基于“离子渗透沉积”的再生骨料的修复方法及性能

废弃水泥混凝土占用大量土地、增加成本、污染环境,资源化处理废弃混凝土已经成为环境保护和可持续发展的关键问题。本文基于"离子渗透沉积"原理,先后采用稀硫酸溶液、饱和Ca(OH)2溶液对废弃水泥混凝土再生骨料进行了处理,陈伏14天后,测试其压碎指标和24小时吸水率。同时采用场发射环境扫描电镜和压汞仪对比分析了处理前后对再生骨料表面砂浆层的微细观性能,并初步探讨了"离子渗透沉积"作用机理。试验结果表明,虽然处理后再生骨料的吸水率变化并不明显,但是孔隙率测试结果表明,处理后总孔隙率降低了50%以上,大害孔含量降低了70%,再生骨料的强度显著提高,压碎值从20.3%降低到16.1%。采用SEM可以观察到经过处理后再生骨料的孔洞被气硬性胶凝材料氢氧化钙、碳酸钙和石膏等晶体填充。本文为废弃水泥混凝土再生利用提供了一种新的方法。     

再生骨料强化及再生混凝土性能研究

为了改善废弃混凝土骨料压碎值和吸水率较高的问题,采用水玻璃和硅烷偶联剂对废弃混凝土骨料进行化学强化,研究了强化前后压碎值和吸水率的变化规律,通过SEM电镜扫描得到强化前后的骨料表面形貌,明确了强化原因,同时将强化废弃混凝土全部代替天然骨料配制混凝土试件,分析了废弃混凝土骨料经强化后再生混凝土的力学性能和耐久性的变化规律。试验结果表明：经过强化后的废弃混凝土骨料吸水率和压碎值均得到明显改善,且提高了再生混凝土性能,降低了混凝土的孔隙率使其更加密实。水玻璃的强化效果优于硅烷偶联剂,水玻璃强化浓度宜大于20%,硅烷偶联剂掺入量宜大于4%。     

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。     

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。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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...     

废弃混凝土试块再生应用试验

工程质量检测中产生大量的废弃混凝土试块,这些试块的丢弃会造成矿产资源浪费。将废弃混凝土试块进行压碎、破碎、筛分、再破碎等处理,得到符合混凝土粗细骨料粒径要求的再生骨料,由于骨料中存在硬化水泥浆体,其压碎值、吸水率等主要性能较天然骨料差。将再生骨料分别替代15%、30%天然粗细骨料进行不同强度等级的混凝土性能试验,结果表明,再生骨料对混凝土的坍落度等性能均有降低趋势,而强度随替代量增加而降低,分别替代15%的粗细骨料,混凝土综合性能较好。     

再生混凝土力学性能研究

再生骨料的使用不仅可以解决废弃混凝土处理问题,也可以降低因资源过度开采所导致的环境破坏。与普通骨料相比,再生骨料吸水率高,压碎指标大;再生混凝土的力学性能劣于普通混凝土。本文对近年来再生骨料及再生混凝土的力学性能相关研究进展进行了综述:再生骨料来源混凝土强度高,骨料表面附着的砂浆质量越好、含量越小,则再生骨料性能越好。适量的矿物掺合料、合理的再生骨料掺量和合理水灰比都可提高再生混凝土力学性能。     

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%。     

强化再生骨料性能试验研究

再生骨料具有大量细部裂缝,骨料表面的吸水率较高,因而收缩变形较大,导致其力学性能降低。本文就改善再生骨料的表面强度进行试验研究。通过使用渗透结晶材料对废弃混凝土骨料表面进行处理,将处理后的再生骨料、天然骨料以及未做处理的再生骨料,按照同种配合比制作成标准试件,然后进行力学性能测试,将测试结果进行比较。结果表明,使用渗透结晶材料处理过的骨料,其性能与未经处理的再生骨料相比有较大变化,其力学性能得到很大改善;经过处理后的再生骨料与天然骨料之间的性能差异变得非常微小。     

微生物矿化沉积对再生细骨料性能的影响

采用DSM8715菌种作为矿化菌,将再生细骨料浸泡在含有矿化菌的矿化培养液中进行矿化处理。通过XRD对矿化沉淀物进行定性分析,并通过测试再生细骨料的表观密度、压碎指标、吸水率等来探索微生物矿化沉积对再生细骨料的改善效果;利用SEM观察了处理前后再细生骨料表面变化。结果表明,菌种DSM8715矿化反应所产生沉淀为方解石型碳酸钙,经矿化处理后再生细骨料吸水率、压碎指标、表观密度都有明显降低,通过SEM观察发现,经处理后的再生细骨料表面有碳酸钙堵塞孔隙。     

混合型再生骨料制备透水混凝土的研究

将废弃混凝土再生骨料和废弃烧结砖再生骨料以不同比例混合得到混合型再生骨料,对其性能进行分析,在此基础上,研究混合型再生骨料水泥浆裹浆改性,确定水泥浆最佳水胶比。采用无机改性后的混合型再生骨料制备透水混凝土,分析测试改性前后抗压强度和透水系数,探究混合型再生骨料制备透水混凝土的可行性。研究结果表明：当采用水泥浆裹浆法强化再生骨料时,随着浆体水胶比的增大,混合型再生骨料的表观密度与堆积密度均先增大后减小,吸水率与压碎指标均先减小后增大,采用经强化的混合型再生骨料制备透水混凝土,其抗压强度较强化前提升,28 d抗压强度最高达到39.8 MPa,透水系数较强化前降低,透水系数最大达到3.3 mm/s。