基于微生物矿化沉积技术的再生骨料强化改性研究

再生细骨料的性能缺陷制约了建筑垃圾的再生利用。本文通过对比试验,研究了不同胶砂比条件下,天然细骨料、再生细骨料及微生物改性再生细骨料所拌制砂浆的工作性能和力学性能。试验发现,当胶砂比为1:3时,微生物改性再生细骨料所表现出的工作性能和力学性能综合最佳。     

取代率对再生水泥胶砂强度的影响

由建筑废弃物经简单破碎筛分生产得到的再生细骨料与天然细骨料相比,其本身基本性能较差,主要体现在表观密度较小、堆积密度较小、孔隙率较大、吸水率大、含泥量高等,这些因素都使由再生细骨料配制混凝土的强度和工作性能都差于用天然骨料配制的混凝土,导致再生骨料的实际利用率较低。文中主要研究,由一定量的再生细骨料取代天然细骨料制备水泥胶砂并分析其取代率对再生水泥胶砂的抗折及抗压强度的影响。     

废弃黏土砖再生骨料对灌浆料性能的影响

基于废弃黏土砖的再生利用和水泥基灌浆料的基本性能要求,采用多种方式对废弃黏土砖再生骨料进行强化处理,并利用强化后的再生骨料替代灌浆料中的天然骨料,从废弃黏土砖再生骨料取代量方面开展对灌浆料工作性能和强度的影响研究。研究结果表明:采用水泥净浆包裹方法对废弃黏土砖再生骨料进行改性,当水泥净浆水灰比为0.45时,再生骨料吸水率最小为21.4%,压碎指标最小为30.9%;采用水玻璃浸泡方法对废弃黏土砖再生骨料进行改性,当水玻璃浓度为5%,浸泡时间为1 h时,再生骨料压碎指标最小为21.1%,对应的吸水率为23.0%;当水玻璃浸泡改性后的再生骨料取代天然骨料的量为10%~30%时,灌浆材料满足早期和后期强度高、工作性好、自密实、不离析等灌浆料的要求。     

再生细骨料的级配优化及对混凝土性能的影响

研究了再生细骨料的掺量和颗粒级配对混凝土工作性、力学性能、抗冻性能和耐久性能的影响。结果表明：再生细骨料的最佳掺量为20%,此时,混凝土的工作性和力学性能较好;采用再生细骨料（Ⅱ区粗砂）等质量替代20%天然砂配制的混凝土工作性、力学性能较优,其28 d抗压强度相比于采用天然砂的基准组提高了9%,且其抗冻性能、耐久性能与采用天然砂配制的混凝土相近。     

循环再生高性能混凝土细骨料性能研究

系统研究了由废弃混凝土二次再生制备的结构混凝土细骨料性能,分析了矿物与化学成分,依据日本JⅠSA、美国ASTM和中国GB/T25176—2010等相关再生细骨料标准对试验结果进行了等级评定,并建立了表观密度、胶砂强度与吸附砂浆含量之间的关系。结果表明:随着循环次数的增加,再生细骨料表观密度、吸水率、需水量比降低,胶砂强度比与细度模数增大,吸附的砂浆含量上升;与天然细骨料相比,首次与第二次再生细骨料中CaO的质量分数平均增长了5、10倍;再生细骨料胶砂强度与吸附砂浆含量呈二次曲线关系。不论采用什么标准,二次循环再生细骨料均满足结构混凝土用细骨料的性能要求。     

聚合物再生砂浆力学性能试验研究

建筑固废弃物尤其是废弃混凝土材料的合理化利用,有利于节约环保,实现有效循环生产。利用废弃水泥混凝土制成的细骨料,替代部分普通砂,配制不同聚合物再生砂浆,研究不同再生砂掺配率下的砂浆力学性能变化规律。研究结果表明:再生细骨料取代天然砂在一定程度上可提高再生砂浆的抗折强度和抗压强度,在再生砂替代率为80%到100%时对抗折抗压强度提高效果较为明显;当其他条件一定时,聚合物再生砂浆抗折及抗压强度随着再生骨料中未发生水化反应的水泥含量的增加而增大。     

建筑垃圾再生骨料吸水性能改善试验研究

建筑垃圾再生骨料较高的吸水率限制了其广泛应用。对再生骨料进行表面改性,使其吸水率与天然材料接近,是提高建筑垃圾资源化利用的一条技术途径。以球磨微损破碎再生骨料为研究对象,采用稀盐酸浸泡、化学浆液和水玻璃溶液浸泡三种表面改性处理方法,结果表明:盐酸浓度为2%,浸泡时间为60 min,再生骨料吸水率为2.97%,较未处理的降低了24.6%;采用硅酸盐水泥浆+10%硅粉,水胶比为0.8,浸泡时间为5 min,再生骨料的吸水率为2.42%,较未处理的降低了38.6%;水玻璃溶液浓度为5%,浸泡时间为5 h,再生骨料吸水率为2.11%,较未处理的降低了46.4%。三种方法均能有效改善再生骨料吸水性能,综合考虑处理效率,采用硅酸盐水泥浆+10%硅粉处理效果最好。     

纳米SiO_2改性再生混凝土试验研究

通过纳米SiO_2溶液、PVA溶液、水玻璃溶液及水玻璃溶液+PVA溶液浸泡再生粗骨料和在再生混凝土中掺入纳米SiO_2等方法对再生混凝土的改性进行了试验研究。结果表明,浓度为0.5%的PVA溶液和浓度为5%的水玻璃溶液浸泡再生粗骨料时改性效果较好,再生混凝土强度分别提高约7.2%、23.7%;水玻璃浓度为3%时水玻璃溶液+PVA溶液改性效果较好;纳米SiO_2溶液浸泡改性后再生混凝土强度较未改性时增加约4.4%;纳米SiO_2掺量较低时,再生混凝土强度较未掺纳米SiO_2时略有增加。     

建筑废弃物再生粗骨料表面改性试验研究

再生骨料高吸水率和低强度的特征限制了其应用。针对此,本研究使用硅酸钠溶液和硅烷溶液以浸渍改性方法对再生粗骨料进行表面改性,研究了改性剂的浓度、种类、浸渍处理时间、再生骨料的类型以及粒径对改性再生骨料性能的影响,并对表面改性机理进行了分析。结果表明,两种改性剂均可有效提高再生骨料表观密度,降低其吸水率和压碎指标。当硅酸钠溶液浓度为8%、硅烷溶液浓度为10%时,改性效果更好;原始再生骨料的性能越差,改性效果越显著;10~31.5 mm粒径再生骨料的改性效果优于5~10 mm粒径再生骨料的改性效果。硅酸钠溶液与再生骨料表面粘附的废砂浆反应生成的产物物理填充再生骨料表面孔隙和微裂缝的改性效果优于硅烷溶液在骨料表面形成憎水包裹膜层的改性效果。     

再生砂应用于干混抹灰砂浆的试验研究

采用建筑垃圾经强化工艺处理后筛分得到的粒径不大于4.75 mm的再生细骨料代替天然砂制备干混抹灰砂浆,并掺加一定量的粉煤灰进行改性,调整用水量控制其稠度在90 mm~100 mm范围内,系统研究了不同粉煤灰掺量及胶砂比对其基本性能和力学性能的影响。研究结果表明,干混抹灰砂浆的分层度、表观密度和含气量与粉煤灰掺量及胶砂比均呈现出较强的线性关系,其抗压强度随着胶砂比的减小逐渐降低,且粉煤灰掺量为10%的抗压强度在不同胶砂比条件下均达到最高。     

多因素对再生骨料透水混凝土性能的影响及其协同优化研究

研究了骨料级配、水灰比、砂率、设计孔隙率、胶骨比等因素对再生骨料透水混凝土透水系数、抗压强度与弯拉强度的影响;并通过改变水泥品种、添加增强剂、电炉渣与再生骨料复配等方式协同优化再生骨料透水混凝土透水性能、力学性能、抗冻性能、路用性能。结果表明:再生骨料透水混凝土抗压强度和透水性能影响因素主次顺序均为:设计孔隙率>骨料级配>砂率>水灰比;建议再生骨料透水混凝土设计孔隙率为10%~20%,水灰比为0.29~0.32,砂率控制在5%~10%,胶骨比为0.29;采用电炉渣可以大幅提升透水混凝土的力学性能和耐磨性能,但其透水性和抗冻性相差不大。     

再生混凝土技术性能研究

本文利用再生骨料代替天然粗骨料,细骨料采用天然砂,制备再生混凝土,试验研究了再生混凝土骨料和再生混凝土的基本性能,并对再生混凝土的造价和能耗进行研究。研究发现:再生骨料的表观密度、堆积密度均低于天然骨料,且再生骨料的吸水率、压碎指标均高于天然骨料;在再生混凝土中掺加粉煤灰和适当加大外加剂掺量对其进行改性后,再生混凝土的工作性能和力学性能达到了天然混凝土的水平;添加粉煤灰后的C30、C40再生混凝土造价和能耗明显低于天然混凝土;用废弃混凝土作再生粗骨料,并掺入适量粉煤灰生产的再生混凝土能耗低、CO2排放量小,节能环保。     

含砖再生细骨料的性能及其胶砂性能的研究

以再生红砖细骨料与再生混凝土细骨料的质量占比分别为25%、35%、50%、65%、75%配制成5种含砖再生细骨料;研究了红砖含量25%、50%、75%再生细骨料的颗粒级配、有害物质含量、微粉和泥块含量、坚固性、压碎指标、表观密度及堆积密度和空隙率等物理指标;研究了5组再生胶砂需水量及抗压、抗折强度,建立了红砖含量和胶砂需水量以及强度之间的关系。试验结果表明：再生细骨料各物理指标随着再生细骨料中红砖含量的增加均有不同程度下降。再生胶砂需水量比最高达到1.98,再生胶砂需水量和红砖含量成线性正相关;再生胶砂抗压、抗折强度较基准胶砂均有不同程度降低,最小强度比为0.59,再生胶砂抗压强度和红砖含量呈高度线性负相关。     

再生粗、细骨料对混凝土透气性能的影响

采用C30混凝土制备的再生粗、细骨料对不同强度等级及不同置换率再生混凝土进行了抗透气性能试验研究.结果表明：当粗骨料为再生粗骨料、细骨料为天然砂时,再生粗骨料置换率对再生混凝土透气系数的影响较小;当粗骨料采用天然碎石时,再生细骨料置换率对再生混凝土透气系数的影响较大,其透气系数随着再生细骨料置换率增加而增大.     

再生细骨料混凝土材料性能与结构行为研究评述

国内外采用再生粗骨料制备再生骨料混凝土技术已较为成熟,已有成功的示范工程应用,在一定程度上缓解了工程对天然粗骨料的需求。然而,占再生骨料总质量约4%～60%的再生细骨料难以高效利用,造成资源浪费,加剧天然砂短缺趋势。文章基于大量的文献研究,旨在深入剖析再生细骨料混凝土材料与结构性能,揭示包括工作性能、力学性能和结构行为在内的再生细骨料混凝土性能特征,找出内在劣化规律,提炼再生细骨料混凝土应用和研究的目标和方向,为安全推广再生细骨料混凝土应用提供理论基础和研究依据。研究表明,再生细骨料的微观孔隙是造成再生细骨料混凝土性能复杂性的主要原因;再生细骨料对混凝土的工作性能和力学性能有不利影响,但通过调整水灰比和减水剂用量等方式,可以达到良好的工作性能和力学性能;相比相同抗压强度等级的天然骨料混凝土,再生细骨料混凝土的抗拉强度和弹性模量较低;再生细骨料混凝土构件的正截面承载能力与天然骨料混凝土构件相近,但其抗剪性能和与钢筋的锚固性能有待进一步研究。     

粉煤灰对建筑垃圾再生细骨料干混砂浆性能的影响

为拓宽建筑垃圾资源化的应用途径,对建筑垃圾进行破碎和筛分处理,将得到的再生细骨料作为细集料,以水泥作为胶凝材料,粉煤灰作为矿物掺合料,制备干混砂浆。研究了天然河砂与建筑垃圾再生细骨料基本物理性能的异同。研究发现,在用水量相同时,再生细骨料干混砂浆的抗折强度和抗压强度明显高于天然河砂干混砂浆;当粉煤灰掺量为10％时,干混砂浆的力学性能最优,干混砂浆的28d抗折强度为7．81MPa,抗压强度为41．06MPa;粉煤灰掺加量占胶凝材料10％～25％时,对干混砂浆力学性能影响不大,可以作为干混砂浆的基本配比参数应用。     

再生细骨料自密实混凝土试验研究

基于全计算法配合比设计方法设计了再生细骨料自密实混凝土的配合比。通过研究其工作性能,在满足工作性能的情况下,确定最终配合比,并对力学性能进行了测试。试验结果表明,通过合理调整砂率和外加剂的用量,能够利用建筑垃圾再生细骨料制备出满足要求的自密实混凝土;短龄期的再生细骨料自密实混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度要低于普通天然砂自密实混凝土,但经过长龄期标准养护后,再生细骨料自密实混凝土的强度和强度增长率均有提高。在90 d龄期下,再生细骨料自密实混凝土基本接近普通混凝土。     

纳米SiO2改性再生粗骨料混凝土改性机理及力学性能研究

以纳米SiO₂分散液浸泡法改性再生粗骨料，通过宏观力学和微观结构分析，揭示了纳米SiO₂改性再生粗骨料的机理，研究了纳米SiO₂分散液浓度、浸泡时间对再生粗骨料混凝土强度的影响规律。试验结果表明：随着纳米SiO₂分散液浓度与浸泡时间的增加，再生粗骨料(RCA)吸水率与压碎值显著下降。最终得到的最优改性条件为2%纳米SiO₂分散液浓度和浸泡时间48 h，在此条件下再生粗骨料混凝土的28 d抗压强度较未改性再生粗骨料混凝土(RAC)提升了31.8%，达到天然粗骨料混凝土的87.8%；弹性模量提升了43.7%，达到天然粗骨料混凝土(NAC)的93%；抗折强度较天然粗骨料混凝土高出5.7%，当纳米SiO₂分散液浓度超过2%且浸泡时间多于48 h，会因纳米粒子聚集对改性效果产生负面影响。最终通过扫描电子显微镜(SEM)成像与差热-热重分析(DSC)证实了纳米SiO₂改性再生粗骨料混凝土性能提升的机理。     

再生细骨料水泥砂浆的力学性能研究

为了研究再生细骨料水泥砂浆的力学性能,设计了11种不同再生细骨料取代率的水泥砂浆标准试块进行轴心受压试验研究(取代率从0～100％,中间级差10％),观察了再生细骨料水泥砂浆的破坏形态,并获取了其极限强度等力学性能指标,同时对天然细骨料和再生细骨料的各物理指标进行试验测定.试验研究结果表明:再生细骨料与天然细骨料相比,...     

利用再生粗骨料制备C60混凝土的技术与性能研究

利用自制改性剂对再生骨料进行改性处理后,再生骨料全部取代天然粗骨料制备C60混凝土,分别研究了不同配合比的混凝土的力学性能及耐久性。结果表明:经自制改性剂处理后,再生粗骨料物理性质得到明显改善,制备出的C60再生混凝土,较未经改性的再生骨料,7d强度提升了近18%,28d强度提升了约34%,与天然骨料的水平相当;其28d氯离子渗透性能、抗冻性及收缩率均在现行标准规定范围之内。