可持续发展战略与再生混凝土技术的发展

随着我国经济的快速发展和城镇化建设进程的加快,基础建设规模越来越大,一方面拆除旧建筑产生了大量的建筑垃圾,另一方面每年消耗大量的用于浇筑混凝土的骨料,因而带来了一系列自然资源使用加速、环境污染、能源消耗和难于可持续发展的问题。再生骨料及再生混凝土技术是解决这个矛盾的有效手段之一。通过实验以及对国内外大量文献的分析与研究,对再生骨料及再生混凝土开发利用的必要性、国内外发展现状及开发利用情况等诸多方面进行了的分析。     

再生混凝土在水利工程中的应用

再生混凝土在水利工程中的应用还比较少,利用现场拆下的废弃混凝土,对废物进行再利用,对原混凝土力学性能、再生混凝土的力学性能进行测试,同时针对水利工程的特殊性,对再生混凝土的耐久性能进行测试,同时与普通混凝土进行对比测试。     

骨料侵蚀程度对再生混凝土力学性能的影响研究

以不同骨料侵蚀程度和再生粗骨料取代率为变量,研究了再生混凝土的力学性能。试验分为3组,再生粗骨料的侵蚀程度分别为未侵蚀、交替侵蚀3次和6次,再生粗骨料取代率分别为0、25%、50%、75%、100%。利用再生混凝土单轴抗压试验方法,分析了再生混凝土的吸水率及力学性能。研究结果表明,骨料侵蚀程度和再生粗骨料取代率对再生混凝土的吸水率、抗压强度、峰值应变、应力-应变等有较大影响。     

再生骨料的基本物理力学性能试验研究

再生骨料的物理力学性质是影响其运用范围、再生混凝土性能的本质因素。通过对公路废弃混凝土所制成的再生骨料和天然骨料同时进行物理力学性能试验研究,获得了骨料的表观密度、吸水率、压碎值、磨耗损失和针片状颗粒含量值。通过对再生骨料和天然骨料的试验结果进行对比分析发现,再生骨料除了针片状颗粒含量值会略优于天然骨料,其他四种物理力学性质均比天然骨料差,但两者的差异性不大。     

早期受冻对再生骨料水工混凝土力学性能的影响研究

力学性能是影响再生骨料在水工混凝土领域广泛应用的重要因素,同时也是学术界所关注的重要领域。此次研究通过室内对比实验的方式,探讨了早期受冻对再生骨料水工混凝土力学性能的影响。结果显示,与普通混凝土相比,早期受冻对再生骨料混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响更大,需要在工程施工中格外注意保温措施。在3 d龄期之后,受冻对再生混凝土力学性能并无更大的影响。     

再生粗骨料混合砂混凝土配合比的设计与基本力学性能试验研究

随着城镇改造规模的增大,原建筑物和构筑物拆除产生了大量的废弃混凝土。而废弃混凝土中含有大量的可再次利用的砂石骨料,如果能将它们合理地回收利用,生产出再生粗骨料混合砂混凝土用到新的建筑物上,不仅能降低工程成本,节省天然资源,缓解骨料供求矛盾,还能减轻废弃混凝土对环境的污染,使其成为可持续发展战略的一个重要组成部分。此次研究的再生混凝土中的粗骨料均为再生粗骨料(占比为100%),混合砂由天然细砂和再生砂按照6∶4的配比混合而成。阐述了对再生粗骨料混合砂混凝土配合比的设计与基本力学性能试验进行的研究。     

再生混凝土耐久性研究进展

再生混凝土耐久性研究对于发展和推广再生混凝土技术,建立资源节约型、环境友好型社会具 有重大意义。在参阅近几年国内外相关研究文献的基础上,综述了再生混凝土耐久性研究已经取得的 进展,并结合其进展总结了改善再生混凝土耐久性的方法。结论为再生混凝土的耐久性在抗碳化、抗冻 性、抗氯离子渗透性、抗硫酸盐腐蚀性、抗水渗性等方面较普通混凝土有一定的弱化,可采用减小水灰比、 添加粉煤灰及其他掺和料等方式加以改善,并建议加快建立骨料分级和再生混凝土的相关试验标准。     

钢纤维碱矿渣再生骨料混凝土的制备及性能研究

为了解决混凝土早期强度低、热稳定性差的问题,通过添加再生骨料与钢纤维制备了一种碱矿渣再生骨料混凝土,本文分析了再生骨料与钢纤维的掺入对混凝土力学性能的影响。结果表明：混凝土抗压强度、劈裂强度与抗折强度随着再生骨料掺入量的增加均呈下降趋势,抗压强度与抗拉强度随钢纤维掺量的增多先增加后降低,钢纤维掺量为0.6%时,强度达最大值;试件的抗折强度随着钢纤维含量的增加而增加。研究结果为混凝土制备提供参考。     

再生细骨料对混凝土力学性能及抗冻性能研究

再生细骨料是废弃混凝土再加工的产物。为了促进再生细骨料的工程应用,采用不同再生细骨料取代率,对混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和评定抗冻性能的动弹性模量及质量损失率进行研究。结果表明,再生细骨料取代率越大,混凝土抗压强度下降趋势越明显;经28 d 养护后,龄期对再生混凝土抗压强度影响不显著;掺加了再生细骨料的混凝土,其劈裂抗拉强度普遍高于对照组,劈裂抗拉强度随着再生细骨料取代率的增加呈现出先增大后减小的趋势,取代率达到20％后,劈裂抗拉强度趋于稳定;通过构建抗压强度及劈裂抗拉强度间关系,提出了再生细骨料作用下混凝土劈裂抗拉强度与抗压强度的经验回归公式;同时,随着冻融次数的增加,再生细骨料取代率越大,混凝土的动弹性模量下降率及质量损失率也随之增大,冻融次数达到75次,部分试块出现冻坏现象,较高再生细骨料取代率的混凝土表现出较差的抗冻性能。     

再生混凝土基本力学性能试验研究

采用预湿水法和裹浆法两种骨料处理方式,与普通法对比,研究了粗骨料处理方式对再生骨料混凝土强度的影响,以及水灰比和龄期对其强度的影响.结果表明:再生粗骨料混凝土能达到天然骨料混凝土的强度要求;可以通过改善再生粗骨料来提高再生混凝土的强度;降低水灰比会提高再生混凝土强度,但当再生混凝土的强度到达一定程度之后,对混凝土强度的提高效果不明显;再生混凝土的强度随龄期的增加而增加,强度增长与龄期呈对数关系;再生混凝土的抗拉强度为抗压强度的1/8～1/20,与抗压强度的关系和天然骨料混凝土的劈拉-抗压关系相似.     

火灾后再生混凝土型钢构件力学性能研究

针对国内废弃混凝土循环利用率低的问题,本文通过对再生骨料混凝土的研究,结合H型钢混凝土柱刚度大、承载力高、抗震性能好等特点,制备了H型钢再生混凝土(H-RC)柱,对其火灾后的粘结性能及轴压性能展开分析研究。研究结果表明:随再生细骨料(RFA)替代率的提高,再生混凝土立方体抗压强度逐渐降低;试件的质量损失率随着RFA取代率的增加而逐渐增大,同时构件的火灾抗裂性能降低。试件的受火温度越高,质量损失越严重。RFA取代率100%试件的压缩变形呈明显的三阶段,最终的破坏荷载稳定在55%～65%极限荷载;受火温度的升高能明显降低,H-RC构件的承载力及型钢与混凝土之间的粘结力,取代率100%的H-RC构件易压缩。研究结果对于合理评估火灾后型钢混凝土结构的力学性能具有重要意义,旨在推动再生混凝土在建筑中的大量运用。     

混凝土再生粉复合锰渣的胶凝性试验研究

原材料各组分对胶凝材料性能的影响较大,为此,探讨混凝土再生粉、锰渣、Na2SO4的掺量及水灰比对砂浆力学性能的影响,并采用吸水动力学法测定砂浆的孔结构参数(孔均匀系数、平均孔径、干表观密度),同时测定高温后砂浆的力学性能。结果表明:砂浆中掺入适量的Na2SO4、混凝土再生粉、锰渣或降低水灰比,均有利于提高砂浆的抗折强度,在早期较为显著,对后期的影响较小;适量的锰渣掺量有利于提高砂浆的抗压强度和耐高温性能; Na2SO4、混凝土再生粉、锰渣和水灰比都能在一定程度上改变砂浆的孔径分布,细化孔结构。因此,适量混凝土再生粉、锰渣、Na2SO4的掺入或降低水灰比,有利于提高砂浆的抗折/抗压强度和耐高温性能,细化砂浆孔结构。     

硫酸盐侵蚀作用下再生混凝土耐久性研究

为了研究不同再生粗骨料(RCA)取代率在干湿循环条件下对再生混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,设计了再生粗骨料取代率为0、20%、50%与100%的4组配合比,分别检测混凝土质量损失率、相对动弹模量和剩余抗压强度。同时采用电子显微镜扫描(SEM)和EDS技术,对硫酸盐侵蚀后再生混凝土微观结构变化及生成产物进行了分析。结果表明:在硫酸盐侵蚀过程中,再生骨料掺量是影响再生混凝土质量损失率、相对动弹模量和剩余抗压强度的重要因素。随着再生粗骨料的增加,再生混凝土经过硫酸盐侵蚀以后质量损失率增大,剩余相对动弹模量减小,抗压强度降低。再生粗骨料的掺入会削弱混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,掺量越大削弱效果越明显。     

混合再生骨料混凝土配制技术试验研究

以废弃砖骨料和废弃混凝土骨料混合使用替代天然骨料制备混凝土,即为混合再生骨料混凝土.试验研究再生砖骨料和再生混凝土骨料不同替代率条件下水灰比、砂率、用水量等因素对混合再生骨料混凝土立方体抗压强度的影响,总结得出混合再生骨料混凝土的最佳配合比和最佳成分比.     

基于ANSYS的再生砖粗骨料混凝土梁受弯性能有限元分析

为深入了解再生砖粗骨料混凝土梁的受弯性能,通过ANSYS有限元分析软件,对不同再生砖粗骨料替代率和不同纵向受拉钢筋配筋率的混凝土梁受弯性能进行了模拟分析。结果表明:混凝土梁的有限元计算结果与试验结果吻合较好,有限元数值分析可以有效的模拟再生砖粗骨料混凝土梁的受弯性能;再生砖粗骨料替代率和纵向受拉钢筋配筋率对混凝土梁的极限弯矩与跨中极限挠度影响显著,再生砖粗骨料影响系数k在配筋率为1.01¹.48%范围内时稳定较好。     

基于CT的再生骨料生态多孔混凝土细观结构分析

为了研究以再生骨料为粗骨料的大孔径多孔混凝土的细观结构,将混凝土看作由骨料、砂浆基质、界面过渡区及孔隙等组成的多相复合材料.利用医用CT对试件进行扫描,获得CT图像和CT值等数据.分别考虑了不同预设孔隙率和不同再生骨料替换率的影响,采用Matlab图像处理技术对多孔混凝土各相组分进行直观表征,同时分别采用CT法和孔隙率...     

冻融循环后全级配混凝土及其湿筛混凝土的力学性能比较

对全级配混凝土试件及其湿筛混凝土试件分别进行0、50、100、150、200、250和300次快速冻融循环试验。观察冻融后试件外观的变化情况,测定冻融循环后全级配混凝土和湿筛混凝土的抗压强度与抗拉强度,讨论了冻融循环对抗压强度、抗拉强度及其应力应变关系的影响。试验发现,冻融循环后全级配混凝土的外观破损情况较湿筛混凝土严重得多。试验结果表明,随冻融次数增加,全级配混凝土与湿筛混凝土的抗压强度与抗拉强度均明显降低,但全级配混凝土的降低值较湿筛混凝土的降低值大,特别是抗拉强度,降低幅度更大。两种混凝土单轴压应力应变曲线峰值应力点随冻融循环次数增加逐渐向右下方偏移,曲线形状变得扁平,而其单轴拉应力应变曲线峰值应力点随冻融循环次数增加逐渐向左下方移动,曲线变短。通过对试验结果的分析,建立了全级配混凝土和湿筛混凝土之间单轴压及单轴拉关系的数学公式,可以为寒冷地区大坝、海洋平台等的设计、维修、维护及其寿命预测等提供理论依据。     

聚丙烯纤维长度对水泥稳定再生集料力学特性影响的研究

为了研究纤维长度对水泥稳定再生集料力学性能的影响,开展了无侧限抗压试验、劈裂抗拉试验,并结合脆性对纤维在水泥再生集料中的力学性能进行评价。试验结果表明：1）纤维的掺入一定程度上会降低水泥再生集料的强度;2）纤维的掺入明显增加了水泥再生集料的脆性,并且当掺入纤维长度为 12 mm 时,其改善脆性的效果最好。综上可得,12 mm 为聚丙烯纤维在水泥稳定再生集料中的最优长度。     

再生砖骨料植生混凝土植生试验研究

为了研究再生砖骨料植生混凝土的植物生长特性,在前期透水性和强度性能研究基础上,进行植生试验。植生试验采用上置式与中置式结合的方式,分别采用清水浸泡、FeSO4溶液处理进行降碱,在不同孔隙率的混凝土上种植狗牙根,观察比较植生效果,确定进一步优化的适于再生砖骨料植生混凝土植草绿化的条件,以便应用于不同工程环境。试验发现,不同植生条件得到不同的植生效果,其工程可行性还有待于实际工程检验。     

高贝利特水泥混凝土的力学性能研究

针对混凝土大坝存在的“无坝不裂”问题，采用国家“九五”重点科技攻关成果-高贝利特水泥，研制了一种新型的抗裂性能较好的高性能大坝混凝土。对高贝利特水泥混凝土力学性能(包括强度性能、弹性模量、极限拉伸变形和体积变形性能等)试验结果进行分析，并与三峡工程目前使用的高性能大坝混凝土的力学性能进行的对比，说明高贝利特水泥混凝土具有良好的力学性能，抗裂能力稍优，是一种新型的高性能大坝混凝土，可望在今后的大坝混凝土工程或其它大体积混凝土工程中得到推广应用。