量在12%~24%时,再生混凝土的坍落度为200 mm左右,28 d抗压强度达到42 MPa左右。     

废弃纤维再生混凝土受压徐变及预测模型

为研究再生粗骨料替代率、废弃纤维体积掺入量对废弃纤维再生混凝土受压徐变破坏时间、徐变变形和徐变度的影响规律,对普通混凝土、再生混凝土和废弃纤维再生混凝土试件在实验室条件下进行了85%、90%和95%应力水平的徐变试验。试验结果表明：随着再生粗骨料替代率的增加,徐变破坏的时间缩短、徐变变形及徐变度增大;随着废弃纤维体积掺入量的增加,徐变变形及徐变度减小,徐变破坏时间增加。废弃纤维的加入能有效缓解再生混凝土受压徐变的破坏程度。在考虑再生粗骨料替代率及废弃纤维体积掺入量的基础上,对ACI209R徐变预测模型进行修正,模型预测结果与试验值吻合较好。