基于灰色关联分析法构建以再生骨料透水混凝土抗压强度、劈拉强度、孔隙率、透水系数及质量损失率为评价指标的优选模型,计算得到再生微粉掺量与最优指标集的关联程度。结果表明,0、10%和20%三种再生微粉掺量的灰色关联度较高;掺量为0时,再生骨料透水混凝土的强度最高,10%掺量能够改善其耐磨性能;20%掺量能够显著提高其透水性能。

以28 d活性指数为85%的再生微粉按胶凝材料10%、20%、30%加入混凝土中,进行了再生微粉混凝土冻融循环试验及抗硫酸盐侵蚀性能研究。试验结果表明,再生微粉掺量低于20%时,掺量越高,混凝土的抗冻性能越好;通过SEM结果发现,混凝土冻融损坏是因水分子受冻膨胀导致钙矾石结晶裂缝和骨料与晶体间裂缝;再生微粉掺量越高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能越低,且随着侵蚀时间的增加,该效果更加显著;EDS结果表明,干湿循环破坏的混凝土内部S元素急剧增加,形成的碳硫硅钙石膨胀导致混凝土内部产生结构裂缝是混凝土损伤的主要原因。

制备了不同建筑垃圾再生微粉取代率的泡沫混凝土,研究了再生微粉取代率对泡沫混凝土流动度、抗压强度、导热系数、干燥收缩值和吸水率的影响。结果表明,随着再生微粉取代率的增加,泡沫混凝土流动度减小;掺加再生微粉明显降低泡沫混凝土的抗压强度;再生微粉取代率对各密度级泡沫混凝土的导热系数影响不明显;随着再生微粉取代率的增加,各密度级泡沫混凝土的干燥收缩值、吸水率逐渐增大,且其对低密度级泡沫混凝土的吸水率影响更加显著。

研究了Ⅱ级粉煤灰、再生砖粉和再生混凝土微粉的基本性能,对比了再生砖粉和再生混凝土微粉替代Ⅱ级粉煤灰对混凝土工作性和力学性能的影响;并通过改性剂改善混凝土坍损过大的问题,分析了改性剂影响混凝土力学性能的机理。研究结果表明,再生砖粉和再生混凝土微粉在一定细度条件下,其性能与Ⅱ级粉煤灰相当;缓凝剂、激发剂以及部分表面活性剂组成的改性剂对工作性和力学性能具有明显的改善作用;而水化铝硅酸钙对混凝土力学性能有较大的提高作用。

为提高城市生活垃圾焚烧底渣的再生利用价值,以0.18mm通过率和比表面积作为控制指标进行了不同转速、球磨时间的垃圾焚烧底渣球磨对比试验,并采用不同比表面积的底渣再生微粉内掺替代水泥进行胶砂强度试验。结果表明,垃圾焚烧底渣材质较轻且易于研磨,再生微粉的细度容易达到并远大于水泥的细度;在一定范围内提高转速,可提高再生微粉0.18mm通过率和比表面积,有效缩短研磨时间;垃圾焚烧底渣再生微粉具有与水泥类似的化学成分及凝胶活性,最大强度活性指数约为57%;细度对再生微粉的胶砂强度影响较为显著,随微粉细度增加,再生微粉胶砂强度总体上呈现先增加后减小的变化趋势;再生微粉对胶砂早期强度影响较小,但会导致胶砂强度增长速度明显变缓。

为探索建筑垃圾再生微粉用作掺合料的可行性,制备了三种细度的废砖、废混凝土再生微粉,测试其物化性质,并研究不同组成、细度、掺量的再生微粉对水泥胶砂性能的影响。结果表明,组成对水泥胶砂性能影响不大,细度和掺量有较大影响;Ⅱ级再生微粉工作性较好、强度较高;掺量在20%以内对胶砂流动性的降低并不明显,且抗压、抗折强度比分别在85%、75%以上。

建筑垃圾再生微粉各项性能的研究是推进建筑垃圾资源化的重要基础。根据近年来国内关于再生微粉的主要研究成果,对材料来源、制备工艺、工作性能、力学性能和耐久性能等方面进行了综述,并对相关的影响因素进行了探讨分析。

选择机械球磨和化学激发剂双重激发方式,通过胶砂试验,研究了球磨时间、激发剂用量对再生微粉活性的影响,并通过测试活化后再生微粉对水泥胶砂抗压强度的影响来判断再生微粉的最优活化方式。试验结果表明,随着球磨时间的增长,再生微粉平均粒径减小,比表面积增大,有利于其活性的提高;扫描电镜和能谱分析结果表明,再生微粉主要由碳酸钙和二氧化硅组成,这为激发提供最根本可能性;抗压强度结果表明,Na_2SO_4激发效果更好,当激发剂掺量为3%,球磨时间在60 min以上时,可有效地提高再生微粉活性,增活后的再生微粉掺量可扩大至30%左右且能保证了胶砂试块的强度损失控制在15%以内。

研究了实验室破碎废弃混凝土过程中产生的再生微粉的性能,并将再生微粉以不同比例掺入水泥净浆、砂浆及混凝土中,研究其影响规律。结果表明,再生微粉具有潜在活性,可以替代水泥胶凝材料;随着再生微粉取代率的增加,水泥净浆标准稠度用水量增加、凝结时间延迟,水泥胶砂流动度减小;当再生微粉取代率大于20%时,砂浆强度降低明显;当再生微粉取代率为20%时,混凝土各龄期强度均为最高,其28 d抗压强度达到48.16 MPa;随着水化龄期的增加,各取代率下的强度比差异越来越小,再生微粉混凝土后期强度增长较快。

研究了利用建筑垃圾再生微粉作矿物掺合料所配制的混凝土的各项性能。研究结果表明,建筑垃圾再生砂粉有一定的活性,其各项性能指标满足Ⅱ级粉煤灰要求,可作为混凝土矿物掺合料使用。利用建筑垃圾再生微粉配制的C30、C50混凝土,掺量在20%以下时,对混凝土各项性能影响不大,配制出的再生混凝土工作性能和耐久性能与基准混凝土相当。