砖-砼混合再生砂在水泥砂浆中的应用研究

伴随着现代化步伐逐渐跟进,“垃圾围城”的现象也越来越严重。尤其是在近十年来房地产行业焕发新春,对于楼房建设、旧房改造等的需求不断增添,这是人民生活水平提高到结果。但是与之而来的,是不断攀升的建筑垃圾产量。而其中最为主要的建筑垃圾就是砖块、混凝土干涸后的碎块。为了保证建筑过程中实现资源循环有效利用,推动可持续发展进程。砖-砼混合再生砂逐步在建筑过程中崭露头角。其作为一种重要的可再次利用的材料,势必将会在未来的建筑资源回首利用方面发挥重要意义。文章将重点从这类材料入手,对其应用价值、应用方式进行相关研究,为建筑垃圾循环化、资源化、利用化研究提供一定的参考支持。

砖砼混合再生粗骨料混凝土力学性能研究

随着我国城市规模的不断扩大,大批既有建筑面临拆迁,由此产生的建筑垃圾体量巨大,对废弃建筑垃圾进行回收利用不仅是时代所需,并且对于保护环境、节约资源、发展生态建筑具有重要意义。通过试验,研究分析了不同体积比的砖砼混合再生骨料混凝土的力学性能。结果表明:(1)对于砖砼混合再生骨料混凝土而言,再生砖骨料占比越大,混凝土强度降幅越大,再生砖骨料占比对混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响更为显著。(2)再生砖骨料占比为30%和50%时,再生混凝土的28 d抗折强度分别为4.7 MPa和4.5 MPa,已接近水泥混凝土道路相关规范要求,如采取有效技术手段对再生骨料或再生混凝土进行增强,有望使砖砼混合再生骨料混凝土用于道路工程的面层。(3)混凝土抗折强度与抗压强度符合良好的二次函数关系,混凝土劈裂强度与抗压强度符合良好的幂函数关系,混凝土劈裂强度与抗折强度符合良好的指数函数关系。

混合再生骨料材料性能试验研究

将再生砖、再生混凝土骨料按不同的体积比进行掺配,对混合再生骨料的性能以及材性指标的相关性进行了研究分析。结果表明:随着再生砖骨料占比增大,混合再生骨料的表观密度和松散堆积密度均呈减小趋势;混合再生骨料的吸水率和压碎值随再生砖骨料占比的增大呈增大趋势。表观密度、松散堆积密度、吸水率、压碎值与再生砖骨料占比均服从良好的二次函数关系。表观密度-压碎值、堆积密度-压碎值、表观密度-吸水率、堆积密度-吸水率存在非线性负相关关系,吸水率-压碎值、堆积密度-表观密度存在非线性正相关关系,材性指标间均服从良好的二次函数关系。

混合再生骨料混凝土基本力学性能研究

为研究以废弃混凝土块体和废弃粘土砖块体完全替代天然骨料制备的混合再生骨料混凝土的基本力学性能,对设计预期强度为C40的再生混凝土立方体试块进行了轴压试验,测得试块的抗压强度、横向应变。通过试验结果分析了混合再生骨料混凝土的破坏特征、抗压强度、应力-应变关系、弹性模量的变化规律,发现混合再生骨料混凝土立方体的破坏形态与天然骨料混凝土基本相似,且再生骨料的存在及替代率大小对破坏形态影响不大;但再生骨料替代率对混凝土的基本力学性能有较大影响,随着废弃粘土砖骨料替代率的增加,废弃混凝土骨料替代率的下降,混合再生骨料混凝土的抗压强度逐渐下降,仅在全部废弃混凝土块体替代下可按原强度等级使用;随着替代率增加,当替代率在0%~80%时,弹性模量降低,但在80%~100%时出现一个突变,即替代率为100%时弹性模量相较80%时有所提升。

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。

混合再生散度模型的参数估计

随着社会信息化的发展数据的种类越来越多样化,在实际的数据分析中相对于同质总体,异质总体更具有普遍性,所以混合回归模型是最重要的统计数据分析工具之一。再生散度模型是一种比指数族分布更加广泛的分布,适用性更强。基于此,提出混合再生散度模型,对方位参数进行建模,并通过EM算法研究该模型参数的极大似然估计。同时,通过随机模拟和实例研究说明该模型和方法是有效和有用的。

新-旧SBS改性沥青混合再生规律

室内采用延时RTFOT自制R_((20-30))、R_((10-20))老化沥青,再分别使用I-D、I-C、I-B三类原样SBS改性沥青对R_((10-20))老化沥青进行混合再生,研究新SBS改性沥青种类以及掺量对混合再生SBS改性沥青25℃针入度、135℃旋转粘度以及车辙因子(G^(*)/sinδ)的影响。试验结果表明,添加不同针入度等级的新SBS改性沥青均能有效恢复老化SBS改性沥青的常规性能与流变性能指标,且新SBS沥青的针入度等级越高,掺量越大,恢复效果越明显。根据研究结果分别以25℃针入度、135℃旋转粘度与G^(*)/sinδ作为目标参数建立了SBS改性沥青再生调和方程。实体工程试验结果表明,混合再生SBS改性沥青各项性能指标的计算值与试验实测值的相对误差均小于10%,建立的SBS改性沥青再生调和方程可指导实体工程应用。

砖-砼混合再生砂在水泥砂浆中的应用研究

随着拆改项目的增加,砖-砼混合再生砂在建筑垃圾再利用中的比例越来越大。文中对砖含量为30%的砖-砼混合再生砂进行各项性能指标试验,并分析不同砖含量和取代率对水泥砂浆性能的影响。试验结果表明:砖-砼混合再生砂品质较差,应根据相关规范慎重使用;砖含量和取代率的提高会降低砂浆保水率、稠度和7d抗压强度;砖含量的变化对砂浆性能的影响比取代率变化造成的影响大。

砖-砼混合再生骨料在道路基层中应用的级配优化设计

研究了砖-砼混合再生骨料在道路基层中应用的级配优化设计。利用振动压实试验模拟和量化再生骨料的砖组分在应用中再次破碎的情况,从而对级配进行优化处理,使其贴近级配中值,并通过贝雷法验证优化和振动压实后的级配,效果良好。

基于路用性能的热再生沥青混合料RAP掺量研究

为解决沥青路面热再生技术中RAP掺量受限,提高沥青混合料再生利用效益,对热再生沥青混合料的RAP掺量开展了研究。首先,从试验材料的性能测试着手,严格控制试验材料的质量,对7种不同RAP掺量下再生沥青混合料进行详细的配合比设计;然后通过高温车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁低温弯曲试验和间接拉伸疲劳试验,综合测试不同RAP掺量下AC-20型再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和疲劳耐久性等4类路用性能;最后,采用灰色关联度分析方法,确定了RAP掺量与路用性能评价指标之间的关联程度。结果表明:(1)随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的高温性能逐渐提高,水稳、低温和疲劳性能逐渐下降,并且其高温、低温和水稳性能的评价指标均在30%~40%的RAP掺量范围内加速变化,而疲劳性能的评价指标在40%~50%RAP掺量范围内加速变化;(2)灰色关联度分析显示RAP掺量与再生沥青混合料的动稳定度联系最为紧密,因此其高温性能对RAP掺量变化最为敏感;(3)根据再生沥青混合料路用性能评价指标与RAP掺量的灰色关联度分析结果,并结合路用性能随RAP掺量增加的变化规律以及沥青路面结构层功能,综合确定本批AC-20型再生沥青混合料中RAP合理掺量范围为35%~40%。

基于内聚力模型的再生沥青混合料低温断裂性能研究

内聚力模型(CZM)在沥青混凝土开裂研究中得到了广泛应用,但采用内聚力模型对再生沥青混凝土断裂的研究还很少。本文采用随机算法和坐标控制法建立包含旧集料和新集料的再生沥青混合料半圆弯拉模型,将模型分为集料同分布模型和集料随机分布模型两类。研究-10℃时不同RAP掺量(0、25%、50%、75%、100%,质量分数)对再生沥青混合料SCB试件应力强度因子K_(IC)、断裂能G_(F)和抗裂指数I_(CR)的影响。研究结果表明:无RAP掺入的SCB试件具有较好的断裂性能;随着RAP掺量增大,应力强度因子K_(IC)、断裂能G_(F)和抗裂指数I_(CR)均减小,表明RAP的掺入会削弱沥青混合料的低温断裂性能;采用有限元模型得到的断裂参数与室内试验结果一致;相比于集料同分布模型,集料随机分布模型各评价指标的变异性系数整体更大,表明集料分布状态对开裂结果有一定影响;当计算样本足够多时,这两类模型获得的抗裂参数变化规律一致,可有效评价再生沥青混合料断裂性能。

温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能研究

为研究再生SBS改性沥青混合料(RAP)掺量和温拌剂种类对温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能的影响,通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验分析了在RAP掺量为0,10%,30%,50%,Sasobit温拌剂掺量为3.0%和Evotherm温拌剂掺量为2.0%的温拌SBS改性再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳性能,并通过灰色关联度分析RAP掺量对两种温拌再生沥青混合料路用性能的影响。结果表明,RAP的掺入可以极大地改善温拌再生沥青混合料的高温性能,但不利于其低温抗裂性能和水稳定性能。不同RAP掺量的沥青混合料对各项路用性能影响程度大小排序均为:水稳定性能<低温抗裂性能<高温稳定性能。在RAP掺量为30%时,掺入Evotherm温拌剂的再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能、水稳定性能优于掺入Sasobit温拌剂的再生沥青混合料。

再生沥青混合料拌和均匀性识别与机理分析

为探究再生沥青混合料(RAP)拌和过程中的均匀性特征变化规律,考虑拌和时间和RAP料老化程度因素,选择二氧化钛粉末作为RAP料示踪剂,在实验室内制备掺有质量分数40%RAP料的再生沥青混合料,并建立均匀性指标评价再生沥青混合料均匀性特征.通过计算机断层扫描技术(CT)获取沥青混合料数字图像,并对图像进行基于Mimics软件的组分识别,最终建立关于组分和结团的均匀性评价体系.结果表明:粗集料分布情况对混合料拌和均匀性的影响最大,其次是沥青和孔隙分布情况;延长搅拌时间有利于提高再生沥青混合料的拌和均匀性,然而拌和过程中形成的新结团又会阻碍拌和均匀性的改善.考虑组分和结团的均匀性评价体系可以有效揭示再生沥青混合料拌和均匀性特征变化规律,为建设高质量再生沥青路面提供参考.

寒区低温环境下泡沫沥青冷再生混合料性能研究

我国西藏、青海等省区全年气候寒冷,平均气温低,昼夜温差和年温差大,冻融循环频繁,公路建设普遍面临着生态环境脆弱、建筑材料数量匮乏且质量较差等问题。针对上述寒区气候特点,采用5℃、10℃、22℃、40℃、60℃和110℃分别模拟低温、室温、中温和高温养生条件下泡沫沥青冷再生混合料现场养生条件,基于室内试验分析了寒区低温环境温度对泡沫沥青冷再生混合料力学性能、路用性能、耐久性能的劣化影响;进而基于数字图像处理技术和工业CT无损检测技术,探讨了养生温度对泡沫沥青冷再生混合料内部泡沫沥青分散性状及微细观空隙结构的影响规律。结果表明:随着养生温度升高,泡沫沥青冷再生混合料的单轴贯入强度、无侧限抗压强度、动态回弹模量等力学指标均呈指数函数关系增大;相较于标准养生条件,在低温条件下拌和、养生的泡沫沥青冷再生混合料,其高温稳定性、抗反射裂缝性能及抗疲劳性能下降明显,并且环境温度越低,泡沫沥青冷再生混合料的综合路用性能降低幅值越大。升高养生温度后,泡沫沥青在破坏试件界面的分散面积增大,微细观空隙直径减小,并且微细观空隙结构中体积小于0.05 mm3的空隙占比增大。养生温度对泡沫沥青冷再生混合料的作用机理主要在于提高养生温度对泡沫沥青分散性状的促增作用和微细观空隙结构的细化作用。建议在泡沫沥青冷再生路面施工期间加强施工和养生期间的温度控制,并且结合寒区施工季节温度调整室内配合比设计养生温度。本研究成果可为泡沫沥青冷再生技术在寒区的推广应用提供借鉴。

不同RAP掺量下热再生沥青混合料性能衰变规律

本文采用自主研发的全寿命分析仪对沥青混合料分别进行0、4、8、12个月的模拟老化,采用冻融劈裂试验、动态蠕变试验和半圆弯曲试验,研究不同RAP掺量下热再生沥青混合料长期老化后各项性能的衰变规律.结果表明:在12个月模拟老化后,RAP掺量为30%时沥青混合料的流变次数达到最大,RAP掺量的提高使得TSR衰减幅度变大且断裂能下降.50%RAP掺量时再生料TSR衰减幅度比新拌料大7.9%,流变次数和断裂能较新拌料分别减少38.6%和61.7%.长期老化作用下RAP掺量对沥青混合料疲劳寿命衰减的影响不明显,但会降低其应力敏感性.

二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料性能的影响

为了量化分析现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料性能的影响,基于常规力学性能试验、Overlay Tester反射裂缝试验、低应变水平下的四点弯曲疲劳试验,对比分析了现场铺筑上覆热拌沥青混合料前后乳化沥青冷再生芯样与室内马歇尔试样的力学性能差异。量化分析了现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料力学性能及耐久性能的增强效果,并基于工业CT无损检测技术,分析了现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料微细观空隙结构的影响规律。结果表明:现行规范推荐的马歇尔二次击实方法并不能很好地模拟现场实际压实状况,现场二次热压实对乳化沥青冷再生混合料力学性能、抗反射裂缝性能和抗疲劳耐久性能均有明显增强作用;现场压实乳化沥青冷再生混合料内部的大空隙数量和等效空隙直径均小于马歇尔击实成型,二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料空隙级配影响显著;现场二次压实作用对乳化沥青冷再生混合料力学性能和疲劳性能的改善机理在于二次压实作用增强了乳化沥青冷再生混合料密实度,降低了微细观空隙直径,改善了微细观空隙级配。

基于热再生沥青混合料的半柔性路面材料性能研究

对热再生沥青混合料半柔性路面材料进行相关性能研究,运用CAVF法设计出具有单一粒径(9.5~13.2 mm)且空隙率为28%的母体混合料,通过沥青析漏和混合料飞散试验确定其母体混合料最佳沥青用量,并试验确定再生剂最佳掺量;最后通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、车辙试验及劈裂疲劳试验等,分析评价不同RAP掺量再生半柔性路面材料性能,结果表明,半柔性路面材料性能优异,虽伴随RAP料掺量的增加,其疲劳性能、高温性能、低温性能及灌浆率有所下降,但都符合现行规范相关要求。控制好RAP料的掺量,热再生沥青混合料半柔性路面材料具有良好的灌浆率、优异的高温稳定性、水稳定性及抗疲劳性能,能够满足道路在重载交通和夏季高温等情况的使用要求。

水反应型全比例冷再生沥青混合料的路用性能研究

针对常规热拌再生沥青混合料应用时工序繁杂的问题,采用再生AC-20C矿料级配制备了水反应型全比例冷再生沥青混合料、热拌再生沥青混合料和泡沫沥青再生混合料,并对比了3种再生沥青混合料的性能。研究结果表明:水反应型全比例冷再生沥青混合料的性能优于泡沫沥青再生混合料,接近热拌再生沥青混合料。水反应型全比例冷再生沥青混合料7 d的马歇尔稳定度和动稳定度分别可达9.52 kN、4 228次/mm,其水稳定性能、低温抗裂性能和疲劳耐久性能均满足现行施工技术规范对热拌沥青混凝土的要求。随着时间的推移,反应型稀释剂与固化剂的交联络合反应会持续进行,水反应型全比例冷再生沥青混合料的物理力学性能也会持续增强。

基于Superpave法和平衡设计法热再生沥青混合料性能优化设计

沥青混合料回收利用是路面养护中旧料有效利用的方式。我国目前主要采用马歇尔设计方法进行热再生沥青混合料配合比设计,但该方法的指标体系与实际性能缺乏关联性。为解决这一问题,引入了国外设计沥青混合料的方法(Superpave法和平衡设计法)进行热再生沥青混合料设计。根据不同沥青混合料回收料掺量、再生剂制备了9种再生沥青混合料。通过开展汉堡车辙试验、半圆弯拉试验和冻融劈裂试验研究了沥青混合料的抗车辙、抗开裂和水稳定性能。试验结果表明基于Superpave法确定的最佳沥青含量制备的再生沥青混合料抗裂性能无法满足规范要求。其中,芳香烃再生沥青混合料对改善抗开裂性能效果最佳。将平衡设计法用于热再生沥青混合料设计可获得高性能的热再生沥青混合料,各项性能均满足规范要求,为我国热再生沥青混合料的广泛应用提供了一种设计方法。

钢渣再生沥青混合料路用性能及抗滑性能研究

沥青路面回收料(reclaimed asphalt pavement,RAP)的再利用可以减少天然集料的消耗、降低环境污染,但高RAP掺量的再生沥青混合料(recycled asphalt mixture,RAM)存在着路用性能不足的问题,需要提高RAP的利用效果和质量。文中采用RAP和钢渣集料取代天然集料,以环氧沥青作为胶结料,制备钢渣RAM。设计不同RAP掺量的RAM,在最佳油石比条件下,对RAM的体积性能、力学性能、抗水损害性能、高温抗车辙性能及抗滑性能进行研究。对比研究不同RAP掺量、不同固化温度及时间下,RAM的路用性能变化规律。结果表明,钢渣集料和环氧沥青胶结料有利于提高RAM的力学性能、抗水损害性能,并显著提高抗车辙性能。在120℃下保温5 d后,RAM-40比RAM-100的马歇尔稳定度高30.2%,3种RAM的动稳定度均超过8000次/mm。