城市垃圾熔渣再生混凝土耐久性能的试验研究

为了研究城市垃圾熔渣细骨料以及废弃混凝士粗骨料再生利用的可能性,着眼于城市垃圾熔渣再生混凝土的耐久性能,试验以100%再生粗骨料以及垃圾熔渣细骨料替代天然碎石和砂子制备再生混凝土,探讨了城市垃圾熔渣再生混凝土的耐久性能之一抵抗冻融循环的能力.冻融循环试验用混凝土以水灰比O.45、0.65为变动因素.试验结果表明,城市垃圾熔渣再生混凝土(简称RS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0.45、0.65时的耐久性指数分别降低5.3%和7.9%,但都能满足评价冻融循环抵抗性的最低指标.     

废旧砖再生骨料混凝土配合比设计的试验研究

以建筑垃圾废旧砖为原材料制作再生粗骨料和再生细骨料部分取代天然粗骨料和天然细骨料,以粉煤灰和矿粉部分取代水泥配制废旧砖再生骨料混凝土,采用正交试验设计方法进行废旧砖再生骨料混凝土的抗压强度试验,采用极差分析和方差分析确定出各因素影响再生黏土砖混凝土强度的显著性.试验结果表明:最佳配合比为A_2B_2C_2D_3;四因素对混凝土抗压强度影响主次顺序为再生粗骨料取代率,粉煤灰取代率,再生细骨料取代率,矿粉取代率;各因素不同水平对再生骨料混凝土强度影响的规律为,混凝土抗压强度随再生粗骨料取代率、粉煤灰取代率和再生细骨料取代率的增大而减小;矿粉取代率在25%时,其强度最大.     

再生混凝土耐久性的试验研究(Ⅱ.再生混凝土的中性化试验)

探讨再生骨料循环利用的可能性,对再生骨料制备的混凝土的各种性能,包括再生混凝土的力学以及耐久性能等方面做进一步的了解和深化。对再生混凝土的耐久性能之一,即再生混凝土抵抗中性化(碳化)能力,做了基础性试验研究。试验以100%再生骨料替代天然碎石和砂子制备再生混凝土试件,在二氧化碳浓度为(5±0.2)%的试验箱里促进中性化26周。试验结果,100%全再生混凝土与普通混凝土试件相比,抵抗中性化能力差,中性化几乎以3倍的速度增长。     

硅灰强化再生混凝土抗压强度尺寸效应

为研究水泥外掺硅灰浆液强化再生骨料对再生混凝土立方体抗压强度尺寸效应 的影响,以水泥外掺硅灰浆液水胶比、再生骨料取代率和试件几何尺寸为试验参数,完成了 240个再生混凝土立方体试件的抗压试验. 结果表明：采用水胶比为1.0的水泥外掺硅灰浆液 强化处理再生骨料对再生混凝土立方体抗压强度的提升和尺寸效应的降低幅度均最大. 随着 再生骨料取代率的增加,立方体抗压强度尺寸效应呈增强趋势,100%再生骨料取代率下尺寸 效应度约为普通混凝土的1.4倍;采用水泥外掺硅灰浆液强化处理再生骨料可降低尺寸效应, 强化处理后再生混凝土立方体抗压强度尺寸效应度较未处理试件降低了约 19.2%. 建立了尺 寸效应律计算公式,可用于再生混凝土立方体抗压强度的分析计算.     

把握再生混凝土质量,提高使用价值的分析研究

将废弃混凝土再利用解决环境污染问题,但加工成再生骨料制作成再生混凝土存在不少缺陷制约其推广运用。研究再生粗骨料的不同取代率情况下混凝土的工作性、力学性能和耐久性能。结果表明,在使用再生粗骨料取代部分天然粗骨料对混凝土的流动性、黏聚性和保水性影响不大,混凝土体积密度有所降低,混凝土坍落度保留值略有增加;随着取代率的提高,抗压强度和抗折强度有下降趋势;分析改进再生混凝土性能对提高混凝土质量、环境保护有利。     

再生混凝土耐久性的试验研究Ⅰ.再生混凝土的冻融循环试验

在实验室预制C20普通混凝土,28 d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再生混凝土,探讨了再生混凝土的耐久性能--抵抗冻融循环的能力.耐久性试验用混凝土水灰比质量分数分别为45%,65%.结果表明,100%再生混凝土（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,相对动弹性系数和耐久性系数分别降低6%和9%,但都能满足评价冻融循环抵抗性的最低指标.     

改性钢管全再生粗骨料混凝土短柱的轴压试验

为了最大化利用再生骨料,以硅粉和钢纤维掺量为主要变化参数设计了20个圆形和方形截面钢管全再生粗骨料混凝土短柱构件进行轴压试验,观察了短柱的受力全过程和破坏形态,获取了构件的荷载―变形全过程曲线,分析了硅粉和钢纤维掺量对其承载性能的影响,试验结果表明:混凝土中的粗骨料全部采用再生骨料会降低钢管再生混凝土柱的峰值承载力及峰值应变,可以采用硅粉的填充效应及活性和钢纤维对裂缝的内部约束来改善钢管全再生骨料混凝土柱的性能,经改性后的钢管全再生骨料混凝土柱的性能和普通钢管混凝土柱的性能相当,硅粉掺量为10%、钢纤维体积掺量为1.5%的钢管全再生骨料混凝土的峰值承载力超过了普通钢管混凝土柱。并采用现有计算理论及规程计算公式对构件的承载力进行了计算和比较,得到各规程在计算钢管全再生骨料混凝土承载力时的适用性,规程EC4和试验数据更接近。     

废弃纤维再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应试验

目的研究再生骨料取代率、废弃纤维掺入量和混凝土强度等级对废弃纤维再生混凝土立方体试件劈裂抗拉强度的尺寸效应.方法对15组边长为100 mm、150 mm、200 mm的立方体试件进行劈裂抗拉试验,通过尺寸效应度评价各参数对尺寸效应的影响规律;采用最小二乘法,验证经典尺寸效应理论模型对废弃纤维再生混凝土的适用性.结果随着再生骨料取代率的增加,劈裂抗拉强度尺寸效应增加;随着废弃纤维掺入量的增加,劈裂抗拉强度的尺寸效应先减小后增加,当废弃纤维掺入量为0. 12%时,尺寸效应现象较小;混凝土的强度等级越高,强度的尺寸效应现象越明显;两种经典尺寸效应理论试验数据的拟合相关系数介于0. 946～0. 999.结论废弃纤维再生混凝土的劈裂抗拉强度存在尺寸效应现象,与普通混凝土随强度等级的变化规律一致,Bazant尺寸效应理论无切口情况修正和Carpinteri分形尺寸效应适用于废弃纤维再生混凝土尺寸效应的分析.     

再生混凝土骨料咬合及剪力传递机理

通过预裂再生混凝土push-off试件的裂缝处剪力传递性能试验,研究了再生混凝土裂缝处骨料咬合及剪力传递性能.结果表明:再生混凝土裂缝处剪力传递性能总体上与普通混凝土较为接近;约束刚度越大,试件的剪力传递强度越高;再生混凝土强度越高,试件的剪力传递强度有一定的提高;相同混凝土强度下,随着再生粗骨料取代率的提高,试件剪力传递强度略有降低.借鉴Walraven的理论,并考虑再生混凝土的细微观结构与再生粗骨料的几何特点,得到了再生混凝土中的骨料咬合模型.试验中各试件的剪力传递强度值与相关理论计算值吻合良好.     

不同配比再生骨料混凝土的力学性能

以不同配合比的再生混凝土为研究对象,通过抗压强度和劈裂抗拉强度试验分析再生骨料对再生骨料混凝土两种强度变化规律的影响.采用OriginPro 8.5数据分析软件对抗压和抗拉强度进行初步数学函数模拟.结果表明:当再生粗骨料掺量为0%、50%时,再生细骨料使得抗压强度或劈裂抗拉强度变化幅度大,不宜选择;当再生粗骨料掺量为15%、30%时,混凝土劈裂抗拉强度和抗压强度变化都相对平稳;再生粗骨料掺量为15%时混凝土抗压强度相对较高,30%时劈裂抗拉强度相对较高,可根据再生混凝土使用的具体情况来选择.     

再生骨料掺量对透水混凝土性能的影响

再生透水混凝土是一种环保型、节材型建筑材料,符合我国当前循环经济与环境保护的发展需求,但目前其性能的研究尚不充分,推广应用还受限制.采用以废弃预制混凝土梁构件为再生骨料来源,通过破碎、筛分获得再生粗骨料,配制再生骨料透水混凝土,以取代率及粒级为变化参数,设计了5组配合比.通过试验,获取再生粗骨料的物理性能指标及再生透水混凝土的抗压强度、劈拉强度、孔隙率、透水系数等性能指标,分析了再生骨料透水混凝土的强度、孔隙率及透水之间的关联关系.结果表明,再生粗骨料24h吸水率比天然骨料高约11倍;再生骨料透水混凝土的孔隙率为14.2%~20.44%,透水系数为0.19~0.46cm,且透水系数随着孔隙率的增加而提高;掺入再生粗骨料的透水混凝土抗压强度随着取代率的增加而提高,替代率为30%时,提高幅度最大;采用双粒级骨料,可提高抗压强度35.4%,但透水性能随之下降.     

再生粗骨料替代率对再生混凝土力学性能影响

为研究19~26.5 mm粒径范围内的再生粗骨料等质量替代同粒径范围内天然粗骨料的再生混凝土的力学性能影响,采用再生粗骨料替代率为0~100%等质量替代天然粗骨料拌制了11种C30混凝土,对不同替代率下的新拌混凝土进行了抗压和劈裂拉伸试验。结果表明:再生混凝土的抗压、劈裂拉伸破坏形态与普通混凝土基本一致。当再生粗骨料替代率分别为60%和0时,再生混凝土的抗压强度与劈裂拉伸强度分别达到最大。研究结果可为再生粗骨料应用于混凝土中提供指导和借鉴。     

废弃混凝土试块掺合型再生混凝土抗冻性试验研究

采用改变粉煤灰和再生粗骨料在废弃混凝土试块掺合型再生混凝土中的取代率,对再生混凝土的抗冻性能进行了试验研究,探索不同粉煤灰和再生粗骨料取代率分别对再生混凝土质量损失率、抗压强度损失率以及相对动弹性模量的影响。试验结果表明:一方面,粉煤灰对再生混凝土在受到冻融破坏时有不同程度的改善和增强作用;另一方面,不同再生粗骨料取代率配制的再生混凝土,其质量损失率较小,然而抗压强度损失率、相对动弹性模量下降率增加明显,再生粗骨料取代率80%的抗压强度损失率比30%的提高了180.5%,再生粗骨料取代率100%比取代率为30%的相对动弹性模量降低了21.8%。     

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。     

再生混凝土抗压强度及工作性能的影响因素分析

用重量比为C20∶C30∶C35∶C40∶C45=1∶4∶3.5∶0.5∶1的混掺废弃混凝土试块制作了再生粗、细骨料,采用正交试验对比分析了水灰比、再生粗骨料取代率、再生细骨料取代率、搅拌工艺4个因素对再生混凝土抗压强度及工作性能的影响规律,并采用极差归纳了其各因素对再生混凝土抗压强度和工作性能的影响.结果表明:掺加100%再生粗骨料和50%的再生细骨料能满足C30强度等级要求及和易性要求,再生粗骨料的取代率对强度影响最明显.     

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。     

基于试验二维随机骨料再生混凝土抗压强度研究

制作42个再生混凝土立方体试块并测试其立方体抗压强度,基于二维随机骨料理论推导符合试验用粗骨料级配的二维骨料分布曲线,生成二维随机骨料混凝土有限元模型模拟其抗压强度并与试验结果进行对比.结果表明:再生混凝土抗压强度总体上随再生粗骨料取代率的上升而降低,但再生粗骨料取代率为50%时,试验与有限元模拟结果均存在强度升高的变异现象.随着再生粗骨料取代率的上升,再生混凝土抗压强度峰值应力对应的平均应变有所延后.     

钢纤维再生混凝土抗折强度尺寸效应试验研究

通过5组再生骨料取代率和4组钢纤维体积掺量小梁试件的四点弯曲试验,研究了再生骨料取代率和钢纤维掺量对再生混凝土抗折强度及尺寸效应的影响.结果表明:各规格小梁试件的抗折强度均存在尺寸效应,随再生骨料取代率的增加,再生混凝土抗折强度尺寸效应呈先增大后降低的规律,取代率为75％小梁试件抗折强度尺寸效应约分别为取代率为0和100％试件的1.32倍和1.09倍.钢纤维掺量对再生混凝土抗折强度尺寸效应有一定影响,当掺量为0～0.75％时,钢纤维掺量越大,尺寸效应越明显,钢纤维掺量分别为0、0.25％和0.50％时,试件抗折强度尺寸效应约分别为钢纤维掺量0.75％试件的77％、85％和94％.钢纤维掺量较大时,钢纤维掺量对尺寸效应的影响较弱,钢纤维掺量为0.75％试件抗折强度尺寸效应度约为1.00％掺量试件的99％.提出了再生混凝土抗折强度尺寸效应律计算公式,可用于再生混凝土抗折强度的分析计算.     

高品质再生粗骨料混凝土配合比优化

目的研究胶凝材料用量、胶水质量比和再生粗骨料取代率对高品质再生粗骨料混凝土工作性和力学性能的影响,对其配合比进行优化后,以实现再生骨料的最大化工程应用.方法采用线性回归拟合方法,依次考虑再生粗骨料混凝土的抗压强度和原材料成本,保证再生粗骨料混凝土在不同强度等级下可以满足力学性能以及原材料最低成本要求.结果再生粗骨料混凝土的用水量-取代率以及抗压强度-胶凝材料用量/胶水质量比均表现出较好的线性关系;相比较天然粗骨料混凝土,其用水量最大增幅仅为7.1%,28d抗压强度最大差值仅为6.4MPa,且配合比优化后的原材料成本最大降幅达31.3%,可用于制备强度等级为C20~C40的再生粗骨料混凝土.结论优化后的高品质再生粗骨料混凝土配合比具有很好的工程适用性和经济性,有效地扩大了再生粗骨料的使用范围.     

富含砖粒再生混凝土的抗渗性试验

以富含40%~50%砖粒的再生粗骨料取代率为主要参数,采用渗水高度法对再生粗骨料取代率为0、40%、50%、60%的再生混凝土进行抗渗试验.建立再生粗骨料取代率与渗水高度及相对渗透系数比值的关系模型,研究再生粗骨料取代率对再生混凝土抗渗性的影响.研究表明:在试验条件相同的情况下,再生粗骨料取代率与渗水高度及相对渗透系数比值成二次多项式关系.总体来说,再生混凝土的抗渗性低于普通混凝土,但基本满足抗渗要求;特别在再生粗骨料取代率为40%时,再生混凝土的抗渗性甚至优于普通混凝土,这表明富含砖粒再生混凝土能够与普通混凝土一样用于同样的工程结构中.