再生粗骨料对再生混凝土力学性能及碳化性能的影响

与天然骨料相比,再生粗骨料来源复杂且基本性能不稳定,对再生混凝土性能影响较大,因此再生混凝土的应用是工程界十分关注的问题。在普通混凝土的基础上,研究了再生粗骨料的取代率及品质差异对再生混凝土力学性能及碳化性能的影响,研究结果表明:随着RCA取代率的增加,RAC的力学性能及抗碳化性能逐渐降低,且劣于天然骨料混凝土性能,高品质RCA混凝土性能明显优于普通品质RCA混凝土,以掺量100%为例,高品质RCA混凝土比普通品质RCA混凝土抗压强度提高了24.1%,用水量降低了5.6%,碳化深度提高了29.3%;与天然骨料混凝土相比,抗压强度分别降低了5.4%、23.8%,用水量提高了6.1%、12.4%,碳化深度分别提高了29.3%、72.5%。     

再生粗骨料强化处理工艺对再生混凝土性能的影响

分别采用物理强化、化学强化和物理-化学复合强化三种不同的强化方式对简单破碎再生粗骨料进行强化处理,并采用100%取代天然碎石制备再生粗骨料混凝土,研究了不同强化处理后的再生粗骨料对混凝土工作性能、力学性能、抗渗透性能和抗碳化性能的影响。结果表明,经过强化处理的再生粗骨料混凝土的各项性能均有不同程度的提高,其中经二次物理强化处理后的再生粗骨料混凝土的用水量较天然碎石混凝土仅增加了6kg/m3,其抗压强度也达到最高值,接近于天然碎石混凝土;经二次物理强化和化学浸渍复合强化处理后的再生混凝土氯离子扩散系数降低了13.6%;三种不同的强化方式处理后,再生混凝土的碳化深度和碳化速度均有所降低。     

建筑垃圾再生粗骨料不同取代掺量对再生混凝土性能的影响

采用由建筑垃圾回收制成的再生粗骨料配置再生混凝土,研究由废弃混凝土回收的再生粗骨料不同取代掺量取代天然骨料对配置的再生混凝土性能影响,研究结果表明:随着再生粗骨料掺量的增加,RAC的抗压强度逐步降低,而碳化深度却逐步增加。当再生粗骨料掺量在50%以内时,其抗压强度及碳化深度与普通混凝土基本相同;当再生粗骨料掺量超过50%时,其抗压强度明显降低,碳化深度明显增大。     

Ⅰ类品质再生粗骨料混凝土抗碳化性能试验研究

采用建筑垃圾中的废弃混凝土制备出Ⅰ类品质再生粗骨料,并按照不同的取代率替代天然粗骨料制备再生混凝土,研究了不同水泥用量体系下Ⅰ类品质再生粗骨料的取代率对再生混凝土抗碳化性能的影响。结果表明,再生混凝土的抗碳化性能随着再生粗骨料取代率的降低和水泥用量的增加而逐渐增强,且逐渐接近于天然骨料混凝土;当水泥用量为500kg/m3且取代率为60%时,其碳化深度相比天然骨料混凝土仅增加0.3mm;再生混凝土中再生粗骨料的取代率不宜过高,最大取代率宜选择在40%~60%之间。     

双掺再生骨料混凝土工作性及力学性能试验研究

为了解决环境污染与资源紧张的问题,利用建筑垃圾中的废弃混凝土制备再生粗骨料和再生细骨料,分别按照不同的取代率替代天然骨料以双掺的形式制备再生混凝土。研究结果表明,双掺再生骨料混凝土的工作性及力学性能要差于天然骨料混凝土;随着再生细骨料和再生粗骨料取代率的增大,其用水量显著增多,各个龄期的抗压强度逐渐降低,但这两种性能均呈现出较好的线性关系;当双掺再生骨料的取代率均达到100%时,相比天然骨料混凝土,其用水量增多22.1%,抗压强度降低19.2MPa,线性相关系数均在0.942以上;再生混凝土应用时,双掺再生骨料的取代率均不宜大于50%。     

再生粗骨料预湿用水量对再生保温混凝土抗压强度的影响研究

对再生保温混凝土(RATIC)用再生粗骨料(RCA)的吸水规律进行了试验分析,提出适用RATIC的一种用水量计算方法。通过改变再生粗骨料的取代率和预湿用水量,研究不同取代率下不同预湿用水量的再生粗骨料对再生保温混凝土抗压强度的影响。研究结果表明:再生保温混凝土再生粗骨料取代率为30%、50%时,抗压强度随着再生粗骨料预湿用水量的增加而降低;当再生粗骨料取代率为70%、100%时,抗压强度随着再生粗骨料预湿用水量的增加而提高。研究表明这种再生保温混凝土用水量计算方法可用于再生保温混凝土配合比设计。     

双掺再生粗细骨料混凝土抗碳化性能试验研究

抗碳化性能是衡量再生混凝土耐久性的一项重要指标。采用正交试验方法 ,探讨了水胶比、再生粗细骨料取代率以及拉应力水平对再生混凝土碳化深度的影响规律。结果表明,随着再生粗骨料取代率的增大,再生混凝土28天抗压强度降低,当取代率为60%时,再生混凝土抗碳化性能较好;随着再生细骨料取代率的增大,再生混凝土抗碳化性能降低,当取代率低于40%时,28天抗压强度满足设计要求;随着拉应力水平提高,再生混凝土的碳化深度增大;双掺再生粗细骨料后,再生混凝土的碳化深度与时间的平方根呈线性关系,抗碳化性能劣于天然混凝土。     

再生骨料CO_2强化及其对混凝土抗压强度的影响

采用高浓度CO_2气体强化再生粗骨料(RCA)得到了CO_2强化再生粗骨料(CRCA),通过试验测试了天然粗骨料(NCA)、RCA和CRCA的物理力学性能,并分别制备了NCA+RCA,NCA+CRCA,RCA+CRCA混凝土.结果表明:对于相同的级配,CRCA的表观密度、堆积密度、吸水率和压碎指标均介于RCA和NCA之间;用CRCA取代RCA配制混凝土可提高其抗压强度,且提高幅度随取代率(体积分数)的增加而增大;用CRCA取代NCA配制混凝土会降低其抗压强度,且降低幅度随取代率的增加而增大,但是,当取代率小于50%时,混凝土的抗压强度不会显著降低.     

再生粗骨料品质和取代率对再生混凝土抗压强度的影响

通过简单破碎制得Ⅱ类再生粗骨料(JP),并经过一次颗粒整形得到准Ⅰ类再生粗骨料(YK),再进行二次颗粒整形获得Ⅰ类再生粗骨料(EK)。研究再生粗骨料不同品质(JP、YK、EK)和不同取代率(φz=0、20%、40%、60%、80%、100%)取代天然骨料(TR)对再生混凝土的用水量和抗压强度的影响。结果表明,再生混凝土的用水量随着取代率的增大而增大;掺入不同品质的再生粗骨料对再生混凝土的抗压强度影响差别很大,当φz≥40%时,JP再生混凝土抗压强度降低幅度较大,YK再生混凝土抗压强度没有较大幅度的降低,而EK再生混凝土的抗压强度先小幅升高后降低,当φz=100%时,28d抗压强度仅降低1MPa。     

再生细骨料混凝土工作性能和力学性能试验研究

分别采用不同品质的I类、II类和III类再生细骨料按照不同的取代率制备再生细骨料混凝土,通过试验重点研究再生细骨料的品质和取代率对不同水泥用量体系下混凝土工作性能和力学性能的影响。研究结果表明,相比于天然河砂混凝土,再生细骨料混凝土拌合物的用水量明显较大,混凝土的抗压强度也较低,但随着再生细骨料品质的提升和取代率的降低,再生细骨料混凝土的工作性能和力学性能明显得到改善,当水泥用量为500 kgm3且I类再生细骨料取代率为25%时,其混凝土的用水量仅增加1.2 kgm3,抗压强度仅降低5.4%。最后由试验结果可以得出:在制备低强度等级的混凝土时再生细骨料的取代率宜取到50%;制备高强度等级的混凝土则应选取I类品质的再生细骨料,且其取代率不宜大于25%。     

陶瓷粗骨料再生混凝土碳化规律试验研究

研究了在快速碳化条件下碳化龄期、立方体抗压强度、陶瓷粗骨料取代率对陶瓷再生混凝土的碳化深度的影响。结果表明:用陶瓷粗骨料取代天然粗骨料,会加重混凝土的碳化程度;此外,通过回归,建立了混凝土碳化深度与混凝土抗压强度、取代率和碳化时间之间的关系的混凝土碳化深度预测模型。     

再生粗骨料取代率对混凝土各项性能的影响

利用不同品质的3种再生粗骨料,研究了再生粗骨料取代率对混凝土的工作性能、力学性能及干缩性能的影响.结果表明,利用再生粗骨料取代碎石,高品质再生粗骨料可以使碎石混凝土的性能得到改善,而低品质再生粗骨料则降低碎石混凝土的性能,且再生粗骨料取代率不宜超过50%.     

考虑粗骨料品质和取代率的再生混凝土抗压强度计算

再生混凝土的粗骨料表面存在硬化砂浆和大量的界面结构,致使其抗压强度较普通混凝土的有所降低,且受压破坏情况更为复杂。为建立一个普遍适用的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式,试验中采用不同再生粗骨料品质、不同取代率的再生混凝土,研究了胶水比、再生粗骨料的品质和取代率对再生混凝土抗压强度的影响,并分析了再生粗骨料吸水率、表观密度和压碎指标等品质特征参数和其影响因子的相关性。在普通混凝土Bolomey抗压强度公式的基础上,建立了考虑骨料品质和取代率的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式,并与常用的抗压强度计算公式的计算结果进行了误差比较。研究结果表明:再生粗骨料混凝土抗压强度与胶水比、取代率之间均呈线性关系,并且再生粗骨料的品质对再生混凝土抗压强度影响显著;误差分析表明,与试验结果相比,普通混凝土Bolomey抗压强度公式的最大误差约为16.51%,考虑有效胶水比的再生粗骨料混凝土抗压强度的最大误差约为36.33%,而考虑再生粗骨料品质差异和取代率的再生混凝土抗压强度的最大误差仅为4.90%,具有较高的精度和较好的适用性。     

考虑粗骨料品质和取代率的再生混凝土抗压强度计算

再生混凝土的粗骨料表面存在硬化砂浆和大量的界面结构，致使其抗压强度较普通混凝土的有所降低，且受压破坏情况更为复杂。为建立一个普遍适用的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式，试验中采用不同再生粗骨料品质、不同取代率的再生混凝土，研究了胶水比、再生粗骨料的品质和取代率对再生混凝土抗压强度的影响，并分析了再生粗骨料吸水率、表观密度和压碎指标等品质特征参数和其影响因子的相关性。在普通混凝土Bolomey抗压强度公式的基础上，建立了考虑骨料品质和取代率的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式，并与常用的抗压强度计算公式的计算结果进行了误差比较。研究结果表明：再生粗骨料混凝土抗压强度与胶水比、取代率之间均呈线性关系，并且再生粗骨料的品质对再生混凝土抗压强度影响显著；误差分析表明，与试验结果相比，普通混凝土Bolomey抗压强度公式的最大误差约为16.51%，考虑有效胶水比的再生粗骨料混凝土抗压强度的最大误差约为36.33%，而考虑再生粗骨料品质差异和取代率的再生混凝土抗压强度的最大误差仅为4.90%，具有较高的精度和较好的适用性。     

再生粗骨料品质和取代率对再生混凝土抗冻性能的影响

在普通混凝土抗冻性能的基础上,利用快速冻融法研究再生粗骨料品质和取代率(0%,50%和100%)对再生混凝土抗冻性能的影响.研究结果表明:普通混凝土的抗冻性能高品质再生粗骨料混凝土普通品质再生粗骨料混凝土,取代率为100%时,经250次冻融循环后,普通品质再生粗骨料混凝土的质量损失率达到5%,相对动弹性模量60%.     

碳化增强再生骨料对混凝土性能的影响

采用碳化处理提高再生粗骨料和细骨料的性能,研究了其对再生骨料自身物理性能,以及对再生骨料混凝土抗压强度、干燥收缩、抗氯离子渗透性能及孔结构的影响。结果表明:与未碳化增强的再生粗骨料相比,碳化增强后的再生粗骨料吸水率和压碎值分别减小了17.9%和25.8%,再生细骨料的需水量比从125%降低至119%;碳化增强后50%和100%再生骨料掺量的混凝土90 d抗压强度分别提高了36.7%和47.6%。相比采用未碳化增强的再生骨料制备的混凝土,采用碳化增强再生骨料配制的混凝土干燥收缩和抗氯离子渗透性能均更优,但仍较天然骨料混凝土差;碳化增强后再生骨料混凝土的孔隙率较低,孔径更细化,有碳酸钙生成,界面过渡区结构更致密。     

不同取代率再生粗骨料混凝土的力学性能

系统研究了坍落度相同的情况下再生粗骨料取代率对混凝土基本性能的影响.试验中再生粗骨料的掺入量分别为0,30%,50%,70%和100%,通过调节用水量使各组混凝土达到相同的坍落度.主要研究了达到相同坍落度时混凝土的用水量以及再生粗骨料取代率对混凝土坍落度、立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、峰值应变和泊松比、弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响.试验结果表明,再生粗骨料取代率对上述各性能指标均有一定影响,但程度不同.同时发现,除劈裂抗拉强度和抗折强度外,普通混凝土各基本力学性能指标间的关系不适用各种再生骨料取代率的混凝土.     

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.     

颗粒整形对再生粗骨料混凝土工作性和强度的影响

试验研究了简单破碎再生粗骨料和颗粒整形再生粗骨料40%,70%和100%取代天然骨料,对混凝土工作性和强度的影响.结果表明:在相同取代率情况下,简单破碎再生粗骨料混凝土用水量较多、强度较差,颗粒整形再生粗骨料混凝土的用水量比简单破碎再生粗骨料混凝土显著降低,强度明显提高;随着取代率的增加,简单破碎再生混凝土的用水量增加较多、强度下降较大,而颗粒整形再生混凝土用水量略有增加且强度稍有降低,但是完全取代时的用水量和强度仍接近天然粗骨料混凝土.     

再生粗细骨料混凝土基本力学性能试验研究

试验中配制了不同水灰比、粗骨料取代率、细骨料取代率的再生混凝土,对其进行了基本力学性能试验,测试了立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度,考察了受压破坏过程与破坏形态,分析了再生粗、细骨料、水灰比对再生混凝土破坏形态及抗压强度等的影响。试验结果表明:再生粗骨料、细骨料配制的再生混凝土的破坏形态与普通混凝土破坏形态相似;再生混凝土的抗压强度随着水灰比、再生粗、细骨料取代率的增大而降低;当再生粗骨料取代率大于75%时,再生混凝土抗压强度较普通混凝土有显著下降;当再生细骨料取代率小于30%时,再生细骨料对再生混凝土抗压强度的影响很小;当再生混凝土完全使用再生粗、细骨料时,各水灰比下再生混凝土抗压强度较普通混凝土下降了36%~42%;通过回归分析,提出了再生混凝土劈裂抗拉强度及轴心抗压强度与立方体抗压强度的换算公式。