利用再生骨料制备再生混凝土及其性能的研究

摘要

本文以南宁市某研究院的废弃混凝土为原料,利用破碎、机械强化技术,将废弃混凝土分离后制备粒径为5mm~20mm的再生粗骨料、粒径为0.16~5mm的再生细骨料以及粒径小于0.16mm的再生微粉。制备的再生骨料性能稳定、颗粒圆润、具有良好的级配,机械强度高,但由于表面附着砂浆,空隙率较低、表观密度略小于传统骨料。
　　在相同坍落度(180±10mm)要求下,设计制备高低两种水胶比(W/B=0.55、0.35)的再生混凝土,分别用再生粗、细骨料以相同掺量复掺制备再生混凝土,掺量为0％、30%、50%、70%和100%,分析掺量对新拌混凝土的表观密度和硬化混凝土在不同龄期(7d、28d、90d)抗压强度的影响。另外,仅将再生细骨料以掺量为0%、30%、50%、70%单掺替代传统细骨料制备再生混凝土,研究其抗压强度、抗氯离子渗透性和微观结构与再生细骨料掺量的关系。为了探讨再生混凝土性能的相关影响因素,进一步采用正交试验(L934)设计方法探讨了水胶比、粉煤灰掺量、再生粗骨料掺量和再生细骨料掺量对再生混凝土的抗压强度、抗氯离子渗透性和微观结构的影响。
　　研究结果表明:在两种水胶比条件下,复掺粗、细骨料再生混凝土的表观密度均随着再生骨料总掺量的增加而下降;不同龄期的试块抗压强度基本高于普通混凝土,而且随着掺量的提高,再生混凝土的强度也增加。只有0.35水胶比下,100%再生粗、细骨料替代率90d强度较同龄期普通混凝土有所下降。
　　对于单掺细骨料混凝土,在两种水胶比下,单掺细骨料也会使再生混凝土的7d、90d抗压强度相对普通混凝土略有上升,最高达到普通混凝土的116.2%,但28d抗压强度相对普通混凝土略有下降。在混凝土快速氯离子渗透性试验中,水胶比为0.35,再生细骨料掺量为30%时,再生混凝土7d、28d、90d的电通量相对其它掺量的混凝土有所下降;水胶比为0.55时,掺再生细骨料的再生混凝土电通量在不同细骨料掺量下变化不大。在不同龄期,随着骨料掺量上升,再生混凝土的电通量略有上升。微观孔结构结果表明,影响再生混凝土的强度和抗氯离子渗透能力的主要是有益孔( d≤100 nm)和有害孔(d>100 nm)各占的比例;掺再生细骨料混凝土的孔隙率与28d强度呈负相关关系,相关系数可达0.976;不同掺量的再生细骨料汞总压入体积与电通量呈正相关关系,相关系数为0.989。
　　正交试验结果表明:各对再生混凝土7 d、28 d和90 d的抗压强度影响主次顺序均为水胶比>粉煤灰掺量>再生细骨料掺量>再生粗骨料掺量,各因素对7 d、28 d、90 d的电通量和28d的孔隙率、有益孔影响的主次顺序均为水胶比>粉煤灰掺量>再生粗骨料掺量>再生细骨料掺量,并确定了各龄期的最佳理论组合方案;粉煤灰能显著改善再生混凝土28 d龄期的孔径分布。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 建筑垃圾的主要来源和组成

1.3 再生骨料以及再生混凝土

1.4 再生混凝土

1.5 本课题的研究内容和意义

第二章 实验原材料以及试验方法

2.1 实验原材料

2.2 试验方法

第三章 再生粗、细骨料替代率对再生混凝土性能的影响

3.1 引言

3.2 再生骨料的性能研究

3.3再生混凝土的配合比

3.4混凝土性能

3.5 复掺再生骨料的表观密度对再生混凝土性能的影响

3.6再生混凝土的抗压强度

3.7再生骨料特点对抗压强度影响分析

3.8再生细骨料对再生混凝土抗氯离子渗透性的影响

3.9 再生混凝土的孔结构分析

3.10 本章小结

第四章 再生混凝土性能的影响因素

4.1 各因素对抗压强度的影响

4.2各因素对再生混凝土抗氯离子渗透性的影响

4.3 各因素对孔隙率和孔径分布的影响

4.4本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢