再生骨料表面残留附着砂浆含量统计

再生骨料表面残留的附着砂浆是再生骨料与天然骨料的主要区别,也是劣化其力学性能的根本原因。为了获得再生骨料表面残留的附着砂浆含量,建立了基于图像分析技术的附着砂浆含量统计方法,统计了不同粒径范围内的再生骨料表面附着砂浆含量,系统研究了再生骨料粒径对附着砂浆含量的影响,通过高温-低温循环试验处理同粒径范围的再生骨料,论证了图像分析方法的适用性和可行性。研究结果表明:图像分析方法是一种高效、安全的统计方法,可以用来统计再生骨料表面残留的附着砂浆含量;在骨料粒径为10.0~31.5 mm内,附着砂浆含量介于35.94%~38.99%;粒径为16.0~20.0 mm内的再生骨料表面残留附着砂浆含量最低,相对其他粒径具有较高的质量和性能;在设计再生混凝土配合比时,应适当增加该粒径范围内的再生骨料含量,以降低附着砂浆对再生混凝土力学性能的劣化影响。

建筑垃圾再生骨料的特性及改性方法研究进展

从黏附砂浆、界面过渡区、裂纹损伤这3个方面介绍了建筑垃圾再生骨料(RCA)的特性,并分析了RCA对混凝土性能的影响。基于此,总结了近年来常见的建筑垃圾再生骨料改性方法,如酸化改性、化学浆液改性、纳米技术改性、碳化改性、微生物矿化改性、复合技术改性等,并分析了其改性机理,可为建筑垃圾资源化利用和再生骨料的性能提升研究提供参考。

建筑再生骨料强化方法研究进展

随着我国城市化进程的加速,大量的危房、旧房进行拆除重建,产生了大量废旧混凝土等建筑垃圾。当前建筑垃圾的排放不仅造成了大量土地资源的浪费,还对环境造成了二次污染。另一方面,混凝土行业对砂石等骨料的需求日益增加,天然砂石的消耗及开采对生态环境的影响也是一个亟待解决的问题。因此,如何使建筑垃圾作为再生骨料利用成为当前关注的热点问题之一。建筑固废破碎后直接作为再生骨料使用,常存在孔隙率大、吸水率高、强度低等缺点,导致其所制备的再生混凝土强度较低、耐久性较差。因此,再生骨料在混凝土中的有效利用受到了限制。为此,研究者们对再生骨料改性开展了系统性的研究,以期实现资源的再利用。再生骨料的强化手段可分为去除黏附砂浆和强化黏附砂浆两类方法,去除黏附砂浆强化手段主要包括酸处理强化、机械研磨处理强化、热处理强化、热研磨处理强化、物理自净强化等方法,相比于强化黏附砂浆方法,去除黏附砂浆存在能耗大、强化不全面等缺陷。强化黏附砂浆主要包括微生物矿化强化、碳化处理强化、矿物掺合料改性强化和聚合物浸渍强化等方法,微生物矿化强化再生骨料效果最为显著,该方法主要是利用微生物矿化现象产生碳酸钙沉淀对孔隙进行填充,具有无污染和能耗低的特点,但该方法强化因素不易控制;矿物掺合料改性强化再生骨料是利用矿物掺合料与再生骨料表面氢氧化钙发生二次反应对骨料表面孔隙进行填充,加上纳米级颗粒的填充作用完成强化,性能提升明显,但在工程应用上常因条件控制不佳而影响强化稳定性;总之,各种强化方法各有利弊,单一的强化手段效果往往不佳。因此,应对两种或两种以上的强化方法进行复合,扬长补短,以达到较理想的强化效果。本文综述了再生骨料的发展趋势、骨料回收工艺、再生骨料性能缺陷以及再生骨料强化方法,总结分析了相关研究中存在的问题,并展望了其发展前景,以期为建筑垃圾的处理及作为再生骨料的利用提供一定的理论支持。

混凝土中骨料-浆体界面过渡区的力学性能研究综述

列出了国内外交界面过渡区的试验和理论分析的主要成果。对数值混凝土有限元模型中有关交界面单元的力学性能(界面厚度、界面本构关系和随机力学特性等)输入进行了探讨。通过分析目前试验、理论以及数值分析的成果,指出界面力学性能研究还有待于进行更完整、更科学的试验。

再生骨料强化方法研究进展

再生骨料混凝土作为新型环保材料,满足节约资源和能源、减少环境污染以及可持续发展战略的要求,是绿色混凝土的主要研究方向和推广方向。再生骨料表面附着老水泥砂浆,表面粗糙、棱角多,并含有大量孔洞以及二次破碎过程产生的微裂纹,与天然骨料相比,再生骨料存在密度低、吸水率大、压碎指标大、坚固性差、离散性大等不足,且再生骨料与其表面附着砂浆间存在薄弱界面区,使再生骨料混凝土的性能受到影响、工程应用受到限制。因此,提高再生骨料性能是再生骨料混凝土研究中的关键问题之一。传统提高再生骨料混凝土性能的方法主要聚焦在混凝土拌和阶段,通过改善拌和方法、加入矿物掺合料、优化混凝土配合比设计,或通过优化再生骨料级配、降低再生骨料取代率,以弱化再生骨料对再生骨料混凝土性能的不利影响,但本质上并未改善再生骨料的缺陷。而对再生骨料进行强化处理可改善再生骨料的性能。现有再生骨料强化方法主要从再生骨料表面附着砂浆着手,通过物理、化学或生物方法去除老砂浆或增强老砂浆来提高再生骨料的性能,如机械研磨、火山灰质浆液浸泡、纳米材料改性、二氧化碳强化法等。此外,通过骨料重组法对再生骨料成分进行分类、重组,也可在一定程度上提高再生骨料性能,进而达到改善再生骨料混凝土性能的目的。本文总结了国内外已有再生骨料强化方法的研究进展,分别介绍了去除老砂浆、增强老砂浆、骨料重组三类再生骨料强化方法及其作用机理,总结分析了再生骨料强化方法的强化效果,提出进一步研究再生骨料强化的方向。

纳米SiO2和粉煤灰复掺对再生混凝土性能的影响

使用质量取代法研究粉煤灰和纳米SiO2单掺及复掺对再生混凝土(RAC)工作性能、抗压强度(7,28,90 d)、抗折强度(28 d)和劈裂抗拉强度(28 d)的影响。浇筑试样时,基于现有的搅拌方式,提出了新的两阶段搅拌法,先将再生粗骨料和纳米SiO2、附加水进行搅拌,使得部分纳米SiO2颗粒能够被再生粗骨料吸收,用于填补老砂浆孔隙和微裂缝。结果表明:随着纳米SiO2掺量增加,再生混凝土的坍落度逐渐减小,复掺粉煤灰能够减少纳米SiO2引起的坍落度损失;粉煤灰掺量不变的情况下,再生混凝土抗压、抗折和劈裂抗拉强度随着纳米SiO2掺量的增加而增加;复掺纳米SiO2和粉煤灰不但能够补偿再生混凝土由粉煤灰引起的早期强度降低,而且90 d龄期抗压强度明显高于2种材料单掺的再生混凝土;纳米SiO2掺量(质量分数)为1%时,再生混凝土在90 d龄期的抗压强度相对再生混凝土提高了3.0 MPa;复掺纳米SiO2和粉煤灰对再生混凝土的抗折强度、劈裂抗拉强度也有显著提升,S2F30的抗折强度相对于F30增加了24.17%,且劈裂抗拉强度高于2种材料单掺的再生混凝土,相对于F30提高了12.68%。

轻骨料预处理工艺对自密实轻骨料混凝土工作性能的影响

针对自密实轻骨料混凝土拌合物在大流动度条件下,易于分层而导致工作性不良的现象,采用自行设计的L-800混凝土拌合物流变性能测定仪,研究预吸水和表面裹浆法两种轻骨料预处理工艺对自密实轻骨料混凝土拌合物工作性能的影响。结果表明:骨料预吸水时间没有明显影响拌合物的工作性能,裹浆法对拌合物工作性能改善明显。

黔东南地区变质岩骨料的碱活性及预防措施

选取黔东南不同地区的典型变质岩,研究其骨料的基本物理力学性能;采用岩相分析法、快速蒸养法、砂浆长度法等研究了其碱活性特征.结果表明,黔东南地区变质岩骨料的针片状、石粉含量较高,细度模数较大.变质岩骨料因含一定微晶石英成分而具有潜在碱硅酸活性,属慢膨胀型活性骨料.快速蒸养法与砂浆长度法对该地区变质岩骨料的碱活性判定结果存在明显差异,应采用2种试验方法对其碱活性进行综合评定.针对该地区变质岩骨料的碱活性特征,从碱活性判定方法、混凝土总碱量、大掺量粉煤灰、石粉含量、混凝土应用环境等方面提出了变质岩碱骨料反应预防措施.

快速法检测湖南湘江砂、卵石集料碱活性

采用岩相法、快速砂浆棒法和压蒸法综合评价了湘江湘阴段、望城段、湘潭段砂和卵石的碱活性.结果表明:砂均由石英、长石、云母和杂砂岩碎屑等组成,卵石均由质量分数各约50%的硅质石英岩和杂砂岩组成,砂、卵石中的杂砂岩均含有一定量的隐晶石英和微晶石英,三河段砂之间及卵石之间矿物组成无明显差异;三河段砂在快速砂浆棒法中均呈现出碱活性,但在压蒸法中其膨胀率与样品制备方式有关;三河段卵石在快速砂浆棒法和压蒸法中的膨胀率均大于碱活性限值,具有碱活性;三河段砂、卵石碱活性来源于所含杂砂岩中的隐晶石英和微晶石英;制备能代表砂、卵石组成的样品是岩相法和压蒸法准确判定其碱活性的关键.

再生骨料取代率及老砂浆强度对混凝土细观性能的影响

建立6种不同再生骨料取代率细观数值模型,基于基面力元法研究单轴压缩荷载作用下5种不同再生老砂浆强度对混凝土内部微裂纹的扩展及单轴抗压强度的影响.研究表明:基于势能原理的基面力元法可以推导荷载作用下混凝土等非均质材料的单元应变及单元刚度矩阵;单轴压缩荷载作用下,再生混凝土的抗压强度随着再生骨料取代率的增加而递减、随着老砂浆强度的提高而递增;当取代率小于40%,老新砂浆强度比大于0.80时,老砂浆强度能显著提高单轴抗压强度;内部微裂纹首先出现在新老黏结带,然后穿过粗骨料密集区域形成连续破坏裂缝,裂缝宽度随着取代率的增加而增加,随着老砂浆强度的增加而减小。

再生混凝土骨料强化方法研究进展

再生混凝土骨料(RCA)表层砂浆的多孔性和高吸水性对再生骨料混凝土的力学性能和耐久性能不利,去除和强化RCA表层砂浆是提高RCA性能的两种主要方法。基于此,总结了聚合物、硅酸钠、微粉、CO2碳化、微生物碳酸盐沉积等RCA表层附着砂浆强化方法的研究现状,分析了各RCA强化方法的优缺点,并提出了有待进一步研究的问题,以推进再生混凝土的应用。

细集料粒径对沥青砂浆黏弹性参数影响程度的灰熵分析

对不同细集料粒径组成的沥青砂浆进行单轴压缩蠕变试验,用Burgers模型拟合蠕变试验结果,并通过灰熵法分析了细集料粒径对黏弹性参数的影响程度,以研究沥青砂浆的黏弹性特性。研究结果表明：1.18~2.36 mm档集料对黏弹性参数E1、E2、η2均产生显著的影响;小于0.075 mm档集料对4个黏弹性参数的影响程度都居于其次;2.36~4.75 mm档集料对参数η1的影响程度显著。

再生粗集料砂浆附着率测试方法对比试验研究

研究采用旧桥拆除的梁板和防撞混凝土护栏2种强度等级的混凝土分别进行破碎得到2种再生粗集料,用酸溶液浸泡法、加热法、洛杉矶磨耗法以及改进的洛杉矶磨耗法分别测试这2种再生粗集料的砂浆附着率,结果表明,酸溶液浸泡法受原混凝土强度等级影响较大,强度等级高的混凝土破碎得到的再生粗集料砂浆附着率较大;加热法、洛杉矶磨耗法可以反映出砂浆与集料附着的紧密程度,加热法得到的砂浆附着率最低,洛杉矶磨耗法测得的砂浆附着率最高,而采用去掉钢球且增加磨耗转数的改进洛杉矶磨耗法可以在基本不影响原生集料形貌的基础上最大程度剥离掉砂浆,测得的砂浆附着率更准确。

砂浆-骨料界面过渡区的力学性能研究综述

总结了目前国内外研究砂浆-骨料界面过渡区力学性能的主要试验方法和相应的成果,并对相关的数值模拟也进行了阐述。通过分析目前针对界面过渡区力学性能的直接拉伸试验、劈裂试验、剪切试验,指出数值模拟的本构模型及模型参数的选取都应基于有关的试验结果,提出试验的必要性,并对今后需要开展的相关工作进行阐述。

黄河拉西瓦水电站骨料碱活性试验研究

结合正在建设中的黄河拉西瓦水电站骨料碱活性鉴定试验，从碱骨料反应的定义、分类及反应机理入手，论述了碱骨料反应的必要条件及活性骨料鉴定的岩相法、化学法、砂浆测长法和砂浆棒快速法试验。

掺加粉煤灰预防公路工程混凝土碱-骨料反应技术经济分析

碱-骨料反应是影响混凝土耐久性的主要因素之一。掺加粉煤灰能有效抑制碱-骨料反应。掺加不同比例粉煤灰代替水泥制作砂浆棒,测试其14 d膨胀率均小于规定数值,且掺加30%粉煤灰时膨胀率最小。对掺加不同比例粉煤灰制作不同混凝土强度进行了经济分析表明:混凝土强度越高,经济效益越明显。

天然沸石对碱-骨料反应的抑制及其机理

以30％的天然沸石、65％的水泥熟料及5％的石膏共同磨细以后,得到沸石水泥(Z.C),其碱的总含量为1.42％(K_2O1.58％,Na_2O0.38％)。用NaOH调整水泥中碱的总含量到1.82％,以硬玻璃及古铜辉石安山岩为活性骨料和石英砂为非活性骨料,按砂浆棒方法测定碱-骨料反应的膨胀。Z.C与硬玻璃的砂浆棒膨胀值仅0.004％(28d龄期)及-0.003％(90d龄期),而波特兰水泥(总含碱量0.62％)与上述同一活性骨料的砂浆棒试验,其膨胀值是0.599％(90d龄期)。而Z.C与非活性骨料石英砂的砂浆棒膨胀值,在28d与90d龄期分别是-0.003％和-0.004％。也就是说,Z.C与活性骨料配制混凝土,不用担心由于碱-骨料反应而造成破坏。在本研究中发现天然沸石能通过离子交换而吸收碱离子,这是Z.C能抑制碱-骨料反应的原因。

聚羧酸系高性能减水剂对碱骨料反应的抑制试验研究

通过对聚羧酸系高性能减水剂对混凝土用骨料的碱骨料反应的抑制效应试验进行了研究,试验结果表明:掺用聚羧酸高性能减水剂、聚羧酸缓凝型高性能减水剂对碱骨料反应起到了一定程度的抑制作用,掺高性能减水剂对碱骨料反应的抑制效果最好,抑制作用同减水剂掺量有关,随掺量的增大抑制效果越好;聚羧酸缓凝型高性能减水剂当掺量为1.0%为抑制碱骨料反应的最佳掺量;掺引气高性能减水剂在试验早期对碱骨料反应起到一定抑制作用,但后期抑制效果较差。

公路工程高性能混凝土碱-骨料反应试验研究

碱-骨料反应是影响混凝土耐久性的主要因素之一。正确判定骨料的碱活性是防治碱骨料反应的重要步骤。对安阳地区配制高性能混凝土所采用的粗细骨料进行了岩相法测试,得出含有碱硅活性成分。采用快速砂浆棒法,得出砂浆棒的膨胀率大于规定值,判定其为碱硅活性集料。对该地区选择粗细骨料提供参考依据,也为进一步采取抑制碱-集料反应措施提供依据。

国内外块石胶结充填技术综述

概述了国外三种有代表性的块石胶结充填工艺、国内近年来的应用情况，并对两种主要的块石胶结充填工艺进行了比较。通过本文，可略见块石胶结充填的国内外概貌。