采用再生微粉和工业废渣固化淤泥,研究了固化材料的类型(工业废渣基固化材料A、工业废渣-再生微粉基固化材料B)和掺量(5%、10%、15%、20%)、淤泥含水率(17%、45%、70%)对固化淤泥力学性能的影响,并进行了XRD和SEM分析,探讨了固化机理。结果表明:固化材料B的抗压强度比固化材料A的抗压强度低;固化材料B固化淤泥的无侧限抗压强度比固化材料A固化淤泥的无侧限抗压强度低;随着固化材料掺量的增加,固化淤泥的无侧限抗压强度增大;随着淤泥含水率的增加,固化淤泥的无侧限抗压强度降低;综合考虑经济性、绿色低碳和固化淤泥的力学性能,推荐采用固化材料B作为淤泥的固化材料。

将废弃混凝土制成再生骨料(再生砂和再生石)和再生微粉,研究了再生骨料等体积取代0~100%的天然骨料和再生微粉等质量取代0~20%的水泥对混凝土性能的影响,并进行了微观分析。结果表明:再生骨料的掺入降低了混凝土的工作性,而再生微粉对混凝土工作性的影响不大;掺入适量再生骨料可在一定程度上提高混凝土的抗压强度;仅用再生石取代部分天然石时,再生石的最佳掺量为60%;仅用再生砂取代部分机制砂时,再生砂的最佳掺量为80%;随着再生微粉掺量的增加,试件的抗压强度先增大后减小,最佳掺量为5%。

研究了两种类型的再生微粉(混凝土粉和砖粉)取代部分硅灰对超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)力学性能和微观结构的影响。结果表明:混凝土粉的掺入降低了UHPC的力学性能,而砖粉取代15%硅灰时,UHPC的28 d抗压强度和抗折强度分别达到了130 MPa和24 MPa,略高于基准组;相较于混凝土粉,在UHPC中掺入15%的砖粉能够优化混凝土的内部结构;砖粉良好的微集料填充作用和火山灰效应增强了界面过渡区的黏结性能和水化产物的纳观力学性能,从而改善UHPC的微观结构。

通过正交试验研究了气泡群掺量、再生微粉掺量、水料比和羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)掺量对再生微粉泡沫混凝土性能的影响,并结合功效系数法确定了再生微粉泡沫混凝土的最优配合比。采用SEM和XRD探究了再生微粉泡沫混凝土的微观结构。结果表明:再生微粉泡沫混凝土的抗压强度随着气泡群掺量、再生微粉掺量的增加呈下降趋势,随着水料比的增加呈先上升后下降的趋势,随着HPMC掺量的增加呈上升趋势;再生微粉泡沫混凝土的最优配合比为气泡群掺量4%、再生微粉掺量30%、水料比0.6、HPMC掺量0.07%;再生微粉泡沫混凝土抗压强度的提升主要归因于孔隙细化和HPMC减少了连通孔的产生。

利用废弃混凝土粉磨制作再生微粉作为掺合料应用于水泥混凝土中。研究了再生微粉混凝土的抗冻性及抗碳化性能,同时与粉煤灰及矿粉作为掺合料的混凝土进行性能对比,进一步研究再生微粉与其它掺合料共掺情况下混凝土的耐久性。研究结果表明,控制再生微粉掺量的混凝土抗冻性及抗碳化耐久性能与普通混凝土相当;采用碱性激发剂的再生微粉混凝土、再生微粉与粉煤灰及矿粉双掺及三掺情况下,混凝土的耐久性更优。

通过测试掺用再生微粉浆体的化学结合水、水化热和抗压强度,研究了再生微粉掺量及不同强度废弃混凝土制备的再生微粉对水泥水化性能的影响。结果表明,再生微粉对浆体化学结合水和抗压强度的影响趋势相近;随着再生微粉掺量的增加,浆体化学结合水越来越小,掺用强度高的废弃混凝土制备的再生微粉浆体各龄期化学结合水均明显高于强度较低的废弃混凝土制备的再生微粉浆体;掺用再生微粉降低了浆体最大放热量,且随着掺量的增加,延缓了其达到最大放热量的时间,掺用高强度废弃混凝土制备的再生微粉的浆体最大放热量大于掺用强度较低废弃混凝土制备的再生微粉浆体,但对浆体达到最大放热量的时间影响不大。

基于正交试验,以再生微粉、脱硫石膏、矿渣和钢渣为主要原料,并复掺少量激发剂,探讨了各种矿物成分掺量对新型无熟料胶凝材料强度、安定性、标准稠度需水量和凝结时间的影响,找出了与32.5级复合水泥强度等级相当的无熟料胶凝材料的配合比,并得到了各矿物组成的最佳配合比设计。同时,分别研究了养护条件对不同强度的新型无熟料胶凝材料的影响,当配合比中钢渣含量低于15%时,在标准条件下养护效果最好;当钢渣含量高于15%时,在空气中的养护效果最好。