碎砖类骨料再生混凝土的制备方法及其性能研究

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因开采砂石骨料而造成的资源枯竭问题日益严重,寻找砂石骨料的替代品迫在眉睫。同时我国的工程建设也步入了高峰期,工程建设规模逐年扩大,工程建设过程中产生的建筑垃圾数量也大幅增加,如何管理并有效处理这些废弃物就成为建筑业在其发展中不可回避且必须解决的主要问题之一。鉴于大量的建筑垃圾中,废弃混凝土和废砖约占百分之八十,本课题主要研究将建筑垃圾中的废砖作为再生骨料配制绿色混凝土。将砖混结构拆除后产生的废砖通过处理用于制备再生混凝土,对于维护混凝土材料的可持续发展,环境保护,有着重要的意义。将既有建筑拆除物中废弃的砖块代替部分天然碎石作为粗骨料,并针对碎砖类骨料再生混凝土的配合比设计进行了试验研究。通过配合比的设计、减水剂和掺合料的合理使用,混凝土坍落度的调整等技术措施,制备出碎砖类骨料再生混凝土。配合比设计研究结果表明,针对再生碎砖骨料的吸水率高、坚固性差的特点,采用附加水方法设计碎砖类骨料再生混凝土的配合比比较合理。同时,深入研究了碎砖类骨料再生混凝土的工作性、抗压强度、抗折强度、弹性模量以及耐久性。结果发现利用初步配合比配制的碎砖类骨料再生混凝土的28d抗压强度可以达到C40要求,其中28d抗压强度最高可达到45.28MPa。综合考虑混凝土的和易性和强度,最佳配合比为论文中的Z30F10,即再生骨料掺量为30%,粉煤灰取代水泥掺量为10%。调整坍落度在30mm-60mm范围,再生骨料掺量30%、粉煤灰掺量10%时,配制出来的再生混凝土的抗压强度最高值50.14MPa,表观密度r与立方体抗压强度fcu呈良好的线性关系。采用回归分析方法确定碎砖骨料再生混凝土强度计算公式中A、B值;混凝土弹性模量除砖骨料掺量为50%以外, Z30、Z30F10、Z30F15、Z40等4组达到C40的要求,并推导出抗压强度与弹性模量的关系。耐久性方面主要研究了再生混凝土的抗氯离子渗透性能和抗碳化性能。结果表明,与普通混凝土相比,碎砖类骨料再生混凝土的氯离子渗透系数和碳化深度仅出现轻微增加。随着再生碎砖骨料掺量的增加,混凝土氯离子渗透系数和碳化深度均逐渐增加。
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