模拟酸雨环境下废瓷砖再生混凝土中性化研究

将废弃瓷砖破碎为再生粗、细骨料及粉料,全组分制备再生混凝土.采用室内模拟酸雨侵蚀试验,研究不同pH值酸雨侵蚀条件下废瓷砖再生骨料、废瓷粉掺合料对混凝土中性化的影响.研究结果表明:与原生碎石混凝土相比,废瓷砖再生粗骨料混凝土的抗压强度较高,经酸雨侵蚀后的中性化深度最小;掺入废瓷砖粉的再生混凝土抗压强度随废瓷砖粉掺量的增加而降低,中性化深度随废瓷粉掺量的增加而增大.在相同酸雨侵蚀条件下,与原生碎石混凝土相比,废瓷砖再生混凝土的化学结合水含量较低,内部显微结构更致密.     

C30废陶瓷再生骨料混凝土的抗压强度和 弹性模量研究

将废陶瓷破碎为再生粗、细骨料和粉料制备C30废陶瓷再生骨料混凝土,研究废陶瓷再生骨料、废陶瓷粉及养护条件对混凝土抗压强度和弹性模量的影响,并探讨废陶瓷再生混凝土的弹性模量与抗压强度之间的关系.结果表明:在标准养护条件下,废陶瓷粗骨料提高了混凝土的抗压强度及弹性模量;以废陶瓷粉为掺合料,掺量为10％时可提高混凝土的抗压强度及弹性模量,随掺量增加,混凝土抗压强度及弹性模量下降.与标准养护条件相比,模拟施工现场养护会降低混凝土的抗压强度和弹性模量;在养护早期,混凝土抗压强度损失率较低,至养护后期,抗压强度损失率增大.C30废陶瓷再生骨料混凝土的弹性模量与抗压强度之间呈线性相关,根据实验数据拟合得到的弹性模量与抗压强度计算关系式精度较高.     

物理强化对再生混凝土碳化性能影响

研究3种品质物理强化再生粗骨料和不同取代率(Фz=0、50%、100%)取代天然骨料对再生混凝土的碳化性能的影响。结果显示:再生粗骨料混凝土碳化性能为:SA再生粗骨料混凝土FA再生粗骨料混凝土/普通混凝土SBA再生粗骨料混凝土,SBA再生粗骨料混凝土的碳化深度均随着Фz的增大而增大,FA和SA再生粗骨料混凝土的碳化深度均随着Фz的增大而减小。     

再生混凝土抗碳化性能试验研究

通过9种不同再生粗骨料、再生细骨料取代率下再生混凝土快速碳化试验,系统研究了再生骨料类型及其取代率对再生混凝土抗碳化性能的影响规律.基于试验,分析了分别经受3d、7d、14d和28d碳化试验后再生混凝土碳化深度和立方体抗压强度变化率;提出了再生混凝土28 d碳化深度预测模型;研究了28 d碳化作用后不同取代率下钢筋再生混凝土抗压承载力.试验结果表明,碳化作用导致混凝土立方体抗压强度升高,且提高幅度随再生骨料取代率的增加而增大;再生混凝土抗碳化性能与普通混凝土相比有所降低,各阶段碳化深度较大,且发展较快;再生骨料的掺入对混凝土碳化后抗压承载力具有不利影响;基于本文提出的再生混凝土碳化深度预测值与试验结果符合较好.     

不同尺寸下再生骨料混凝土直剪性能及其损伤本构

以再生粗骨料取代率、试件尺寸为变化参数,设计并制作了45个再生骨料混凝土试件。通过直剪试验,观察了不同尺寸下再生骨料混凝土的破坏形态,分析了取代率和试件尺寸对再生骨料混凝土直剪性能和损伤本构的影响情况,建立了不同尺寸下再生骨料混凝土的损伤本构模型。结果表明:峰值变形、延性系数均具有明显的尺寸效应,普通混凝土损伤发展速度变慢,再生骨料混凝土损伤发展变快;随取代率的增加,峰值变形先减小后增大,延性系数先增大后减小,损伤发展规律与取代率不成线性关系。采用的本构模型能较好地反映不同尺寸再生骨料混凝土的剪切荷载–变形关系以及损伤演化过程。     

循环荷载下再生混凝土疲劳试验*

为了研究再生混凝土循环荷载下的疲劳寿命,采用实验室废弃[C30]混凝土试块,加工处理制成连续粒径级配的再生骨料（5～31.5 mm）,用这种再生骨料部分取代天然骨料配制的混凝土试样（100 mm×100 mm×300 mm）进行循环荷载试验。结果表明：随着荷载上限幅值的增大,再生混凝土疲劳寿命逐渐减小。并对再生混凝土疲劳寿命随荷载上限幅值进行线性拟合,且相关系数R的绝对值均大于0.9,表明疲劳寿命与荷载上限线性相关。另外,通过对再生粗骨料取代率与疲劳寿命之间的变化关系研究,得到了当再生粗骨料取代率小于等于50%时,疲劳寿命减小趋势不明显;当再生粗骨料取代率大于50%时,疲劳寿命曲线斜率明显增大,表明疲劳寿命减小趋势迅猛。因此,当采用再生粗骨料进行路基路面施工时,建议再生粗骨料取代率小于等于50%。     

废瓷砖再生骨料对砂浆及砼性能的影响

利用废弃瓷砖制备再生粗、细骨料以取代天然砂石,研究了废瓷砖再生骨料对砂浆、混凝土性能的影响;并通过劈裂实验及抗折实验,对比分析了再生骨料、天然碎石与水泥石的界面粘结性能.结果表明:在相同配比条件下,与天然砂石集料相比,废瓷砖再生骨料有利于提高砂浆、混凝土的强度,减小干缩率,但会导致工作性变差.在相同龄期条件下,不同类型骨料-水泥石的界面粘结强度均随水灰比的降低而增大.在相同水灰比条件下,废瓷砖再生骨料-水泥石界面28 d劈裂强度、抗折强度均较碎石-水泥石界面的要大,表明再生骨料-水泥石界面粘结性能更好.     

无砟轨道底座板混凝土结构耐久性能试验分析

结合石武客运专线,综合考虑坍落度、力学性能、电通量等试验指标,优化配合比设计,采用SEM电镜扫描、XRD物相分析等微观测试方法,研究无砟轨道底座板混凝土结构在酸雨和碳化耦合条件下微观结构的变化规律,分析其对混凝土性能产生的影响。试验结果表明:在酸雨和碳化侵蚀作用下,底座板混凝土表层结构局部较疏松,孔隙增加,且随龄期增加,板状Ca(OH)2晶体含量逐渐减少,混凝土强度均有所降低,降低最大值达27%;中性化深度也随侵蚀周期的增加而增大,且T模式中性化深度最大。     

纳米碳酸钙改性再生混凝土疲劳性能

为研究纳米改性再生混凝土的疲劳性能,对其疲劳寿命进行估计并建立疲劳方程。以不同再生骨料取代率(0%、30%、50%,质量分数)与纳米CaCO₃掺量(0%、1%,质量分数)为主要影响因素,设计了不同应力水平(0.75、0.80、0.85)下的疲劳循环加载试验。结果表明:混凝土的弹性模量随再生粗骨料取代率的增大而减小,掺入纳米CaCO₃可以提高混凝土的弹性模量并优化破坏形态,有效提升整体性;循环荷载下的疲劳寿命随最大应力水平增大而快速缩短,1%的纳米CaCO₃改性可以使疲劳寿命延长60%;以双对数S-N(应力水平-疲劳寿命)曲线建立疲劳寿命方程,并推导出考虑寿命概率的P-S-N曲线,得到的相关系数随再生粗骨料取代率的增加而快速减小,经纳米改性后有所增大;再生混凝土的疲劳应变演化基本符合三阶段应变曲线发展规律,提出新方程描述再生混凝土第二阶段应变曲线,并建立变形量与循环比的关系式。     

物理化学强化对再生混凝土收缩性能影响

根据《混凝土用再生粗骨料》(GB/T 25177-2010),废弃混凝土经简单破碎、一次颗粒整形和二次颗粒整形后分别制得II类再生粗骨料、准I类再生粗骨料和I类再生粗骨料,并将三类再生粗骨料在浓度6%的有机硅烷防水剂中进行24h化学浸渍处理,得到三类物理化学强化再生粗骨料。分别研究不同品质物理化学强化再生粗骨料和不同取代率(ф_z=0、50%、100%)取代天然骨料对再生混凝土的收缩性能的影响。结果显示:再生粗骨料混凝土收缩性能为:SA-SI再生粗骨料混凝土FA-SI再生粗骨料混凝土SBA-SI再生粗骨料混凝土,且均优于普通混凝土;SBA-SI、FA-SI和SA-SI再生粗骨料混凝土的收缩率均随着ф_z的增大而减小。