Compressive and Flexural Strength of Recycled Reactive Powder Concrete Containing Finely Dispersed Local Wastes

The main objective of this experimental study is to investigate the behavior of Recycled Reactive Powder Concrete (RRPC) developed from finely dispersed local waste raw materials. In this study, RRPC was developed by utilizing local wastes (finely dispersed waste glass powder, waste fly ash and waste ceramic powder) together with Portland cement, fine sand, admixture, steel fibers and water through full replacement of silica fume as well as quartz powder for sustainable construction practice. In this study, all raw materials for making RRPC were analyzed for X-Ray Fluorescence analysis. For sustainability of local construction works, this study employed standard curing method at ambient temperatures instead of steam curing at higher temperatures. Moreover, hand mixing was used throughout the study. To evaluate the structural performances of the developed RRPC mixes, compressive and flexural strengths of RRPC were investigated experimentally and compared with the control mix. The experimental results indicated that replacing the silica fume fully by finely dispersed local waste glass powder (GP) and fly ash (FA) is a promising approach for local structural construction applications. Accordingly, a mean compressive strength of 62.9 MPa and flexural strength of 8.8 MPa were developed using 50% GP-50% FA at 28thdays standard curing. In this study, 17.56% larger compressive strength and 30.6% flexural strength improvements were observed as compared to the control mix.

再生复合微粉混凝土界面过渡区性能研究

为研究再生复合微粉复掺比对混凝土界面过渡区性能的影响机理,用宏微观试验相结合的方法,分析不同复掺比对混凝土劈裂抗拉强度和显微硬度的影响规律,并利用灰色关联法探究力学性能与微观结构的关系。结果表明:再生砖粉对混凝土的改善效果优于再生混凝土粉,且掺入合理的再生复合微粉会改善混凝土界面过渡区的微观结构;再生复合微粉混凝土各组相显微硬度关系为:骨料相>砂浆相>界面过渡区相,且界面过渡区厚度随养护龄期的增加而逐渐减小;界面过渡区厚度与劈裂抗拉强度关系显著,呈线性负相关,所建立的模型拟合度较高。界面过渡区厚度能准确地表征再生复合微粉混凝土宏观性能变化规律,当再生混凝土粉/再生砖粉为2∶8时,可制备出性能良好的C30混凝土,具有良好的推广应用价值。

废玻璃粉对泡沫混凝土性能和微观孔结构的影响及其价值工程分析

玻璃研磨成粉后的主要成分与粉煤灰相似,具备潜在的火山灰活性。为提高我国对废弃玻璃的循环利用率,将泡沫混凝土与废玻璃粉结合用于改善泡沫混凝土性能,减少水泥消耗量,提高废玻璃的循环利用率。本文研究了以废玻璃粉作为胶凝材料替代部分水泥,并探究废玻璃粉对泡沫混凝土抗压强度、干密度、干缩率、软化系数等的影响。结果表明:在替代胶凝材料总质量的0%~30%(质量分数,下同)时,废玻璃粉会提高泡沫混凝土的抗压强度;且在废玻璃粉掺量为20%时,泡沫混凝土28、56 d抗压强度达到最大值;而在120 d时,废玻璃粉掺量为30%的泡沫混凝土抗压强度达到最大值。废玻璃粉会降低泡沫混凝土的干缩值,且掺量越大,干缩值的降低程度越大,这有助于解决泡沫混凝土易开裂的问题。废玻璃粉能够明显提高泡沫混凝土的软化系数,便于其在潮湿或水下环境应用。此外,从微观孔结构的角度对废玻璃粉引起的泡沫混凝土力学及耐久性能的变化规律做出解释,最后对废玻璃粉引入泡沫混凝土后的价值进行分析,定量证明了废玻璃粉的环保性和经济性。

废旧混凝土再生材料在沥青混凝土中的稳定化利用研究

为实现废旧混凝土的便捷、高效再利用,在分析不同粒径范围再生材料的宏、微观性质特征及其沥青混凝土主要工程性能的基础上,确定可克服再生粗骨料性质缺陷的再生材料适用粒径范围以及该粒径范围再生材料在沥青混凝土中的利用方案。结果表明:随着再生材料粒径的减小,由砂浆-碎石界面间隙、裂缝以及砂浆层内部孔隙、裂纹引起的再生粗骨料材料性质不佳以及性质变异性大的问题得到了显著改善,尤其当再生材料以粉状存在时,其材料性质非常均匀,因此建议将废旧混凝土以再生粉料的形式进行循环利用;引入高碱性水泥与再生粉料配合使用可消除再生粉料因SiO_(2)含量较高对沥青混凝土性能潜在的不利影响,再生粉料与水泥体积比为3∶1时可制备出水稳定性、高低温性能以及疲劳性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)要求的沥青混凝土。

多元固废微粉对混凝土性能的影响及机理分析

将多元固废微粉(粉煤灰、矿粉、石灰石粉、脱硫石膏)等质量部分替代水泥制备了混凝土,研究了石灰石粉掺量(0~15%)和脱硫石膏掺量(0~4%)对混凝土力学性能和抗碳化性能的影响,并分析了多元固废微粉的作用机理。结果表明:当石灰石粉掺量为4%且脱硫石膏掺量为2%时,试件的抗压和劈裂抗拉强度最大;当石灰石粉掺量为8%且脱硫石膏掺量为2%时,试件的抗碳化性能最好;石灰石粉在混凝土中能发挥成核、填充、化学和稀释作用;脱硫石膏可作为硫酸盐类激发剂激发粉煤灰、矿粉的火山灰活性,促进早期水化产物的生成。

基于建筑垃圾再生微粉制备的免烧人造轻质骨料及其应用

针对建筑垃圾再生微粉利用率低的现状,本文将再生微粉替代水泥,研究了再生微粉替代水泥率和水灰比对人造骨料性能的影响规律,在上述基础上,将人造骨料应用到混凝土中,并研究泡沫掺量对人造骨料混凝土性能的影响规律。研究结果表明:(1)再生微粉代替水泥率50%,水灰比为0.41,制备出的人造骨料堆积密度983 kg/m^(3)、筒压强度8.3 MPa、吸水率15%;(2)随着泡沫掺量的增加,人造骨料混凝土的孔隙率显著上升,孔隙率的提高使得干密度、筒压强度、导热系数大幅度下降,吸水率大幅度上升。

再生建筑微粉对混凝土性能影响的研究综述

通过对再生建筑微粉混凝土的早期性能、收缩性能、耐久性和力学特性的研究综述,显示再生建筑微粉具有良好的微集料填充效果和火山灰效应,适当的再生建筑微粉可以改善水泥基材料的微观结构,缩短浆体的凝结时间,提高水泥基材料的力学性能和耐久性。利用再生建筑微粉代替部分水泥,有利于降低混凝土制备过程的能耗和二氧化碳,促进行业绿色可持续发展。

建筑垃圾再生微粉对C30~C40再生混凝土性能的影响

为了评价废混凝土类建筑垃圾再生微粉作为掺合料用于C30、C35、C40强度等级再生混凝土中的可行性,选择建筑垃圾处置厂经收尘得到的再生微粉,以不同比例等量取代粉煤灰制备C30、C35、C40再生混凝土,考察其减水剂用量、抗压强度、抗折强度、动弹性模量、电通量等指标的变化规律。结果表明:掺加再生微粉略微提高减水剂用量,且对再生混凝土的抗压强度、动弹性模量、抗折强度、抗氯离子渗透性有一定的劣化作用,但再生微粉取代率不超过25%时,对抗压强度与抗折强度的劣化作用可控制在5%以内。此外,使用再生微粉取代粉煤灰可降低混凝土材料的综合成本,具有显著的社会经济效益。即再生微粉作为掺合料制备C30、C35、C40强度等级再生混凝土具有可行性。

建筑垃圾再生微粉制备与基本性能研究

文中研究了使用废弃砖瓦、废弃混凝土两类建筑垃圾制备不同细度再生微粉材料,在对再生微粉材料的化学成分、比表面积、颗粒粒度分布等进行测试分析的基础上,严格按照现行规范标准,检测了微粉材料的基本性能。结果表明,单纯通过机械粉磨的方式,再生微粉的相关指标可达到Ⅱ级粉煤灰甚至S95矿粉的技术要求。

建筑垃圾再生微粉资源化利用的试验研究

为提高建筑垃圾再生微粉的利用率和附加值,采用碱激发、机械研磨及两种激发方法复合的方式对再生微粉进行活性激发,使用再生微粉替代部分水泥(掺量30%)制备胶砂试块,经标准养护28 d后以抗压强度检测结果评价再生微粉的活性激发效果。结果表明,Ca(OH)_(2)与Na_(2)SO_(3)·9H_(2)O以1∶1的比例混合球磨15 min,激发剂掺量为2.5%,再生微粉活性最好。养护28 d后,与全部使用普通硅酸盐水泥作为胶凝材料的对照组相比,以Ca(OH)_(2)+Na_(2)SO_(3)·9H_(2)O为激发剂,使用再生微粉取代部分水泥制备的胶砂试块抗压强度仅下降1.82%,与粉煤灰取代部分水泥(掺量30%)的对照组相比,前者抗压强度明显更高。

再生微粉对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

研究了分别单掺与复掺再生混凝土粉(RCP)、再生砖粉(RBP)对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,并建立了氯离子扩散系数和电通量之间的关系式。结果表明:单掺RCP或RBP时,随着其掺量从0增至30%,试件的电通量和氯离子扩散系数均先减小后增大,说明抗氯离子渗透性能先增强后减弱,RCP和RBP的最佳掺量均为10%;复掺RCP和RBP时,随着RBP占比的增加,试件的电通量和氯离子扩散系数均先减小后增大,最佳m_(RBP)∶m_(RCP)为1∶1;掺再生微粉混凝土的氯离子扩散系数和电通量之间具有良好的线性关系。

建筑垃圾再生微粉性能研究及应用

为了探索一条水泥厂、搅拌站和建筑垃圾处理厂协同处置利用建筑垃圾再生微粉的较为经济的措施,对废旧混凝土和废砖的粉磨时间对再生微粉细度和粒度分布的影响、再生微粉的需水量和活性的变化规律以及再生微粉生产水泥和混凝土时的性能进行研究。结果表明:再生混凝土相对再生砖,物料易磨性差异大,颗粒分布分峰明显,峰宽更大,且均匀性系数较低;随着再生微粉的粉磨时间和细度的不断增加,再生微粉的细度不断变细,再生微粉需水量增加,活性指数也不断提高,但粉磨能力逐渐下降,30 min粉磨时间性价比最高;适量的再生粉应用于水泥厂和搅拌站生产水泥或混凝土时,产品性能满足生产要求。

矿山废渣石掺入对3D打印建筑构件混凝土性能影响

开发利用矿山废渣石会产生再生粗骨料、再生细骨料和再生粉料。通过试验研究了再生渣石微粉作为水泥与细骨料的部分替代材料对水泥砂浆及混凝土性能的影响,选取了2种类型的再生微粉(粉料A与粉料B),并分别以5%至20%的不同质量比例替代水泥或细骨料,引入NaOH、Ca(OH)_2和HCl作为激发剂,以探索最优的方案。试验结果表明:再生矿山微粉作为水泥替代,粉料B在低替代率时增强砂浆强度,替代率不断增加,7 d与28 d强度先升后降。在综合替代水泥和细骨料试验中,粉料A替代量为14%水泥和粉料B为20%细骨料时,7 d和28 d的抗压强度分别达到14.2 MPa和21.5MPa,相比最小替代量条件,后期强度增长较快,满足3D打印构件的要求。研究结果可为再生微粉在水泥砂浆与混凝土应用提供有益的参考,推动废弃物资源利用。

混凝土废浆粉对水泥基材料性能影响研究

针对商品混凝土搅拌站混凝土废浆大量堆积问题,寻求混凝土废浆资源化再利用是解决问题关键,探究混凝土废浆基本性质及其对水泥基材料性能的影响是再利用的基础。探究了混凝土废浆粉的物化性质及大掺量(40%,50%,60%,70%)混凝土废浆粉对水泥净浆及胶砂性能的影响,包括标准稠度用水量、凝结时间及力学性能,并通过XRD,SEM表征分析其水化产物。结果表明:废浆粉粒径主要分布在1μm~10μm之间,化学组成大体与水泥相同,主要矿物成分为方解石和石英石;随着混凝土废浆粉的掺量增加,标准稠度用水量提高,初凝、终凝时间缩短;力学性能有所降低。当混凝土废浆粉掺量为60%时,水泥胶砂28 d抗压强度为20.2 MPa,活性指数为39%;水泥净浆28 d抗压强度为22.7 MPa,活性指数为47%;水化产物主要是絮状CSH凝胶以及针状和纤维状的碳酸钙。

建筑垃圾再生微粉混凝土的耐磨耐久性能初探

为探讨水胶比、砂率、微粉/矿粉比和减水剂掺量对建筑垃圾再生微粉混凝土耐久性和耐磨性的影响规律,采用四因素三水平正交试验设计,上述因素的水平依次取0.47、0.5和0.53,0.5、0.53和0.56,0.4、0.5和0.6以及2%、4%和6%,试验检测再生微粉混凝土耐磨性和耐久性的主要指标。结果表明:①各组配合比磨地坪再生微粉配制自流平混凝土的耐磨性、抗渗、碳化、氯离子迁移和收缩性指标符合要求;②各测试指标随水胶比的增大而增加,随砂率的增加而先增大后减少,水胶比和砂率是影响建筑垃圾再生微粉混凝土性能的主要因素;③微粉/矿粉比和减水剂掺量对耐磨性、抗渗、碳化和收缩性的影响较小,对氯离子迁移的影响稍大,是影响建筑垃圾再生微粉混凝土性能的次要因素。

废弃混凝土再生微粉的基本问题及应用

废弃混凝土的资源化及再生骨料的研究与应用已取得显著突破。然而,废弃混凝土再生微粉的相关研究仍十分有限。本文重点讨论了再生微粉的加工制备、组分表征与改性处理,厘清了再生微粉的高组分离散性与低活性指数等问题的根本原因,并构思了一种新型制备路径,即在再生微粉的传统制备工艺中引入颗粒整形与强力磁选技术,再进行碳化改性。通过以超高浆体含量的碳化再生微粉作为输出,有望解决再生微粉的上述共性难题。此外,本文还讨论了再生微粉的低碳应用场景,如再生微粉硅酸盐水泥、3D打印再生砂浆以及全再生混凝土。再生微粉的深入研究与高品质应用对提高废弃混凝土的资源化率以及促进建筑业的绿色低碳发展具有重要意义。

活化对废弃烧结砖微粉泡沫混凝土性能的影响

采用胶砂试验研究粉磨和煅烧对废弃烧结砖再生微粉活性的影响,在此基础上选用Ca(OH)_(2)、NaOH、CaSO_(4)作为激发剂,以抗压强度、干密度、吸水率、导热系数作为评定指标,探究三种激发剂对烧结砖微粉泡沫混凝土性能的影响。研究表明:随着粉磨时间和煅烧温度的提高,烧结砖再生微粉的活性指数均呈先增大后减小的趋势;当Ca(OH)_(2)掺量为3%~4%时,烧结砖微粉泡沫混凝土的抗压强度显著提高,且干密度为339 kg/m^(3),导热系数为0.097 W/(m·K),吸水率较小且稳定,为最佳激发剂;当NaOH掺量为2%时,烧结砖微粉泡沫混凝土的28 d抗压强度为1.13 MPa,干密度为371 kg/m^(3),导热系数为0.201 W/(m·K),吸水率较大;当CaSO_(4)掺量为6%时,烧结砖微粉泡沫混凝凝土的干密度为362 kg/m^(3),且变化趋于稳定,导热系数为0.162 W/(m·K),吸水率较小;当Ca(OH)_(2)∶CaSO_(4)=2∶1复合时,干密度最低为349 kg/m^(3),导热系数为0.100 W/(m·K),吸水率较小,活性激发效果优于CaSO_(4)单掺。

磨地坪再生微粉自流平混凝土的正交试验

为探讨水胶比、砂率、微粉/矿粉比和减水剂掺量对磨地坪再生微粉自流平混凝土的流动度和28d抗压强度的影响规律,采用四因素三水平正交试验设计,上述因素的水平依次取0.47、0.5和0.53,0.5、0.53和0.56,0.4、0.5和0.6以及2%、4%和6%。结果表明:(1)各组配合比磨地坪再生微粉配制自流平混凝土的最大流动度达70cm,28d抗压强度均超过40MPa;(2)各因素对流动度和强度影响程度为微粉/矿粉比>砂率>水胶比>减水剂用量,最优配合比为水胶比0.5、砂率0.5、微粉/矿粉比0.5、减水剂用量2%;(3)最大流动度随水胶比的增大而先增大、后降低,随砂率的增大而减小,随微粉掺量的增加先增大、后降低,随减水剂掺量的增加而先降低、后增加;(4)28d强度随水胶比的增大而增大,随着砂率的增大先增大,后降低,随微粉/矿粉比的增加而降低,随减水剂的增加而增大。

废弃混凝土再生微粉活化研究

为了有效利用废弃混凝土,提高其副产物再生微粉的活性,文章研究物理研磨和化学激发2种活化方式对再生微粉活性的影响效果,并进一步探究活化作用机理。结果表明:物理研磨能大幅提升再生微粉活性,而化学激发效果不明显;物理研磨可优化再生微粉的粒径分布,从而提高其活性;通过水杨酸-甲醇溶解法、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)及热重(thermogravimetric,TG)分析可知,再生微粉主要晶相为石英、石灰石和白云石等惰性物质,化学激发缺乏有效的作用对象,因而效果有限。

工业及建筑废弃物固化盐渍土的力学性能和路用性能影响

为探讨各试验因素及固化剂种类对固化盐渍土的力学性能和路用性能影响,采用单掺与双掺水泥窑粉尘、废弃混凝土再生微粉等工业及建筑废弃物作为固化方案,以初始含水率、养护龄期、固化剂掺量为试验因素,通过无侧限抗压试验研究固化盐渍土力学性能,并进行干湿与冻融耐久性试验、承载比试验,以评估固化盐渍土路用性能,采用扫描电镜试验对固化盐渍土进行微观结构分析,揭露其固化机理。结果表明:初始含水率、养护龄期、固化剂掺量、固化剂种类是影响固化盐渍土的力学性能和路用性能主要因素;养护28 d,初始含水率为9.9%、单掺30%废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的力学性能与路用性能最佳,抗压强度达到3227.40 kPa,干湿、冻融循环后残余强度分别达到2924.60、2243.49 kPa;从微观分析可知,废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的土体结构变得密实且稳定。可见,初始含水率为9.9%、单掺30%废弃混凝土再生微粉固化盐渍土用作于盐渍土地区公路路基与路面基层的建设,具有一定的工程意义与经济价值。