再生骨料混凝土耐久性试验研究

利用废弃混凝土制备再生骨料，可以降低天然资源损耗、减少耕地占用和降低环境污染。通过收缩试验、氯离子渗透试验、碳化试验、冻融试验等对比研究了简单破碎再生骨料、颗粒整形再生骨料、天然骨料混凝土的耐久性能。结果表明，颗粒整形可以制备高品质再生骨料，从而显著提高再生混凝土的耐久性能。为拓宽再生混凝土的应用领域提供了试验依据。     

再生混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

改变再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、水胶比等参数,研究不同配合比对再生混凝土抗氯离子渗透能力的影响规律。试验结果表明,降低水胶比对再生混凝土抗氯离子渗透性能有利;再生混凝土氯离子迁移系数随着再生粗骨料替代率的增大而增大,抗氯离子渗透性能下降。掺加粉煤灰可以改善再生混凝土抗氯离子渗透性能,对于早龄期再生混凝土粉煤灰掺量在10%~20%之间为宜。     

再生细骨料对混凝土力学及抗冻性能的影响

通过设计不同水灰比的普通混凝土及引气混凝土,研究不同再生细骨料替代率对不同强度等级混凝土的力学及抗冻性能的影响.研究结果表明:随再生细骨料替代率的增加,普通混凝土的抗压强度和抗折强度都下降明显,而引气混凝土只是抗压强度下降明显,其抗折强度受影响较小;无论是否掺加再生细骨料,高水灰比(m(水)∶m(水泥)=0.52)混凝土抗冻性能均很差,通过掺加引气剂可适度提高其抗冻融循环能力,但抗冻耐久性仍较差;低水灰比(m(水)∶m(水泥)=0.35)混凝土本身具有很强的抗冻耐久性,掺加再生细骨料不会对其抗冻耐久性能产生明显影响.因此,对于高水灰比再生细骨料混凝土,降低水灰比比掺加引气剂更能显著提高混凝土的抗冻耐久性能.     

粉煤灰掺量对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响

再生骨料与普通骨料相比,由于孔隙率大、吸水率高及堆积密度小,直接采用再生骨料配制的混凝土耐久性差。文章采用RCM法和电通量法2种试验方法,研究了粉煤灰掺量对再生混凝土抗氯离子渗透性的影响,结果表明,适当的粉煤灰掺量有利于混凝土抗氯离子渗透性的改善,混凝土抗氯离子渗透性能随水灰比的减小而提高。     

含钢渣复合掺合料对混凝土耐久性的影响

研究了掺钢渣、矿渣和粉煤灰复合掺合料混凝土的碳化、氯离子渗透、碱集料反应、抗冻及绝热温升性能.结果表明:在同水胶比下,复合掺合料等量取代水泥后,混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能有明显提高,混凝土碱集料反应膨胀率显著降低,当复合掺合料用量超过50%,混凝土抗冻性有所降低.掺加复合掺合料可显著减小胶凝材料的水化热,以及混凝土的绝热温升值和温升速率.     

再生骨料强化技术对再生混凝土性能影响研究

再生骨料由于多裂纹和多孔隙的结构特征导致用再生骨料配制的再生混凝土的性能较差,故本研究中利用两种化学浆液对再生骨料进行强化后配制再生混凝土。研究发现:相比未强化再生骨料混凝土,利用纯水泥浆强化再生骨料混凝土强度最高,抗冻性能得到显著改善,4组混凝土的抗冻等级均达到了F100;利用掺加30%粉煤灰的水泥浆强化后的再生骨料混凝土虽然强度变化不大,但抗冻性能明显提高,再生骨料掺加率为75%和100%的两组混凝土的抗冻等级也均达到了F100。     

基于机器学习的再生混凝土配合比设计方法

再生混凝土技术是实现建筑垃圾资源化利用的有效途径. 通过收集再生混凝土氯离子侵蚀试验和碳化试验的数据，将材料信息和试验环境信息作为输入参数，采用电通量和碳化深度分别量化再生混凝土的抗氯离子侵蚀和抗碳化性能，基于机器学习方法构建再生混凝土的耐久性能预测模型，在此基础上以强度、耐久性和成本作为优化目标，结合 NSGA-Ⅱ算法和优劣解距离法提出再生混凝土配合比优化设计方法. 结果表明：梯度提升树模型可以较好地预测再生混凝土的抗氯离子侵蚀性能，高斯过程回归模型则对再生混凝土抗碳化性能预测表现较好；采用提出的配合比优化设计方法获得了满足耐久性和力学性能要求的低成本再生混凝土配合比建议值，可用于指导施工配合比设计.     

再生混凝土骨料强化研究综述

在研究和对比分析大量有关文献的基础上,总结了近年来再生混凝土骨料的强化方法,主要包括水玻璃、聚乙烯醇、纳米SiO2、CO2碳化,以及不同强化条件对再生混凝土力学性能、耐久性能的影响。结果表明:水玻璃、PVA溶液性质变化对再生骨料抗压性能和耐久性能的强化效果影响显著。纳米材料能够显著提高再生混凝土早期的部分性能,但导致再生混凝土流动性劣化和后期强度发展较缓慢;碳化强化再生混凝土骨料在适宜的条件下对再生混凝土力学和耐久性能均有改善作用。最后对再生混凝土骨料技术开发提出相应建议,以期对强化再生混凝土骨料未来的研究方向提供新思路。     

再生骨料掺量对混凝土碳化性能的影响

为研究再生骨料掺量对混凝土碳化性能的影响,用不同再生骨料质量取代率为0、30%、50%的再生混凝土(分别记为RC0、RC30和RC50)分析不同取代率下混凝土碳化深度、抗压强度的影响规律,运用扫描电镜分析再生混凝土界面微观形貌在不同碳化时间下的变化,通过显微硬度仪对界面过渡区的显微硬度数值进行检测和分析,探讨碳化作用下再生混凝土微观结构与宏观性能的关系。结果表明：再生骨料掺量越大抗压强度越低,再生混凝土碳化深度越深;通过对比不同类型界面过渡区的抗碳化能力得出,老骨料老浆体界面>骨料新浆体界面>老浆体新浆体界面;再生骨料取代率30%的混凝土界面结构更密实;再生混凝土的微观结构与其宏观性能呈规律性变化,用界面过渡区宽度的变化表征宏观性能的规律更为准确。说明碳化对不同再生骨料掺量混凝土的界面结构优化效果不同,再生骨料掺量越大的混凝土抗碳化性能越差,且用微观结构的变化可以很好地解释宏观性能的变化。     

煅烧纳米凹凸棒土对再生混凝土性能的影响

为促进废弃混凝土的资源再生利用,采用煅烧纳米凹凸棒土（NAT）改善再生混凝土性能。研究了再生骨料取代率和煅烧NAT掺量对再生混凝土工作性能、抗压强度及抗氯离子侵蚀性能的影响。并结合X-射线衍射分析煅烧NAT的物相变化,扫描电镜和孔径分析仪分析再生混凝土的微观结构。试验结果表明：煅烧可以提高NAT火山灰效应;再生混凝土各龄期抗压性能和抗氯离子侵蚀性能均随再生骨料取代率的增加而降低;未掺煅烧NAT时,再生混凝土中有较多孔隙和裂缝;当掺入适量煅烧NAT后,混凝土内孔隙和裂缝减少,界面过渡区更加密实。就工作性能、抗压强度、抗氯离子侵蚀性能和微观结构而言,当再生骨料取代率为30%时,煅烧NAT的最佳掺量为6%。     

再生粗骨料对再生混凝土自生收缩的影响

在测试两种再生粗骨料特性及其再生混凝土基本性能的基础上,系统研究了不同再生粗骨料取代率、不同附着砂浆率的再生粗骨料对再生混凝土自生收缩的影响.结果表明:再生混凝土自生收缩的发展趋势和普通混凝土相似;随着再生粗骨料取代率增加,混凝土自生收缩增大;附着砂浆率大的再生粗骨料对混凝土自生收缩的影响更大;再生粗骨料对混凝土自生收缩的不利影响比对强度的不利影响更大.     

VAE乳胶粉改性砂浆耐久性能研究

针对实际工程应用中普通砂浆耐久性不足问题,研究了VAE乳胶粉对水泥砂浆耐久性改性效果,对不同聚合物含量（8%、9%、10%、11%和12%）的VAE乳胶粉改性砂浆通过收缩率、开裂性敏感度、抗渗性、耐氯盐腐蚀性和碳化实验,测试了收缩率、开裂总权值、渗水高度、透水压力、碳化深度以及氯离子渗透高度,结合扫描电镜实验,揭示了VAE乳胶粉对砂浆的微观改性机理。结果表明,VAE乳胶粉的加入显著提高了砂浆的抗渗透性。当聚合物含量为12%时,VAE乳胶粉砂浆的开裂总权值仅为普通水泥砂浆的55.1%,透水压力较普通水泥砂浆提高了78.6%,28 d碳化深度和氯离子渗透高度较普通水泥砂浆分别降低了36.8%、53.1%。VAE乳胶粉与砂浆中的骨料在浆体内部形成高黏结力的网状膜结构,填充改性砂浆的孔隙,使浆体内部更加密实,进而增强了改性砂浆的耐久性。     

旧混凝土板粒石化再生骨料吸水特性研究

为了揭示旧混凝土板粒石化再生骨料吸水率的特性,根据粒径和砂浆裹附量对粒石化再生粗骨料进行分类,首先从粒石化再生骨料颗粒角度探讨粒石化再生骨料颗粒的吸水规律和影响因素,通过SEM(扫描电子显微镜)电镜扫描试验分析其原因,然后根据粒石化再生分类骨料与粒石化再生粗骨料的数量关系,通过数学演绎推导的方法进一步探讨粒石化再生粗骨料的吸水规律和影响因素。研究结果表明:砂浆裹附量和级配对粒石化再生骨料吸水率产生重要影响,裹附砂浆造成了再生骨料复杂多孔的表面结构,从而使得再生骨料具有独特的吸水特性。同时由于不同破碎工艺对旧水泥混凝土的破碎和砂浆处理程度不同,证明了破碎工艺的重要性。     

不同冻融介质作用下再生骨料透水混凝土力学性能试验研究

为进一步研究不同冻融介质下再生骨料透水混凝土冻融循环后的性能变化,分别以清水和3. 5wt%Na Cl溶液为冻融介质,分析比较了不同冻融环境下再生骨料透水混凝土透水系数、连续孔隙率、剩余抗压强度、CT扫描断面平均孔隙率随冻融循环次数的变化规律。试验结果表明,不同冻融介质作用下,再生骨料透水混凝土的透水系数、连续孔隙率、平均抗压强度与CT扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大,氯盐环境下更易引起再生骨料透水混凝土的冻融破坏;冻融循环作用下,再生骨料透水混凝土单轴抗压强度与CT扫描断面平均孔隙率呈负相关,可通过测量冻融后再生骨料透水混凝土孔隙率来评估其剩余抗压强度,试验成果可为进一步研究冻融环境下再生骨料透水混凝土内部孔隙结构损伤特征及破损机理提供参考依据。     

模型再生混凝土二维氯离子扩散细观数值模拟

根据再生混凝土各相介质Cl-扩散率和几何参数建立了数值模型,对模型再生混凝土二维Cl-扩散性进行数值模拟,研究了再生混凝土的Cl-扩散特性.通过变化再生粗骨料取代率、新(老)硬化水泥砂浆扩散率、老硬化水泥砂浆厚度以及界面过渡区(ITZ)扩散率对再生混凝土中Cl-扩散性能进行了对比分析.结果表明:模型再生混凝土内部Cl-浓度非均匀分布,Cl-浓度沿着扩散深度波浪式下降,再生粗骨料取代率、水泥砂浆、ITZ等的变化对Cl-浓度的影响随着扩散深度的增加而逐渐变大,且在ITZ处的影响较为明显.     

脱硫石膏对矿渣混凝土抗渗透性能的影响

研究了脱硫石膏对矿渣混凝土气体渗透和氯离子渗透性能的影响,为其在矿渣混凝土中的应用提供更多的理论依据.研究结果表明,脱硫石膏加入矿渣混凝土以后,矿渣混凝土在各龄期的抗压强度均有了一定程度的提高;掺有脱硫石膏的矿渣混凝土的气渗系数变小,抗氯离子渗透性能也得到改善.将脱硫石膏作为一种复合掺合料在矿渣混凝土中应用,有利于改善混凝土的抗渗透性能,增强耐久性,实现了2种工业副产品的资源化复合利用.     

饱和面干处理方式对再生细骨料UHPC自收缩性能的影响

饱和面干再生细骨料具有内养护效应,可以提高超高性能混凝土（UHPC）的抗裂性能。采用预湿饱和面干和外加水饱和面干处理再生细骨料（RFA）,将再生细骨料替代50%河砂,制备UHPC。研究不同处理方式获得的饱和面干再生细骨料对UHPC抗压强度、内部相对湿度及自收缩的影响,并利用MIP进行机理解释。研究结果表明,总水胶比为0.24时,与采用预湿饱和面干RFA的UHPC相比,采用外加水饱和面干RFA的UHPC,其大于50nm孔体积增多,抗压强度降低;内部相对湿度减少,自收缩增大;但其28d的抗压强度只降低了3.2%,且7d的自收缩只提高10.5%。考虑到施工的方便性,仍建议在UHPC中采用外加水饱和面干RFA。研究成果为再生细骨料UHPC的应用提供依据。     

再生集料沥青混凝土界面损伤行为特征

水泥混凝土再生集料是建筑垃圾经分选、破碎、筛分工艺处理后的天然集料替代物,包含了水泥砂浆、原生集料、水泥砂浆与原生集料复合体。沥青混凝土内部界面损伤是沥青路面开裂的主要诱因,探究再生集料对沥青混凝土内部界面损伤的影响,有利于水泥混凝土再生集料在路面工程的推广。本文研究首先采用再生集料制备再生集料沥青混凝土(recycled aggregate asphalt concrete, RAAM),将RAAM中内部界面分为水泥砂浆-沥青砂浆界面(cement mortar-asphalt mastic interface, CMI)和天然集料-沥青砂浆界面(natural aggregate-asphalt mastic interface, NAI),通过电镜扫描试验和X线计算机体层成像(X-ray computed tomography, X-ray CT)试验获取了沥青混凝土内部界面的微细观特征,并采用半圆弯曲试验和有限元模型分析了RAAM的界面力学特征。试验结果表明,再生集料中的附着水泥砂浆具有多孔结构,增加再生集料用量会加剧沥青混凝土高温压缩过程中的内部界面损伤,水泥砂浆内部、水泥砂...     

集料中石盐对混凝土耐久性的影响

集料中掺杂的石盐会使混凝土表面形成黑斑,通过干湿循环、碱集料反应、冻融循环、钢筋锈蚀等几个方面的试验,研究了集料中石盐对混凝土耐久性的影响.结果表明,干湿循环过程中NaCl结晶可使混凝土表面砂浆剥落,表面的石盐逐步迁移出混凝土,试件的体积没有明显变化.内部的石盐颗粒溶解与试验条件有关,当石盐溶解使砂浆中Cl-浓度达到一定值时,混凝土的抗冻性下降,碱集料反应过程中膨胀率增大,同时可能引起钢筋锈蚀.