建筑垃圾再生砖混透水混凝土性能研究

建筑砖混垃圾的再利用有利于节约资源和保护环境,促进中国更快实现“双碳”目标。为研究水灰比和骨料粒径对再生砖混透水混凝土抗压强度和透水系数的影响,文章以水灰比(0.28~0.32)和骨料粒径(4.75~19 mm)作为变量,探究2个变量对抗压强度和透水系数的规律。研究结果表明:一方面,再生砖混透水混凝土的抗压强度在水灰比变化时,起初会有所增强,但之后会呈现下降趋势;而随着骨料粒径的增加,其抗压强度则逐渐减弱。另一方面,该混凝土的透水系数会随着骨料粒径的增大而增加。值得注意的是,不同骨料粒径下的水灰比对透水系数的影响并非一致,存在一定的差异,骨料粒径4.75~9.5 mm和9.5~16 mm下的透水系数随水灰比增大而呈先增大后减小的趋势,而骨料粒径16~19 mm下透水系数随水灰比的增大而减小。文章研究结果可为实际工程提供参考和借鉴。

离散元设计嵌挤密实级配对再生砖混骨料水稳料性能的影响

基于三维离散元法,对再生砖混骨料级配进行优化设计,并通过击实与强度试验对比研究了设计得到的嵌挤密实级配与规范中规定的骨架密实和悬浮密实级配对水泥稳定再生砖混骨料性能的影响。结果表明:不同水泥掺量下,采用嵌挤密实级配再生砖混骨料制备的水稳料,其最大干密度、最佳含水率和7 d无侧限抗压强度介于采用骨架密实和骨架悬浮级配制备的水稳料之间,28 d无侧限抗压强度和7,28 d劈裂强度大于骨架密实和悬浮密实级配再生水稳料。当水泥掺量为3%时,嵌挤密实级配水稳料7 d无侧限抗压强度在4 MPa以上,满足规范二级及以下公路基层强度的要求。

纤维对再生砖混ECC力学性能及微观结构的影响

为促进不同粒径再生砖混骨料的多元化利用,本试验采用再生砖混细骨料完全代替石英砂,采用不同掺量聚丙烯纤维制备再生砖混工程水泥基复合材料(ECC),研究其受力破坏特征、强度影响机理及微观结构对力学性能的影响。结果表明:未掺纤维的再生砖混ECC的失效模式为脆性破坏,而掺纤维的再生砖混ECC受拉时具有明显的应变硬化特征,随着纤维掺量的增加,其抗折强度、极限抗拉强度和极限拉应变持续增大,抗压强度呈先增大后减小趋势,表现出良好的延性和韧性破坏特征;再生砖混ECC的孔隙率在11.28%~13.68%,通过SEM观察,发现纤维与再生砖混ECC黏结性能较好,纤维破坏模式主要为拔出和拉断破坏,开裂后应变硬化拉伸幅度和拉伸强度低于普通ECC混凝土;新旧浆体界面黏结性能相对薄弱,破坏时微裂缝容易在界面过渡区产生和发展。

再生砖混骨料的研究现状与应用探讨

随着我国城市建设速度的加快,大量建筑废弃物无处堆放且难以得到有效地利用。将建筑废弃物破碎筛分成砖混骨料不仅可以大幅降低工程造价,另一方面也缓解建筑废弃物处置,砂石资源短缺等问题。因此该文针对再生砖混骨料的研究现状展开探讨,总结砖混骨料的材性指标,水稳材料强度形成机理以及混凝土与水泥稳定材料掺入砖混骨料后力学性能及耐久性能的变化规律。为今后砖混骨料广泛应用于实际工程提供参考。

再生砖混骨料混凝土的干燥收缩及抗渗性研究

大规模拆迁改造过程产生了大量的建筑固废,其中大部分均含有黏土砖成分。与传统天然骨料相比,再生砖混骨料具有孔隙率大、吸水率高等特点,对用其制备的再生混凝土性能具有较大的影响。采用再生砖混骨料制备混凝土,测试其干燥收缩及抗渗性。结果表明,再生砖混骨料混凝土早期干燥收缩较明显,随龄期延长,干燥收缩率不断增大,但干燥收缩速率逐渐减小,而且在超过34 d后干燥收缩仍在持续,没有出现平缓的趋势;干燥收缩同时受水灰比及再生砖混骨料用量的综合影响;各强度等级再生混凝土的抗渗等级均能达到P10以上,再生砖混骨料的掺入不会对再生骨料混凝土的抗水渗透性能有明显的负面影响。

再生砖混骨料的基本性质及预测模型

为了进一步推广再生砖混骨料在实际工程中的应用,本文研究了不同砖混比例(0∶10、2∶8、4∶6、6∶4、8∶2、10∶0)的再生砖混骨料基本性质,并建立了再生砖混骨料基本性质预测模型。首先观察再生砖混骨料表面形貌特征,探究其微观形貌对再生砖混骨料基本性质的影响。然后系统研究了不同砖混比例对再生砖混骨料吸水率、压碎指标、表观密度、堆积密度、针片状含量、空隙率、含水率及微粉含量的影响,并一一对应建立了各基本性质的预测模型,以期在实际工程应用中快速获得再生砖混骨料的基本性质,提高效率。

基于砖含量的再生砖混粗骨料分类研究

针对目前我国再生骨料分类标准适用范围窄,难以指导高砖含量再生骨料综合利用的问题,探究了砖含量对再生砖混骨料吸水率、表观密度和压碎指标等方面的影响规律,并结合现有文献资料统计分析,建立了砖含量与吸水率和压碎指标之间的一般线性关系公式。提出将砖含量作为主要分类控制指标,表观密度、吸水率和压碎指标作为技术控制指标的砖混骨料分级分类新方法。这种方法能够有效完善现有技术标准,使之与再生砖混骨料性质相适应,更加有效地指导砖混骨料在混凝土工程中的资源化利用。

再生砖混粗骨料颗粒的形态表征与分析

本文采用图像处理技术对再生砖混粗骨料的颗粒形态进行了表征,计算并分析了各组分的高宽比、圆整度和紧凑系数等特征参数的分布情况。试验结果表明,通过颜色分析可以准确识别骨料材质,基于识别结果求得的骨料颗粒的高宽比、圆整度和紧凑系数具有相似的分布规律。砖、石、木和陶瓷4种组分中,砖和石占比较大,其特征参数也相差较小,针状颗粒少,圆整度好,而木骨料则多为针状颗粒,高宽比较大,陶瓷则由于具有较高的强度,其面积和周长相较于其余骨料最大。此外,砖、石骨料不同等效直径的级配分布基本成正态分布,能够混合形成一种级配良好的骨料。研究成果有助于揭示再生砖混粗骨料的颗粒形态特点,推动再生砖混粗骨料的研究和应用。

再生砖混骨料泡沫砂浆技术性能试验研究

砖混废弃物存量和产生量巨大,国内外研究人员开始关注其在新型墙体材料中的应用。对砖混废弃物进行骨料级配调整,并开展了发泡剂、粉煤灰、减水剂和聚乙烯醇纤维对再生砖混骨料泡沫砂浆物理力学性能的影响研究。结果表明:当发泡剂掺量由0增加到1%时,试件干密度下降最明显,降幅最大达17%,随后逐渐趋于平缓;骨料级配调整可显著降低再生砖混骨料泡沫砂浆的干密度,降幅达18.8%;按RFM-4配比(水泥360 g、水440 g、骨料1350 g、发泡剂9 g、粉煤灰90 g、减水剂4.5 g、纤维体积掺量0.09%)制备的试件符合JC/T 1062—2007《泡沫混凝土砌块》中A3.5、B10的要求。

海洋工程再生砖混骨料的性能测试及级配优化

通过对海洋工程建筑固废进行分类、并对其组成及相关性能进行测试,得到海洋工程再生砖混骨料的性能特点。结果表明,海洋工程建筑固废组成以废弃混凝土为主,含有部分碎砖,其它杂质含量较少。性能方面,其压碎值偏高,力学性能一般,有害离子含量极少可忽略其影响,空隙率较大,级配较差。根据其性能特点采用最紧密堆积密度试验对再生骨料的级配进行优化,得到海洋工程再生砖混骨料的最佳混合比例,为其在再生混凝土中的应用研究提供参考。

基于正交试验法的再生砖混透水混凝土力学性能研究

本文基于正交试验法将再生砖混骨料取代率、水泥骨料比、水灰比、砂率当作变量,研究其对再生砖混透水混凝土抗压、抗折强度和透水性能的影响程度,同时,通过综合平衡法明确了兼具强度和透水性能的再生砖混透水混凝土最优配合比。在最优配比下,再生砖混透水混凝土的抗压强度为15.7MPa(3天)和19.7MPa(7天),透水系数为0.104cm/s,揭示了再生砖混透水混凝土强度和透水性能变化机理。

砖混再生骨料制备全再生混凝土试验研究

将混凝土的粗、细骨料用MRA 100%取代配置全再生混凝土.以3种水灰比和3种浆骨比为变量,设计试验配合比.对新拌混凝土进行坍落度试验,对养护龄期为3d、7d、14d、28d和56d的试件进行抗压强度试验.结果表明,二次搅拌工艺、水灰比和浆骨比对坍落度的影响程度依次增大;MRA全再生混凝土的强度发展较为缓慢,采用降低水灰比、提高浆骨比和二次搅拌的方式能有效提高抗压强度.

预涂增强砖混再生粗骨料混凝土力学性能试验研究

采用低水灰比复合胶凝材料对砖混再生粗骨料进行预涂覆,并提出两段搅拌法对砖混再生粗骨料进行预涂覆,同时生产再生混凝土。试验研究了五种再生混凝土的物理力学性能。结果表明:在使用同等总量胶凝材料的情况下,预涂覆砖混再生粗骨料混凝土的28d抗压强度和劈裂抗拉强度分别比未涂覆砖混再生粗骨料混凝土高9.9%和7.7%;两段拌合方式对提高砖混再生粗骨料混凝土抗裂性能的改善最为显著,而预涂覆砖混再生粗骨料对提高砖混再生粗骨料混凝土不稳定断裂韧性的效果更显著。

砖混再生粗骨料及其在混凝土中的研究与应用进展

随着我国城市化进程的加速以及人们居住水平的不断改善,20世纪60年代至80年代建设的大量砖混结构建筑物面临拆除,这些砖混结构物拆除后经破碎加工而成的粗骨料中含有大量碎砖、碎瓦和低强度的混凝土,简称砖混再生粗骨料(Mixed recycled coarse aggregate,MRCA)。MRCA的高值利用是建筑固废资源化利用的研究热点。MRCA具有吸水性高、压碎指标高、空隙率高以及密度低“三高一低”的物理特性。MRCA具有较大的棱角度、表面粗糙度和分形维数,较小的圆度等颗粒形态特征。MRCA混凝土破坏主要由低强度的碎砖骨料破坏及再生粗骨料与水泥砂浆界面过渡区粘结破坏导致。采用物理和化学方法对MRCA进行强化,并通过适合的配合比设计方法和制备技术可以改善MRCA混凝土性能。再生砖骨料占比是影响MRCA混凝土工作性能、力学强度及耐久性的重要参数之一。相关学者研究了再生砖骨料含量对MRCA混凝土工作性能、力学强度及耐久性能的影响规律,并基于应力应变关系和再生砖骨料的含量提出了MRCA混凝土损伤本构关系模型,探讨了MRCA混凝土的损伤演变规律。另一些学者测试了MRCA混凝土制备的梁、板和柱等构件的受力性能和服役安全性能,探讨了MRCA混凝土应用于实际工程结构的可行性。本文基于已有文献资料,对MRCA的物理力学特性、分级分类、骨料强化以及MRCA混凝土在配合比设计、工作性能、力学强度、耐久性能及构件性能等方面进行了综合评述,分析了目前MRCA研究存在的问题并展望其应用前景,以期为MRCA的进一步利用提供研究基础。

基于人工神经网络和遗传算法的砖混再生粗骨料混凝土配合比优化设计

基于抗压强度试验、人工神经网络(ANN)和遗传算法(GA)提出了一种砖混再生粗骨料混凝土的配合比优化设计方法。首先对36组不同配合比的砖混再生粗骨料混凝土进行抗压强度试验,在此基础上建立了ANN模型用于预测混凝土抗压强度,结果表明抗压强度的预测值接近试验值。基于上述研究结果,建立了砖混再生粗骨料混凝土抗压强度与配合比的函数关系。最后,以砖混再生粗骨料混凝土的最佳性价比为目标,利用遗传算法优化了砖混再生粗骨料混凝土常见强度等级的配合比。

砖混骨料再生混凝土冻融本构模型研究

针对再生骨料中砖块含量的变化在冻融循环作用下对再生混凝土的影响,通过对再生骨料中不同砖块含量的再生混凝土进行冻融循环试验后进行单轴抗压试验,分析冻融循环对再生骨料中不同砖块含量(0、10%、20%、30%)的再生混凝土峰值应变、峰值应力的影响。给出了再生混凝土的峰值应力、峰值应变随再生骨料中砖块含量和冻融循环次数变化的规律,并建立了考虑冻融循环次数及再生骨料中砖块含量双影响因素再生混凝土本构模型。再生混凝土会由于再生骨料中砖块含量增加导致其峰值应力降低、峰值应变增加。再生骨料中砖块含量越高,对再生混凝土抗冻性的影响越大,再生混凝土可以承受的最大冻融循环次数越小。

再生混合骨料混凝土的配合比设计与力学性能研究

基于建筑废弃物不断增多和固体废弃物资源化利用的需求,制备了不同再生砖骨料替代率和水玻璃浸泡处理的再生混合骨料混凝土试件。研究了再生砖骨料替代率和水玻璃浸泡处理对试件抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。结果表明,在相同龄期下,试件的抗压强度/劈裂抗拉强度会随着再生砖骨料替代率增加而呈现逐渐减小;浸泡水玻璃试件的抗压强度/劈裂抗拉强度都会高于未浸泡水玻璃的试件,即进行浸泡水玻璃处理有助于提升再生混合骨料混凝土试件的抗压强度和劈裂抗拉强度。经过水玻璃浸泡的试件在再生砖替代率为40%时,仍然能够满足C30混凝土的抗压强度要求;再生砖替代率为20%的经过水玻璃浸泡试件的劈裂抗拉强度仍然要高于未经过水玻璃浸泡的纯再生混凝土试件(A0)。通过三次多项式拟合得到了抗压强度/劈裂抗拉强度与再生砖替代率之间的关系表达式,拟合曲线相关系数的可靠性都较高,可以初步采用关系表达式对再生混合骨料试件的抗压强度/劈裂抗拉强度进行预测。

砖混骨料再生道路水泥稳定基层的路用性能与有限元模拟研究

将建筑拆除垃圾破碎筛分成再生砖混骨料,制成水泥稳定基层并铺设试验段测试其路用性能;进一步利用有限元软件Abaqus建立三维道路结构模型,计算分析在车辆荷载作用下对再生基层与天然基层道路各结构层力学响应的影响。结果表明,与天然骨料基层相比,砖混再生基层的含水率较大、干密度较低,无侧限抗压强度及抗压回弹模量较低,导致道路回弹弯沉值增大,但具有更好的压实度和平整度;有限元模拟表明,2种基层道路各结构层在标准车辆荷载作用下力学响应相似,路面竖向最大位移与试验段检测弯沉值相符,砖混再生基层会增大路面竖向位移,却能降低面层及基层底部的拉应力。

砖混再生粗骨料混凝土力学性能及工程应用研究

采用城市砖混结构拆除建筑垃圾加工制成的再生粗骨料,用不同配合比设计方法制备了砖混再生粗骨料混凝土,研究了砖混再生粗骨料对混凝土工作性、抗压强度、弹性模量、峰值应力、峰值应变以及应力应变关系的影响。结果表明,相比较天然骨料和废弃混凝土制备的再生骨料,砖混再生骨料空隙率大,吸水率大,压碎指标高。使用附加用水量配合比方法制备的砖混再生粗骨料混凝土在力学性能上低于标准配合比方法制备的砖混再生粗骨料混凝土,但工作性能较好。随着砖混再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土的力学性能呈现不同程度的降低。当取代率为100%时,使用标准配合比和附加用水量方法制备的再生混凝土28 d抗压强度分别降低了26.1%和11.9%,弹性模量分别降低了23.9%和22.9%,峰值应力分别降低了13.0%和21.9%,峰值应变分别增大了25.3%和14.9%。工程实践表明,采用砖混再生粗骨料配制的再生混凝土可以满足中低强度等级泵送混凝土的性能要求。

砖混再生粗骨料混凝土损伤本构关系

为了研究取代率和配合比设计方法对砖混再生粗骨料混凝土力学性能的影响,采用应变等价性原理并基于Weibull函数分布建立了砖混再生粗骨料混凝土损伤本构模型,并结合分布参数与取代率的函数关系,修正了损伤本构模型,探讨了损伤变量和损伤变量发展速率与应变的关系.结果表明:本构模型曲线与试验曲线的相关性较高,模型参数a,b与取代率之间满足二次函数关系,分别反映了峰值应力、峰值应变和混凝土的脆性;砖混再生粗骨料混凝土的总损伤D由初始损伤DR和荷载损伤DC组成,掺入砖混再生粗骨料对混凝土造成了初始损伤,总损伤变量随应变增加呈S型单调递增,损伤变量发展速率呈先增大后减少的趋势;砖混再生粗骨料混凝土的配合比设计方法对其损伤程度和损伤变量发展速率有一定影响.