商品再生骨料性能及再生混凝土配合比研究

华威环保建材利用建筑废弃物生产商品再生骨料,产品质量符合国家相关标准。本文利用华威商品再生粗骨料替代天然粗骨料,制备再生混凝土,研究了不同再生骨料替代率下所制备的再生混凝土的抗压强度、劈裂强度及抗折强度的变化情况。试验结果显示:当取代率为30%、50%、100%时,C30再生混凝土的28d抗压强度均大于30MPa;当取代率为30%、50%时,C45再生混凝土的28d抗压强度均大于45MPa;再生骨料混凝土的抗折强度,在低强度混凝土(如C30)中,主要取决于水泥砂浆的抗折强度,在高强度混凝土(如C60)中,主要取决于再生骨料的抗折强度。相关结果对于再生骨料的产业化生产和推广应用具有一定的借鉴意义。     

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。     

纳米SiO2改性再生粗骨料混凝土改性机理及力学性能研究

以纳米SiO₂分散液浸泡法改性再生粗骨料，通过宏观力学和微观结构分析，揭示了纳米SiO₂改性再生粗骨料的机理，研究了纳米SiO₂分散液浓度、浸泡时间对再生粗骨料混凝土强度的影响规律。试验结果表明：随着纳米SiO₂分散液浓度与浸泡时间的增加，再生粗骨料(RCA)吸水率与压碎值显著下降。最终得到的最优改性条件为2%纳米SiO₂分散液浓度和浸泡时间48 h，在此条件下再生粗骨料混凝土的28 d抗压强度较未改性再生粗骨料混凝土(RAC)提升了31.8%，达到天然粗骨料混凝土的87.8%；弹性模量提升了43.7%，达到天然粗骨料混凝土(NAC)的93%；抗折强度较天然粗骨料混凝土高出5.7%，当纳米SiO₂分散液浓度超过2%且浸泡时间多于48 h，会因纳米粒子聚集对改性效果产生负面影响。最终通过扫描电子显微镜(SEM)成像与差热-热重分析(DSC)证实了纳米SiO₂改性再生粗骨料混凝土性能提升的机理。     

粉煤灰再生混凝土力学性能的试验研究

研究了再生粗骨料取代率和粉煤灰取代率对再生混凝土工作性能和力学性能的影响,并初步探讨了其影响机理。研究结果表明:再生粗骨料取代天然骨料为60%时,粉煤灰再生混凝土的抗压、抗折强度比基准粉煤灰混凝土低,但其强度降低值较小。粉煤灰的掺入,改善了再生混凝土的和易性,改善了水泥石与骨料的界面,显著提高了再生混凝土的抗折强度。再生粗骨料取代天然骨料为60%时,粉煤灰再生混凝土的3d抗折强度可达3.9MPa,28d抗折强度可达5.19MPa,粉煤灰再生混凝土可应用于水泥混凝土路面的快速修补工程中。     

天然与再生骨料混凝土水灰比统一定则(Ⅰ)--粗骨料强度的影响

研究了天然与再生粗骨料强度及水灰比对天然与再生骨料混凝土强度的影响。结果表明，混凝土强度不仅与水灰比密切相关，又与混凝土所用粗骨料强度(压碎指标)密切相关。得到了天然与再生骨料混凝土28d强度与灰水比、粗骨料压碎指标之间的鲍罗米统一公式，将实测值与计算值相比较后发现误差较小，表明在所用水泥品种和混凝土单位用水量相同的前提下，采用考虑粗骨料强度的鲍罗米统一公式来估计不同粗骨料混凝土的28d强度是有效的。若不考虑粗骨料对混凝土强度的影响，则混凝土28d强度与灰水比或净灰水比之间的相关性较差，其相关系数为0．93和0．86。     

再生骨料原位强化对再生混凝土及其结构性能的影响

在掺合料裹骨料搅拌工艺的基础上引入纳米硅溶胶,实现再生骨料原位强化,研究了原位强化对不同再生粗骨料取代率再生混凝土强度及结构性能的影响。结果表明:掺合料裹骨料工艺实现再生骨料原位强化,能有效改善再生粗骨料替换造成的强度损失,取代率较低时,28d强度甚至超过天然混凝土的;取代率为60%时,强度仅略有下降。采用原位强化技术制作的再生混凝土梁和天然混凝土梁,裂缝发展及最终破坏的形态相似,承载力可与天然混凝土梁媲美,甚至比天然混凝土梁具有更大的刚度和极限荷载。     

再生混凝土基本物理力学性能试验研究

研究再生混凝土强度等级、再生粗骨料取代率对混凝土立方体抗压强度及劈裂强度的影响,揭示再生混凝土立方体抗压强度随龄期的变化规律,制备了多组不同不同龄期（7d、14d、28d、60d）、不同再生混凝土强度等级（C35、C40、C45）、不同再生粗骨料取代率（30％、50％、70％、100％）的立方体试件。试验结果表明：再生混凝土立方体抗压强度及劈裂抗拉强度均与再生粗骨料取代率关系明显,随取代率的增加而降低,与再生混凝土强度等级关系不明显;再生混凝土抗压强度随着龄期的增长而增大,但28d之前增长速度较快。通过对试验数据分析,再生混凝土的拉压比随取代率的增加而下降,拉压比普遍低于普通混凝土。     

再生粗骨料改性的试验研究

研究了用不同方法对再生粗骨料进行改性及改性后再生粗骨料对混凝土抗压强度的影响.结果表明,经过一定的改性处理,再生粗骨料的基本性能有所改善.各改性剂中改性效果最好的是浓度3%的盐酸,其后依次是有机硅防水剂、水泥外掺硅灰浆液、水玻璃、微膨胀高效抗裂防水剂.再生粗骨料改性后对混凝土的工作性能和抗压强度都有不同程度的改善.     

预浸石灰水碳化再生粗骨料混凝土的力学性能

采用预浸石灰水碳化法对再生粗骨料进行强化处理,对强化前后再生粗骨料物理性能进行检测,研究了碳化再生粗骨料对混凝土力学性能的影响.同时结合微观测试手段,分析碳化对再生粗骨料的增强机理. 通过立方体抗压、劈裂抗拉及抗折强度试验,研究强化后混凝土各龄期强度变化. 结果表明：预浸石灰水碳化法能够显著改善再生粗骨料的物理性能,其吸水率降低15.2%~22.9%,压碎值降低15.2%~17.7%;碳化后粗骨料的界面过渡区更加密实,有利于再生粗骨料品质的提升;7、28 d的混凝土强度随粗骨料取代率的增大而降低;当粗骨料取代率为50%时,预浸石灰水碳化再生混凝土强度与普通混凝土相当.     

再生粗骨料沙漠砂混凝土配合比试验研究

为探究将沙漠砂与再生粗骨料结合应用配制混凝土的可行性，设计四因素三水平正交试验，进行再生粗骨料沙漠砂混凝土和易性和抗压强度试验，分析水胶比、砂率、沙漠砂替代率和再生粗骨料替代率对再生粗骨料沙漠砂混凝土和易性、7 d与28 d抗压强度的影响。试验结果表明：采用再生粗骨料部分替代天然粗骨料、沙漠砂部分替代中砂配制混凝土是可行的。从强度与和易性角度出发，得到C30混凝土最优配合比为水胶比0.4、砂率28%、沙漠砂替代率40%和再生粗骨料替代率50%。     

粗骨料的分类及对再生混凝土抗压强度的影响

通过比较我国关于天然和再生粗骨料的分类标准以及统计分析文献中的大量试验数据,指出我国不同标准间关于粗骨料的分类存在一定差异;结合所做的验证性试验结果,提出以吸水率和压碎指标为主要评价参数,对天然、再生及混合粗骨料(不同比例的天然和再生骨料的混合物)进行统一分类,并分析了再生及混合粗骨料类别对再生混凝土抗压强度的影响。研究结果表明:当选定天然骨料和再生骨料后,不同取代率下的混合骨料的吸水率和压碎指标可通过其与取代率之间的线性关系获得;当采用Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类再生骨料或混合骨料配制C35及其以下强度等级的再生混凝土时,再生混凝土的抗压强度可分别达同一配方基准普通混凝土强度的100%、90%以及80%以上,但用于配制C40—C60再生混凝土时,再生混凝土的强度可能会进一步降低约10%。     

再生粗骨料替代率对各龄期再生混凝土强度影响的试验研究

针对再生粗骨料替代率对再生混凝土强度发展趋势的影响进行了试验研究,再生粗骨料替代率分别为30%、60%、100%,再生骨料混凝土的龄期分别为7d、14d、28d、60d和90d。试验结果表明:再生骨料混凝土的强度随着替代率的增大而略有降低,替代率达到100%时,各龄期混凝土强度降低约9%~11%;随着龄期的发展,再生骨料混凝土强度的发展趋势与普通混凝土类似,前14d发展迅速,后期发展较为缓慢。     

预拌C40再生粗骨料混凝土力学性能研究

以水灰比、再生粗骨料替代率和龄期为变量,配制预拌C40再生粗骨料混凝土,研究其力学性能。研究发现:预拌再生粗骨料混凝土抗压破坏形态与普通混凝土较为相似;水灰比一定时,伴随再生粗骨料替代率的增加,28 d立方体抗压强度会逐渐减低;再生粗骨料替代率一定时,伴随水灰比的降低,28 d立方体抗压强度会逐渐提高;龄期较小时,伴随再生粗骨料替代率的增加,立方体抗压强度会先升高后降低;当龄期增大后,伴随再生粗骨料替代率的增加,立方体抗压强度会逐渐降低;力学能最优配合比为水灰比为0.36、再生粗骨料替代率为30%,其配合比下的强度能够达到C40混凝土强度要求;同时,现行规范强度比计算式不适用于预拌再生骨料混凝土,经数据分析后提出相应的计算式,适用性需进一步研究。     

表面处理再生粗骨料对高强混凝土性能的影响

本文通过物理和化学两种途径对再生骨料表面进行处理,打破再生粗骨料使用限制,改善日益紧张的骨料供需局面。结果表明,通过颗粒物理整形、化学浸渍均能有效提升再生骨料品质,随着对再生骨料表面处理措施的增加,再生骨料的粒形变好,再生混凝土的工作性逐渐提升。通过表面整形和浸渍处理的再生骨料应用于C60混凝土中,其28d的抗压强度满足C60抗压强度的要求。     

循环再生骨料混凝土强度性能研究

为了探讨废弃再生混凝土作骨料制备结构混凝土的可行性,从强度性能入手,首先用加速碳化试验制备了相当于在保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀的一般环境下先后使用了2个50年的循环再生混凝土骨料,然后试验分析了循环再生混凝土强度与循环再生骨料取代方式及取代率之间的关系。结果表明:仅用循环再生粗骨料取代天然粗骨料的循环再生混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度与循环再生粗骨料取代率均呈三次抛物线关系,但拐点(最优与最不利取代率)与合理取代区间不一致;仅用循环再生细骨料取代天然细骨料及循环再生粗细骨料同时取代天然骨料条件下,强度与循环再生细骨料取代率、循环再生粗细骨料取代率呈直线下降关系;两种强度之间呈指数函数关系;以短期强度性能考核,循环再生粗细骨料分别达到GB/T 25177—2010《混凝土用再生粗骨料》Ⅱ类与GB/T 25176—2010《混凝土和砂浆用再生细骨料》Ⅲ类标准要求,在循环再生粗细骨料单独与同时取代天然粗细骨料不超过70%与50%条件下用于制备C30结构混凝土是可行的。     

再生粗、细骨料对混凝土透气性能的影响

采用C30混凝土制备的再生粗、细骨料对不同强度等级及不同置换率再生混凝土进行了抗透气性能试验研究.结果表明：当粗骨料为再生粗骨料、细骨料为天然砂时,再生粗骨料置换率对再生混凝土透气系数的影响较小;当粗骨料采用天然碎石时,再生细骨料置换率对再生混凝土透气系数的影响较大,其透气系数随着再生细骨料置换率增加而增大.     

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。     

再生混凝土技术性能研究

本文利用再生骨料代替天然粗骨料,细骨料采用天然砂,制备再生混凝土,试验研究了再生混凝土骨料和再生混凝土的基本性能,并对再生混凝土的造价和能耗进行研究。研究发现:再生骨料的表观密度、堆积密度均低于天然骨料,且再生骨料的吸水率、压碎指标均高于天然骨料;在再生混凝土中掺加粉煤灰和适当加大外加剂掺量对其进行改性后,再生混凝土的工作性能和力学性能达到了天然混凝土的水平;添加粉煤灰后的C30、C40再生混凝土造价和能耗明显低于天然混凝土;用废弃混凝土作再生粗骨料,并掺入适量粉煤灰生产的再生混凝土能耗低、CO2排放量小,节能环保。     

再生细骨料及微粉对再生混凝土空心砌块力学性能的影响

在利用废弃混凝土制备再生骨料粗骨料的过程中,伴生大量的再生细骨料及微粉。本文介绍再生细骨料及微粉替代天然骨料量为30%~100%的再生混凝土空心砌块的制备,并分析不同细骨料及微粉掺量对混凝土空心砌块抗压强度的影响。结果表明,当再生细骨料及微粉替代天然骨料量为30%时,对再生混凝土空心砌块的强度影响不大,而随着替代量提高到50%以上后,再生混凝土空心砌块的强度降低明显;再生细骨料及微粉对高强度等级的影响大于低强度等级的再生混凝土砌块。     

再生粗骨料对混凝土抗折强度影响的试验分析

为了研究再生粗骨料对再生混凝土抗折强度的影响及变化规律,本文针对6种不同替代率、3个龄期的棱柱体共54个试件进行抗折强度试验;对试验数据运用最小二乘法原理分别进行多项式函数拟合以及高斯函数拟合。结果表明:7d龄期再生混凝土抗折强度随再生粗骨料替代率的增加而增大;随龄期的增大,再生混凝土抗折强度随再生粗骨料替代率的增加呈先增后减的趋势,替代率为40%时抗折强度最大,28d龄期情况可高出天然混凝土12.28%;基于最小二乘法的高斯函数拟合曲线与试验曲线基本一致,文中给出再生混凝土抗折强度与再生粗骨料替代率的关系式。