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混凝土 2023年第5期 61-64页

作者：谢蕙竹刘锋李古广东工业大学土木与交通工程学院广东广州510006 广州大学土木工程学院广东广州510006

废弃混凝土粉(WCD)作为建筑垃圾的一种,会严重污染环境。WCD以往多以水泥替代的方式将其掺入水泥基材料中,但这样会导致力学性能的下降。浆体替代法是近年来提出的固废利用新方法,但该方法对WCD的研究仍是空白。以WCD为研究对象,对比采... 详细信息

废弃混凝土粉(WCD)作为建筑垃圾的一种,会严重污染环境。WCD以往多以水泥替代的方式将其掺入水泥基材料中,但这样会导致力学性能的下降。浆体替代法是近年来提出的固废利用新方法,但该方法对WCD的研究仍是空白。以WCD为研究对象,对比采用浆体替代法与水泥替代法,对掺入WCD的净浆开展力学性试验与微观形貌分析。试验结果表明,在浆体替代法下,净浆所需的减水剂较多,但抗折和抗压强度均显著提升(最大增幅分别为17.5%和27.2%),且其微观结构更致密;而在水泥替代法下,净浆的减水剂剂量变化较小,但抗折、抗压强度随WCD掺量增加而明显降低(最大降幅分别为20.2%和20.6%),微观结构更为疏松。因此,相较于水泥替代法,浆体替代法可实现水泥基材料环保与性能的共同提升,值得更进一步探索。

关键词：废弃混凝土粉水泥替代法浆体替代法和易性强度微观结构

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再生砖粉砂浆和混凝土性能试验研究

再生砖粉砂浆和混凝土性能试验研究

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作者：林佐宏广东工业大学

学位级别：硕士

随着城市化进程的发展,我国许多城市都在进行三旧改造与城市更新;特别是在珠江三角洲地区,城中村改造非常普遍。由于拆除的旧建筑大多是砖混结构,因此建筑垃圾中废弃粘土砖占了很大的比重。目前,对废弃粘土砖采用的处理方法主要是简单... 详细信息

随着城市化进程的发展,我国许多城市都在进行三旧改造与城市更新;特别是在珠江三角洲地区,城中村改造非常普遍。由于拆除的旧建筑大多是砖混结构,因此建筑垃圾中废弃粘土砖占了很大的比重。目前,对废弃粘土砖采用的处理方法主要是简单填埋或是露天堆放,既污染环境又占用土地。其实,废弃粘土砖是由优质粘土烧制而成,具有一定的火山灰活性,在砂浆和混凝土的生产中有着很大的再利用潜力。一些学者提出将废弃粘土砖研磨成粉用于取代水泥(该方法称为水泥替代法),而另一些学者则提出将废弃粘土砖破碎成骨料用于取代天然骨料(该方法称为骨料替代法)。但是,这两种方法都会在一定程度上导致砂浆与混凝土的性能下降(如强度与耐久性)。近年来,有学者提出了一种新的替代方法,即浆体替代法:用石粉或再生粉替代部分浆体(水+水泥),但维持水灰比不变。利用该方法已成功将石灰石粉,再生大理石粉,再生花岗岩石粉应用于配制混凝土,不仅实现了砂浆和混凝土的强度、耐久性及体积稳定性的提升,还同时显著降低了水泥用量,并提高了再生粉利用率,使混凝土产品真正实现了绿色、环保及高性能。目前,该方法是否适用于配制再生砖粉混凝土仍缺乏研究。针对上述研究背景,本硕士研究课题研究了以水灰比和再生砖粉替代率为控制变量,设计了29组不同配合比的砂浆和18组不同配合比的混凝土,开展了坍落扩展度试验、立方体抗压强度试验、SEM扫描、XRD分析试验、硫酸盐干湿循环侵蚀试验、吸水率试验、干缩试验和混凝土轴压力学试验。主要研究工作包括如下三个部分:(1)为了对比浆体替代法和水泥替代法对再生砖粉砂浆的强度、微观结构和水化产物的影响,分别制备了用再生砖粉替代浆体的砂浆和用再生砖粉替代水泥的砂浆,并开展了坍落扩展度试验、立方体抗压强度试验、SEM扫描、XRD分析试验。试验结果表明:采用浆体替代法,再生砖粉的掺入虽然会增加高效减水剂的用量以维持预设的和易性,但显著提高了抗压强度,增强了砂浆的微观密实性;采用水泥取代法,再生砖粉的掺入虽然不会增加高效减水剂的用量,却使砂浆的抗压强度降低,并导致其微观结构变得疏松。(2)为进一步研究浆体替代法对再生砖粉砂浆耐久性和体积稳定性的影响,制备了一批用再生砖粉替代浆体的砂浆,并进行了硫酸盐干湿循环侵蚀试验、吸水率试验和干缩试验。试验结果表明:采用浆体替代法,再生砖粉的掺入显著的降低了砂浆的硫酸盐干湿循环侵蚀强度损失率、吸水率和干缩应变。(3)为研究浆体替代法对再生砖粉混凝土轴压力学性能的影响,制备了用再生砖粉替代浆体的混凝土,并进行了圆柱体单轴抗压力学试验。试验结果表明:随着再生砖粉替代率的逐步增加,虽然用于维持设定和易性的减水剂剂量明显增加,但是能显著提高硬化后混凝土的轴压强度和弹性模量,而对泊松比的影响较小。随着混凝土强度的提升,其应力-应变曲线下降段会变得更加陡峭,延性会降低。本项目的研究成果不仅具有重要的科学意义,而且具有重要的应用价值与环保意义值。

关键词：再生砖粉再生砖粉混凝土浆体替代法力学性能耐久性能体积稳定性

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掺大理石粉的混凝土流变及力学性能试验研究

掺大理石粉的混凝土流变及力学性能试验研究

引用

作者：陈显清广东工业大学

学位级别：硕士

近年来国内外学者对掺石粉混凝土的研究保持较高的关注度。研究表明将大理石粉掺入到砂浆中能够提高砂浆的抗压强度,改善孔隙结构,降低砂浆收缩率和渗透率。但是,目前针对大理石粉对混凝土性能的影响各学者说法不一,尤其是其对混凝土流... 详细信息

近年来国内外学者对掺石粉混凝土的研究保持较高的关注度。研究表明将大理石粉掺入到砂浆中能够提高砂浆的抗压强度,改善孔隙结构,降低砂浆收缩率和渗透率。但是,目前针对大理石粉对混凝土性能的影响各学者说法不一,尤其是其对混凝土流变性能的影响研究很少。目前的研究主要以石粉代替水泥来进行(称为水泥替代法),对混凝土各项性能的提升效果有限,并且通常取代量很小。而也有研究表明,采用石粉替代细骨料(称为细骨料替代法),能够提高混凝土的抗压强度,具有较好的环保效益。近年来,有学者提出了一种新的替代法,称为浆体替代法。该方法将石粉等体积替代水泥浆体(水+水泥),该方法在保证水灰比不变的前提下掺入石粉,能够在显著提高抗压强度的同时大幅降低水泥的使用量,具有很好的环保和经济综合效益。但是,目前尚未清楚细骨料替代法和浆体替代法对掺大理石粉混凝土是否有效果。基于上述背景,本课题基于细骨料替代法和浆体替代法,分别设计了一系列以大理石粉替代细骨料的混凝土配合比和一系列以大理石粉替代水泥浆体的混凝土配合比,开展的实验内容包括混凝土流变性能试验和单轴抗压力学性能试验。研究内容主要分为以下三部分:(1)基于细骨料替代法,以大理石粉替代率和水灰比作为控制变量设计16组混凝土配合比,进行坍落扩展度试验、V型漏斗试验、筛析稳定性试验、L型箱试验、流变仪测量试验等一系列流变试验,探究大理石粉对混凝土拌合物流变性能的影响。试验结果表明:随着水灰比的提高,混凝土的坍落扩展度、流动速率和钢筋间隙通过比越大,屈服应力和表观粘度越小,但整体变化幅度较小。随着大理石粉替代率的提高,混凝土拌合物的坍落扩展度、流动速率、钢筋间隙通过比越大,屈服应力和表观粘度越小,但筛析指数会提高。总体来说,对混凝土拌合物流变性能的影响作用,大理石粉替代率高于水灰比。基于细骨料替代法,当水灰比为0.40时,大理石粉替代率可达12%,不仅减少34.3%的河砂使用量,还显著提高混凝土拌合物的和易性、流动性和窄口通过性等性能,具有较好的综合效益。(2)将上述16组基于细骨料替代法的混凝土拌合物进行浇筑养护后,进行混凝土单轴抗压力学试验,探究基于细骨料替代法掺入大理石粉对混凝土力学性能的影响规律。结果表明:总体来说,进行振捣造成混凝土抗压强度和弹性模量的降低,基于细骨料替代法的大理石粉混凝土可以免去振捣工序;随着水灰比的提高,混凝土抗压强度和弹性模量越低,轴向应力-应变曲线上升段斜率更小,下降段更平缓;在水灰比较低(0.40和0.45)时,随着大理石粉替代率的提高,轴向应力-应变曲线上升段斜率越大,下降段越陡峭,混凝土抗压强度和弹性模量越大;当水灰比较高(0.50和0.55)时,随着大理石粉替代率的提高,混凝土抗压强度和弹性模量先提高后降低,在替代率为8%时达到最大。而振捣、水灰比和大理石粉替代率对混凝土的泊松比则无明显的影响。采用细骨料替代法,大理石粉替代率为12%,水灰比为0.40时,不仅减少34.3%的河砂使用量,还使抗压强度提高30.4%和弹性模量提高11.2%,具有较高的环保和经济综合效应。(3)基于浆体替代法,以大理石粉替代率和水灰比作为控制变量设计19组混凝土配合比,进行坍落度试验和单轴抗压力学性能试验,探究大理石粉对混凝土的减水剂剂量和力学性能的影响规律。结果表明:随着水灰比的提高,为达到相同的坍落度标准,所需的减水剂剂量降低,混凝土的抗压强度和弹性模量也降低;随着大理石粉替代率的提高,减水剂剂量增加,轴向应力-应变曲线的上升段斜率更大,下降段更陡峭,混凝土抗压强度和弹性模量显著提高,泊松比则无明显变化。基于浆体替代法,大理石粉替代率为9%,水灰比为0.45时,可减少26.5%的水泥使用量,还使抗压强度提高25.2%和弹性模量提高20.6%,而2%的减水剂剂量相对较低,具有很好的环保和经济综合效益。

关键词：大理石粉混凝土细骨料替代法浆体替代法流变性能力学性能

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