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。     

吸附砂浆含量对混凝土力学与氯离子渗透性能的影响

为探究再生骨料的吸附砂浆含量对再生混凝土力学性能及抗氯离子渗透性的影响,以天然粗骨料及5种不同吸附砂浆含量的再生粗骨料为原材料,制备了相同目标强度C40混凝土.测试了28 d抗压强度、劈裂抗拉强度及氯离子渗透深度,进行了氯离子渗透前后的SEM分析.实验结果表明,再生粗骨料吸附砂浆含量越大,再生粗骨料混凝土内部结构越疏松,孔隙越多,氯离子渗透后界面裂缝也越多.当吸附砂浆含量为34.9％ ～38.6％时,再生粗骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度仍与天然骨料混凝土相近,抗氯离子渗透性满足设计使用年限50年,环境作用等级为D的氯化物环境下的要求.     

不同工艺再生骨料对混凝土耐久性能影响研究

采用室内对比试验方法,研究了不同品质的再生骨料对再生混凝土抗氯离子性能、抗裂性能、收缩性能及抗碳化性能的影响。结果表明:再生骨料替代天然骨料比例增大,可以提高再生混凝土的抗氯离子性能、抗裂性能、收缩性能及抗碳化性能;再生骨料品质的提升可以有效降低混凝土氯离子系数、总开裂面积、收缩率和碳化深度,从而提升再生混凝土耐久性。研究结果可为再生混凝土耐久性研究提供理论参考和借鉴。     

玄武岩纤维改善再生混凝土抗氯离子渗透性能研究

为研究玄武岩纤维对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响,本文对4种玄武岩纤维体积掺量(0%、0.2%、0.4%、0.6%)下5个粗骨料质量替代率(20%、40%、50%、60%、80%)的再生混凝土及1组普通混凝土进行了电通量试验,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和压汞法(MIP)从水泥水化和孔结构的角度探究了玄武岩纤维对再生混凝土抗氯离子渗透性能影响的微观机理。结果表明,玄武岩纤维显著提高了再生混凝土抗氯离子渗透性能,其中玄武岩纤维掺量为0.2%,粗骨料质量替代率为50%时改善效果最好且优于普通混凝土。基于FTIR发现玄武岩纤维是通过改变再生混凝土水化产物C-S-H的聚合度和CaCO₃的生成而改善其抗氯离子渗透性能。通过MIP得出最优组合掺量下,再生混凝土的孔径分布得到优化,孔隙率最小,进而提高了其抗氯离子渗透性能。     

再生骨料混凝土抗氯离子渗透性能研究进展

氯离子侵蚀是影响混凝土结构耐久性的主要因素之一,再生骨料要作结构性材料,须明确再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性能.从界面过渡区特征分析了再生混凝土中氯离子的渗透机理,综述了再生骨料取代率、水灰比、掺合料、施工工艺、应力水平等因素对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响,并阐述了再生骨料强化对再生混凝土抗氯离子渗透的改进效果.最后指出需进一步研究多因素耦合作用下再生混凝土的抗氯离子渗透性能.     

再生骨料混凝土抗氯离子侵蚀的多相数值研究

为定量分析再生骨料混凝土各组成相对其抗氯离子侵蚀性能的影响,研究建立可实现任意体积分数再生粗骨料随机分布的再生混凝土五相细微观数值模型,包括新砂浆、新界面过渡区、旧砂浆、旧界面过渡区和核心区原始天然骨料.根据各相氯离子扩散性能和几何性质的不同,探究再生粗骨料体积分数、旧砂浆附着率及新、旧界面过渡区厚度等关键几何参数对再生混凝土抗氯离子侵蚀性能及离子时空分布的影响.结果 表明:作为再生骨料混凝土的重要组成部分,附着旧砂浆和核心区天然骨料的性质与含量对其抗氯离子侵蚀性能起着相互博弈的效应,导致再生骨料混凝土有效氯离子扩散系数随着骨料体积分数的增大而产生明显波动,尤其是当旧砂浆附着率较小时,此现象尤为明显;当骨料体积分数一定时,再生骨料混凝土氯离子扩散性能随着旧砂浆附着率的增大而增强,且增幅随着骨料体积分数的增大而增大;再生骨料混凝土抗氯离子侵蚀性能与新、旧界面过渡区的厚度呈负相关关系.     

基于细观尺度的再生混凝土性能研究综述

基于当前国内外学者对再生混凝土性能试验的结果,研究骨料、砂浆、界面过渡区等细观参数对再生混凝土宏观性能影响.在骨料方面,骨料分布的均匀程度高、颗粒级配较好、大中型骨料颗粒数越多的再生混凝土在抗拉、抗压、抗折强度及弹性模量等方面都会有所提高;在砂浆方面,随着新、老砂浆的强度提高,再生混凝土力学性能更好,老砂浆厚度越高,再生混凝土内部氯离子浓度越大;在界面过渡区方面,随着新、老界面过渡区弹性模量的提高,再生混凝土的性能表现地越好,界面过渡区厚度越大,氯离子扩散系数越大.     

再生骨料混凝土氯离子渗透性的研究现状分析

氯离子侵蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的重要因素,而再生骨料混凝土的原料性质、孔结构和外部环境等均对氯离子渗透性能有着显著的影响。归纳了再生骨料混凝土氯离子渗透系数的测试方法,分析了水胶比、再生骨料取代率、矿物掺合料、外加剂、养护时间和荷载作用等因素对再生骨料混凝土氯离子渗透性的影响,并对进一步研究提出了相应的建议。     

同掺再生粗细骨料混凝土的力学与耐久性能研究

为了探讨同时掺入大掺量再生粗骨料和细骨料制备C40及以上强度等级再生混凝土的可行性,在C45天然骨料混凝土配合比的基础上,采用II类再生粗骨料、I类再生细骨料,以同掺再生粗细骨料质量替代率为25%、50%、75%、100%配制了4组再生混凝土,研究了再生粗细骨料替代率对再生混凝土基本力学性能和耐久性能的影响规律。结果表明:当同掺再生粗细骨料的替代率为25%时,混凝土的力学性能下降很小,替代率为50%、75%的混凝土的抗压强度分别达到C45、C40等级,替代率100%的全再生粗细骨料混凝土的28 d抗压、劈拉、轴压强度和弹性模量等力学性能指标较天然骨料混凝土降低12.0%~23.2%,并达到C35抗压强度等级。增加再生粗细骨料的替代率会降低混凝土的耐久性,但即使是全再生粗细骨料混凝土仍可获得高的耐久性,其抗碳化性能、抗氯离子渗透性、抗冻性能分别达到T-IV、RCM-IV和F300等级,说明在混凝土中同时掺用50%及以上再生粗细骨料配制C40及以上强度等级的再生混凝土是可行的。     

干湿循环下煤矸石混凝土孔结构特性及抗氯离子侵蚀机理

氯离子侵蚀是影响混凝土耐久性的重要因素。通过干湿循环试验,研究了煤矸石混凝土的抗氯离子侵蚀性能,分析了煤矸石体积取代率(0%、20%、40%、60%)对氯离子浓度分布和表观扩散系数的影响。通过压汞试验,测定了煤矸石混凝土的孔结构参数,通过计算其孔隙体积分形维数,研究了孔结构对煤矸石混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响。结果表明:随着煤矸石掺量的增加,自由氯离子的浓度先减小后增加,而表观扩散系数先增加后减小;煤矸石掺量为40%时,混凝土密实性最好,孔隙体积分形维数最大;与未添加煤矸石的混凝土相比,掺量40%的煤矸石混凝土氯离子浓度最低,此时抗氯离子侵蚀性能最好,且表观扩散系数下降35.68%。     

再生骨料对混凝土力学性能及耐久性影响的研究

针对再生骨料由于本身结构缺陷的原因,造成混凝土力学性能和耐久性不良的问题,采用再生骨料裹浆预处理和密实骨架堆积配合比设计方法,弥补再生骨料的结构缺陷,提高混凝土密实程度,使得再生骨料混凝土的抗压强度和抗碳化性能、抗氯离子渗透性能得到有效改善。     

再生骨料构成对混凝土性能的影响

通过测试混凝土力学性能和耐久性指标,分析再生骨料构成变化对混凝土性能的影响规律.结果表明:再生砂浆块混凝土28 d前抗压强度较高,长期强度则天然骨料混凝土最高.经过100次冻融循环后,再生骨料混凝土质量损失率均低于5%.天然骨料和再生砂浆块混凝土的抗压强度损失率低于25%,而由30%砖块与70%砂浆块组成的混合骨料混凝土及再生砖块混凝土均超过了限值.各类再生骨料混凝土均可满足P10的抗渗等级要求.其中,天然骨料混凝土抗渗能力最强,其次为再生砂浆块混凝土、再生混合骨料混凝土和再生砖块混凝土;各类混凝土抗氯离子渗透能力与抗渗能力排列顺序一致.以上研究表明,再生骨料中的砖块对混凝土力学性能影响较小,但对耐久性能的负面影响较为显著.     

改性混凝土试验及性能研究

针对废弃混凝土中的再生骨料表面附着大量残留的水泥浆,以及新老砂浆之间缝隙过大,进而导致再生混凝土的耐久性能出现问题,结合粉煤灰的特点,提出对再生骨料进行改性处理,在混凝土中掺入一定量的粉煤灰,从而填充再生骨料存在的缝隙过大的问题。最后,利用电通等试验方法对改性混凝土试件的抗氯离子渗透性能进行测试,并通过实验结果表明粉煤灰可改善再生混凝土结果,提高抗渗透性能,并当掺量在28%时,抗氯离子渗透性能最佳。     

再生粗骨料混凝土的配制与性能研究

由于再生骨料自身缺陷导致其力学性能和耐久性较差,其严重制约了再生骨料混凝土在工程实践中的应用。本文在参阅大量相关研究文献的基础上,综述了再生骨料混凝土力学性能、抗冻性、抗氯离子渗透性、抗碳化等方面,有助于其他学者对再生骨料混凝土的技术研究和工程应用。     

回收轮胎钢纤维再生骨料混凝土基本力学性能试验研究

混凝土的基本力学性能与破坏形态是反映试件在不同受力状态下承载能力与韧性的重要指标。为了研究回收轮胎钢纤维(RTSF)再生骨料混凝土的基本力学性能,试验设计了8组不同种类的混凝土试件。通过坍落度、含气量、立方体抗压、劈裂抗拉与抗折试验,系统的探究了RTSF体积掺量(0.25%、0.5%、0.75%和1.0%)和再生骨料取代率(质量分数分别为50%、75%和100%)对混凝土基本力学性能以及破坏形态的影响。研究表明:随着再生骨料取代率的升高,混凝土拌合物坍落度减小、含气量增大,各项力学性能均产生不同程度的降低;RTSF能够有效提高再生骨料混凝土的基本力学性能,且试件的破坏形态随RTSF掺量的增加呈现出明显的延性破坏特征。综合各项指标,当再生骨料取代率为50%时,RTSF体积掺量为0.5%的RTSF再生骨料混凝土力学性能最佳。其试件立方体抗压强度(28 d)较普通混凝土仅降低1.0%,而劈裂抗拉强度与抗折强度较普通混凝土分别提高9.6%和12.5%。此外其弯曲韧度指数I₅、I₁₀和I₂₀分别为普通混凝土的2.7倍、3.8倍和4.8倍。     

考虑骨料表面强化的再生混凝土内氯离子传输细观数值模拟

采用纳米强化再生骨料表面的措施来改善再生骨料性能,建立多相再生混凝土细观数值模型,进行氯离子在再生混凝土内部传输的模拟和试验验证,并预测了氯盐环境下再生骨料表面强化混凝土耐久性寿命。结果表明:数值模拟得到的氯离子在再生混凝土内的分布与试验结果吻合较好;同一深度处,越靠近骨料表面,氯离子浓度越大,其中未强化再生骨料表面的氯离子浓度要大于强化再生骨料表面的氯离子浓度;增加保护层厚度可以有效提高纳米强化再生混凝土在氯盐环境下的耐久性寿命;随纳米包裹层氯离子扩散系数的减小,再生混凝土的耐久性寿命有所增加。     

再生骨料混凝土耐久性能的试验研究

在实验室浇筑C20普通混凝土,经28d养护后用破碎机将其破碎、筛选调配制成再生粗骨料与细骨料,以此再生骨料100%替代天然碎石和砂子制备出再生骨料混凝土,探讨了再生骨料混凝土的耐久性能之一,抵抗冻融循环的能力以及抗碳化(中性化)能力.结果表明,100%再生骨料混凝土(简称RR混凝土)试件的冻融循环抵抗性与粗,细骨料置换率为0%的普通混凝土(简称NN混凝土)试件相比,水灰比分别为0.45、0.55时耐久性指数分别降低6%和9%,而且抵抗碳化能力差,碳化速度几乎快三倍.     

干湿循环下再生细骨料混凝土的氯离子渗透性能

考虑到天然砂的日益短缺和废弃混凝土造成的环境危机，采用不同取代率的再生细骨料(RFA)制备再生细骨料混凝土(RFAC),分析其在干湿循环下的性能演化规律，研究其抗氯离子侵蚀性能。结果表明：RFA的加入降低了混凝土的抗压强度，当RFA质量取代率为100%时，RFAC的28 d抗压强度是普通混凝土的77.0%;在干湿循环作用下，RFAC自由氯离子含量随着侵蚀深度的增加先增加后减小最后趋于稳定，并出现明显的氯离子对流区和扩散区，对流区深度约为5 mm,且随着干湿循环次数和RFA取代率的增加，对流区深度也不断增大；随着干湿循环次数增加，RFAC的孔隙率呈指数增大；在干湿循环作用下，RFA取代率高的混凝土孔隙率增大更明显，此为其抗氯离子侵蚀能力变差的原因。     

建筑垃圾对混凝土强度的影响试验研究

通过设计不同水灰比、不同再生粗骨料掺量的再生混凝土,发现混凝土再生粗骨料掺量对水灰比较小的混凝土影响更为明显,再生骨料掺量从0％～100％增加,对应的混凝土强度明显降低,而且在0.4较低水灰比条件下,再生混凝土相对抗压、抗劈裂抗拉强度下降幅度更大,因此大掺量再生集料混凝土水灰比不应设计较低;通过微观结构观测分析,表明由于再生集料的多孔特性,导致再生混凝土内部孔隙最可几孔径波动较大,对比发现,普通混凝土最可几孔径波动范围为3.46～4.21 μm;而再生混凝土最可几孔径波动范围为3.12 ～5.56 μm,且混凝土内部孔隙数量较多,孔结构不稳定.     

孔隙水饱和度对再生混凝土透气性能的影响研究

因再生骨料本身特性等直接导致再生骨料混凝土在耐久性能方面与普通混凝土相比存在诸多性能不稳定因素.试验着眼于再生骨料混凝土渗透性中的透气性能,以不同强度等级、不同再生骨料置换率、不同混凝土的孔隙水饱和度为变量,对再生骨料混凝土抵抗透气性能方面与普通混凝土进行了对比性试验研究.试验结果表明,随着环境相对湿度的增加,不同强度等级、不同掺量再生骨料混凝土及对比用普通混凝土的孔隙水饱和度有所增加,且混凝土强度等级越高,孔隙水饱和度越高,在同一种强度等级内再生骨料混凝土的孔隙水饱和度比对比用普通混凝土略高;随着混凝土孔隙水饱和度的提高,再生骨料混凝土及对比用普通混凝土的透气性速度有所降低,当孔隙水饱和度超过80％时其透气速度小于0.2 mmHg/s.