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建筑垃圾复合粉体材料对水稳碎石基层力学与收缩性能的影响

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江苏大学学报（自然科学版） 2016年第1期37卷 92-96页

作者：薛翠真申爱琴万晨光张明虎长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064

为缓解半刚性基层开裂病害,对掺建筑垃圾复合粉体材料(CWCPM)的水稳碎石基层的强度和收缩性能进行了研究,并借助DSC-TG同步热分析手段,分析了CWCPM对水泥基材料微观机理的改善作用.结果表明:CWCPM提高了试件28 d无侧限抗压强度和90 d抗... 详细信息

为缓解半刚性基层开裂病害,对掺建筑垃圾复合粉体材料(CWCPM)的水稳碎石基层的强度和收缩性能进行了研究,并借助DSC-TG同步热分析手段,分析了CWCPM对水泥基材料微观机理的改善作用.结果表明:CWCPM提高了试件28 d无侧限抗压强度和90 d抗弯拉强度;除个别方案外,CWCPM的掺入提高了水稳碎石基层的收缩性能.CWCPM对水泥基材料微观机理的改善作用表现如下:CWCPM良好的填充效应提高了水泥基材料的密实度;各粉体材料间的叠加效应和火山灰效应改善了水泥基材料的水化产物组成,降低了稳定性较差的Ca(OH)2含量.

关键词：建筑垃圾复合粉体材料强度干缩系数温缩系数微观机理

建筑垃圾复合粉体材料对混凝土强度及抗渗性能的影响

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2017年第1期40卷 71-76页

作者：薛翠真申爱琴刘波林森林长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064

为开辟建筑垃圾废砖块再生利用新途径,将建筑垃圾废砖块磨细并与其他工业废渣、激发剂复合形成建筑垃圾复合粉体材料。文章通过正交试验对掺建筑垃圾复合粉体材料的C30混凝土坍落度及力学性能进行研究,分析建筑垃圾复合粉体材料掺量对... 详细信息

为开辟建筑垃圾废砖块再生利用新途径,将建筑垃圾废砖块磨细并与其他工业废渣、激发剂复合形成建筑垃圾复合粉体材料。文章通过正交试验对掺建筑垃圾复合粉体材料的C30混凝土坍落度及力学性能进行研究,分析建筑垃圾复合粉体材料掺量对混凝土抗渗性能的影响;借助热重-差示扫描量热法(TG-DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和压汞试验,对掺建筑垃圾复合粉体材料C30混凝土微观结构进行分析,研究该粉体材料对混凝土强度及抗渗性能改善的微观机理。结果表明:建筑垃圾复合粉体材料掺量和水灰比对混凝土坍落度及力学性能影响较大,合适掺量的该粉体材料可提高混凝土的强度和抗渗性能,最佳掺量为30%;建筑垃圾复合粉体材料改善了混凝土水化产物组成和内部孔结构,从而提高了混凝土强度及抗渗性能。

关键词：建筑垃圾复合粉体材料正交试验坍落度混凝土强度抗氯离子渗透性微观改善机理

建筑垃圾复合粉体材料在公路半刚性基层材料中的应用研究

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建筑垃圾复合粉体材料在公路半刚性基层材料中的应用研究

作者：王程长安大学

学位级别：硕士

半刚性基层材料仍将作为一种主导性基层应用于我国高速公路和一般公路路面结构中。然而,在原材料的选择、配合比设计、施工控制和环境等影响因素的共同作用下,半刚性基层材料存在多种病害,严重影响路面的使用性能。另一方面,随着我国城... 详细信息

半刚性基层材料仍将作为一种主导性基层应用于我国高速公路和一般公路路面结构中。然而,在原材料的选择、配合比设计、施工控制和环境等影响因素的共同作用下,半刚性基层材料存在多种病害,严重影响路面的使用性能。另一方面,随着我国城市化及基础设施建设的快速发展,建筑垃圾产量惊人,由此引起的建筑垃圾堆积与环境之间的矛盾逐步增加。针对上述建筑垃圾堆积如山、大量新建道路对基层材料要求较高以及水泥需求量较大的现状。依托西咸北环线高速公路工程,首次系统性地提出了将废旧粘土砖磨细并与其它工业废渣复合配制成建筑垃圾复合粉体材料,并开展“建筑垃圾复合粉体材料在半刚性基层材料中的应用研究”,具有重要的理论意义及工程应用价值,符合我国可持续发展战略。论文首先针对建筑垃圾的分类及技术特点,分析了建筑垃圾在半刚性基层材料中的适用性。研究了建筑垃圾复合粉体材料掺量对基层水泥稳定碎石材料力学性能、收缩性能及抗冻性能的影响,并深入分析了其影响机理,推荐了基于力学性能和耐久性能的建筑垃圾复合粉体材料最佳掺量。试验结果表明,掺建筑垃圾复合粉体材料的水泥稳定碎石主要力学性能满足道路工程对基层承载力的要求,同时建筑垃圾复合粉体材料的掺入可改善水泥稳定碎石材料的收缩性能及抗冻性能。因此,用建筑垃圾复合粉体材料替代部分水泥用于水泥稳定碎石基层材料中是技术可行的。依托西咸北环线高速公路工程,对室内研究成果进行了试验路铺筑,结果表明,掺建筑垃圾复合粉体材料的水泥稳定碎石具有施工技术可行性。对掺建筑垃圾复合粉体材料的水泥稳定碎石经济和社会效益分析表明,建筑垃圾复合粉体材料的掺入可降低工程造价,减少由于建筑垃圾堆积而占用的土地和生产水泥对环境造成的污染,具有显著的经济、环境和社会效益。由此可见,研究成果对于提升水泥稳定碎石材料的耐久性能,充分利用建筑垃圾废料,缓解由于建筑垃圾堆积对环境造成的破坏,具有积极的意义。

关键词：水泥稳定碎石建筑垃圾建筑垃圾复合粉体材料配合比设计力学性能收缩性能抗冻性能社会、环境效益分析

掺CWCPM混凝土的冻融损伤机理及演化模型

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华南理工大学学报（自然科学版） 2020年第3期48卷 136-144页

作者：薛翠真申爱琴乔宏霞兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 长安大学公路学院陕西西安710064

建筑垃圾的大量堆积和冻融破坏作用导致的混凝土耐久性衰减是目前土木建筑工程领域面临的两大严峻挑战。为提高建筑垃圾再生利用率,并从本质上揭示掺建筑垃圾(废砖粉)复合粉体材料(CWCPM)混凝土的冻融损伤演化机理,采用室内加速试验和... 详细信息

建筑垃圾的大量堆积和冻融破坏作用导致的混凝土耐久性衰减是目前土木建筑工程领域面临的两大严峻挑战。为提高建筑垃圾再生利用率,并从本质上揭示掺建筑垃圾(废砖粉)复合粉体材料(CWCPM)混凝土的冻融损伤演化机理,采用室内加速试验和理论分析相结合的研究方法,分析不同因素对混凝土宏观抗冻性能劣化规律的影响,并采用多因素分析方法建立掺CWCPM混凝土的冻融损伤演化模型。借助微细观测试手段,分析冻融过程中掺CWCPM混凝土微观形貌及孔结构的损伤演化规律,揭示混凝土冻融损伤演化机理。结果表明:随水灰比、冻融循环次数的增加和盐溶液的加入,混凝土冻融损伤破坏程度增加;CWCPM的掺入提高了混凝土的抗冻性能,与基准试件相比,50次冻融循环后,掺30%CWCPM混凝土的单位面积剥蚀量降低27.1%,抗压强度提高6.2%;基于宏观试验结果建立的冻融损伤演化模型可较好地预测混凝土抗冻性能。由混凝土微细观试验结果可知,掺CWCPM混凝土的冻融损伤的实质是其内部微观结构逐渐松散、孔结构逐渐劣化的物理变化过程,是试件内部裂纹、孔隙等缺陷产生、扩展直至破坏的损伤积累过程。

关键词：建筑垃圾复合粉体材料抗冻性能预测模型损伤机理孔结构

基于孔结构参数的掺CWCPM混凝土抗压强度预测模型的建立

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材料导报 2019年第8期33卷 1348-1353页

作者：薛翠真申爱琴郭寅川兰州理工大学土木工程学院兰州730050 长安大学公路学院西安710064

为提高废旧粘土砖活性,将废砖破碎、粉磨后进行活性激发,制得建筑垃圾复合粉体材料(Construction waste composite powder materials,CWCPM)。为进一步研究CWCPM作为混凝土掺合料的可行性,首先研究不同因素对掺CWCPM混凝土抗压强度及孔... 详细信息

为提高废旧粘土砖活性,将废砖破碎、粉磨后进行活性激发,制得建筑垃圾复合粉体材料(Construction waste composite powder materials,CWCPM)。为进一步研究CWCPM作为混凝土掺合料的可行性,首先研究不同因素对掺CWCPM混凝土抗压强度及孔结构参数的影响规律。然后,分析孔隙参数、孔径分布参数与抗压强度之间的关系。最后,基于多元回归理论,建立同时考虑孔隙参数与孔径分布参数的掺CWCPM的混凝土的抗压强度-孔结构关系模型。结果表明,CWCPM的掺入降低了混凝土7 d抗压强度。当CWCPM掺量不高于30%时,试件28 d强度高于基准试件,CWCPM可作为混凝土掺合料进行再生利用。总孔隙面积越大,总孔隙量、平均孔径和孔隙率越小,混凝土抗压强度越高。抗压强度与毛细孔及大孔数量均为负相关关系,而与凝胶孔及过渡孔含量之间未表现出显著的定量关系。考虑孔隙参数与孔径分布的抗压强度-孔结构模型可准确地预测掺CWCPM的混凝土的抗压强度。

关键词：建筑垃圾复合粉体材料力学性能孔结构多元回归预测模型

基于正交试验的掺CWCPM的小型混凝土配合比优化设计

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材料导报 2016年第16期30卷 115-119页

作者：薛翠真申爱琴郭寅川张家龙长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室西安710064

为提高建筑垃圾废砖再生利用率,将废旧粘土砖磨细成粉,并与其他工业废渣复合形成建筑垃圾复合粉体材料（Construction waste composite powder materials,以下简称CWCPM）。采用正交试验设计方法对掺CWCPM的C20~C30小型混凝土预制构件... 详细信息

为提高建筑垃圾废砖再生利用率,将废旧粘土砖磨细成粉,并与其他工业废渣复合形成建筑垃圾复合粉体材料（Construction waste composite powder materials,以下简称CWCPM）。采用正交试验设计方法对掺CWCPM的C20~C30小型混凝土预制构件配合比进行试验研究,探讨水灰比、CWCPM掺量和砂率对混凝土工作性和力学性能的影响,并推荐了混凝土较优配合比。同时,借助XRD微观测试手段研究CWCPM对混凝土微观性能的影响。结果表明,水灰比仍是影响混凝土工作性与抗压强度的主要因素,其次为CWCPM掺量,砂率对混凝土各项性能的影响最小,CWCPM掺量对混凝土90d抗弯拉强度的影响最为显著。微观测试结果表明,CWCPM掺入后并未生成新的水化产物,但改变了水泥基材料的水化产物数量,进而影响混凝土的宏观性能。

关键词：建筑垃圾复合粉体材料小型混凝土预制构件正交试验设计配合比设计微观影响机理

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碱激发和复合激发下建筑垃圾砖粉活性研究

材料导报 2016年第10期30卷 130-134页

作者：薛翠真申爱琴郭寅川万晨光赵学颖长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室西安710064

为提高建筑垃圾废砖再生利用率,采用砂浆力学测试手段研究了建筑垃圾砖粉活性和碱激发、复合激发对建筑垃圾砖粉活性的影响,并借助扫描电镜和热分析方法对建筑垃圾砖粉、建筑垃圾复合粉体材料的颗粒形貌、水化产物组成等进行了研究。结... 详细信息

为提高建筑垃圾废砖再生利用率,采用砂浆力学测试手段研究了建筑垃圾砖粉活性和碱激发、复合激发对建筑垃圾砖粉活性的影响,并借助扫描电镜和热分析方法对建筑垃圾砖粉、建筑垃圾复合粉体材料的颗粒形貌、水化产物组成等进行了研究。结果表明:建筑垃圾砖粉活性较小,当掺量大于20%时,砂浆强度随其掺量的增加直线下降;不同碱激发剂对建筑垃圾砖粉有不同的激发效果,Ca(OH)2激发效果最好,NaOH次之,Na2SiO3·9H2O激发效果最差;复合形成的建筑垃圾复合粉体材料具有较好的活性,当其掺量不超过40%时,砂浆28d抗压强度高达50 MPa。微观分析结果表明:建筑垃圾复合粉体材料比砖粉具有更好的颗粒级配,在其水化过程中降低了稳定性较差的Ca(OH)2含量,提高了水泥石密实度,是一种经济、环保的新材料。

关键词：砂浆强度建筑垃圾砖粉碱激发剂建筑垃圾复合粉体材料微观机理

CWBP与CWCPM对水泥基材料微观结构与性能的影响

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江苏大学学报（自然科学版） 2017年第3期38卷 343-348页

作者：薛翠真申爱琴郭寅川何天钦长安大学公路学院陕西西安710064

为开辟建筑垃圾废砖再生利用新途径,将建筑垃圾废砖磨细成粉,即建筑垃圾砖粉(CWBP),与其他工业废渣复合形成建筑垃圾复合粉体材料(CWCPM).借助XRD,DSC-TG,SEM及MIP微观测试手段,研究了CWBP与CWCPM对水泥基材料水化产物数量、微观形貌及... 详细信息

为开辟建筑垃圾废砖再生利用新途径,将建筑垃圾废砖磨细成粉,即建筑垃圾砖粉(CWBP),与其他工业废渣复合形成建筑垃圾复合粉体材料(CWCPM).借助XRD,DSC-TG,SEM及MIP微观测试手段,研究了CWBP与CWCPM对水泥基材料水化产物数量、微观形貌及其孔结构的影响.研究结果表明:CWBP颗粒级配及形貌较差,活性较低;CWCPM可充分发挥各组成材料间的叠加效应,粒径较小的颗粒可填充于水泥颗粒间,有利于胶凝体系形成紧密堆积结构;CWCPM的二次水化反应降低了取向性较强、稳定性较差的Ca(OH)2含量,改善了水泥基材料内部微观形貌,细化了混凝土孔结构,可有效改善混凝土孔径分布.

关键词：建筑垃圾砖粉建筑垃圾复合粉体材料水泥基材料微观结构孔结构

盐冻耦合作用对掺CWCPM混凝土性能的影响及其机理分析

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江苏大学学报（自然科学版） 2017年第6期38卷 713-718页

作者：薛翠真申爱琴郭寅川李辉长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064 西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710064

为研究建筑垃圾复合粉体材料(CWCPM)掺量、水灰比对小型混凝土预制构件抗冻性能的影响以及小型混凝土预制构件在不同盐溶液质量分数下的冻融损伤规律,借助XRD和压汞试验,对CWCPM改善混凝土抗冻性能的微观机理进行分析.分析结果表明:CWCP... 详细信息

为研究建筑垃圾复合粉体材料(CWCPM)掺量、水灰比对小型混凝土预制构件抗冻性能的影响以及小型混凝土预制构件在不同盐溶液质量分数下的冻融损伤规律,借助XRD和压汞试验,对CWCPM改善混凝土抗冻性能的微观机理进行分析.分析结果表明:CWCPM提高了混凝土的抗冻性能,且存在最佳掺量30%;盐冻耦合作用加剧了混凝土的冻融破坏,存在最不利盐溶液质量分数3.5%;CWCPM的掺入降低了混凝土内部Ca(OH)2的含量,改善了混凝土水化产物组成细化了混凝土内部孔结构,降低了孔隙水的渗透和结冰速率,减小了孔隙内部静水压力和渗透压,宏观上表现为抗冻性能得到提高.

关键词：建筑垃圾复合粉体材料小型混凝土预制构件盐冻耦合 XRD分析孔结构