再生砖混透水混凝土的力学性能及其透水相关性研究

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我国建筑行业飞速发展的同时也带来了大量的建筑垃圾,其中以砖混类垃圾为主。利用建筑砖混垃圾作为再生骨料,并进行再生透水混凝土的制备,一方面可有效解决城市建筑垃圾堆放污染、天然砂石骨料资源匮乏的问题,另一方面亦可缓解由于人口活动密集致使的城市热岛效应与城市内涝现象,并为建材行业发展带来了显著的经济、社会与环境效益。因此,针对再生砖混骨料制备透水混凝土展开研究具有极大的现实意义。本文在阅读国内外大量相关文献与开展前期预实验的基础上,针对再生砖混透水混凝土的配合比设计及其基本性能展开研究,主要工作与成果如下:(1)以100%再生砖混骨料替代率的普通再生混凝土为研究对象,探究骨料的水浮法处理方式与水泥骨料比对混凝土7d龄期力学性能的影响。结果表明,7d抗压与抗折强度与水泥骨料比呈正相关关系,且骨料经过水浮法处理后可对再生砖混混凝土抗压性能起到一定的改善作用。(2)结合再生骨料的额外用水量与透水混凝土的孔隙率指标需求,针对传统的体积法进行优化设计,提出基于部分或全部再生砖混骨料取代下的透水混凝土配合比设计方法,并针对具体案例进行试算。(3)以再生骨料取代率、水泥骨料比、水灰比以及砂率作为试验因素,并以力学性能与透水性能作为试验指标进行正交试验,得出各试验因素对试验指标的影响强弱排序,并利用综合平衡法确定出满足再生砖混透水混凝土力学性能与透水性能的最优组合配合比为:再生骨料取代率40%,水泥骨料比0.20,水灰比0.26,砂率15%。基于此配比,最佳配合比试件的3d抗压强度可达到15.70MPa,7d抗压强度可达到19.65MPa,28d抗压强度可达到23.40MPa,孔隙率为8%,透水系数为0.104cm/s。同时,通过拟合分析方式确定各试验指标与指标之间、试验因素与指标之间的关系,并得出经验公式指导应用。最后,通过X-CT技术与SEM扫描电镜方式,对再生砖混透水混凝土的孔隙结构与微观结构展开研究,分析其强度与透水性机理。(4)围绕混凝土成型方式调整以及掺入不同比例的粉煤灰两种途径对再生砖混透水混凝土的性能提升进行试验研究,得出:压力成型方式可提升再生砖混透水混凝土的宏观力学强度,而透水性能随之降低;同时,随着粉煤灰替代率的增大,再生砖混透水混凝土的宏观力学强度整体呈不断增强趋势,透水系数与有效孔隙率则逐渐减小。最后,通过SEM扫描电镜观测不同龄期不同试验组别的微观形貌与水化产物,结合EDS能谱分析手段进行元素种类与含量分析,对两种性能提升方式的改善机理进行分析。
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