在水泥与脱硫灰总掺量(15.00%)不变的情况下,研究了脱硫灰的种类(重钢脱硫灰、鄂钢脱硫灰)和掺量(11.25%、12.00%)对水泥脱硫灰稳定再生骨料混合料力学性能和耐久性能的影响。结果表明:随着脱硫灰掺量的增加,混合料的无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗压回弹模量均降低;相同脱硫灰掺量下,水泥重钢脱硫灰稳定再生骨料混合料的无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗压回弹模量均比水泥鄂钢脱硫灰稳定再生骨料混合料的低;与纯水泥稳定再生骨料混合料(对照组)相比,水泥脱硫灰稳定再生骨料混合料的抗冻性能较差,但干缩性能有明显改善;水泥脱硫灰稳定再生骨料混合料的重金属浸出毒性符合相关标准要求。

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%。

对比研究了木质纤维、聚丙烯纤维和钢纤维的体积掺量(0、0.3%、0.6%、1.0%)对再生骨料透水砖力学性能和透水系数的影响,并进行了试生产。结果表明:随着纤维掺量的增加,3种纤维增强再生骨料透水砖的劈裂抗拉强度和抗折强度基本均呈增大趋势,且钢纤维的提高效果最好,其次是聚丙烯纤维,最后是木质纤维;掺入纤维虽然降低了再生骨料透水砖的透水系数,但仍满足国标中B级透水系数(≥1.0×10-2cm/s)要求;聚丙烯纤维增强再生骨料透水砖的试生产效果良好。

为研究废弃混凝土与废弃砖再生骨料作为轻交通量公路基层材料时水泥稳定建筑垃圾再生骨料混合料的路用性能,进行了不同龄期的无侧限抗压强度试验、劈裂抗拉试验和抗压回弹模量试验,分析了不同骨料配合比、不同水泥用量对水泥稳定建筑垃圾再生骨料混合料的基本力学性能的影响。结果表明,不同龄期的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗压回弹模量受骨料种类和掺入量的影响较大,掺入混凝土再生骨料含量越多,其混合料强度就较高;含砖量越大,强度越低,但仍能满足现行规范中对基层路用性能的要求。同一种类骨料,水泥用量越高,7 d无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗压回弹模量也越大。水泥用量的增加可提高混合料的无侧限抗压强度,但高含量的废弃砖会降低其强度。

在综合分析国内外再生骨料生产工艺的基础上,针对目前再生骨料生产方面存在的问题,提出了分类回收废弃混凝土,并针对不同类别废弃混凝土,制定各自生产工艺流程的分类专门化再生骨料生产模式与移动式再生骨料生产模式。

为了改善再生骨料混凝土的性能,研究了原生混凝土强度对再生混凝土力学性能及界面区微结构的影响,并对比分析了相同强度等级和水灰比情况下普通混凝土和再生混凝土的力学性能和界面区微观形貌。结果表明:强度等级相同时,为了达到与普通混凝土相同的流动度,再生混凝土中除了加入一定量的附加水之外,还需要加入一定量的水泥浆,且随着原生混凝土强度的增加,水泥浆的加入量逐渐增加;在侧向无限制受压破坏时,再生混凝土与普通混凝土破坏形式基本相同,且原生混凝土强度对再生混凝土的破坏形式影响不大;强度等级相同时,再生混凝土的28 d抗压强度高于普通混凝土,且随着原生混凝土强度的增加,早期强度逐渐降低,28 d强度逐渐增大;水灰比相同时,普通混凝土各个龄期的抗压强度均高于再生混凝土。

利用再生技术对废弃混凝土进行破碎加工和筛选,制成再生混凝土骨料,并用于生产钢筋混凝土排水管。结果表明,采用30%再生骨料替代天然碎石骨料时,生产的钢筋混凝土排水管力学性能可满足相关标准要求。

根据地方废弃物的特点,把铜矿尾砂和再生骨料结合起来,代替砂石应用到普通混凝土中,通过调整外加剂掺量,保持水胶比不变,制作相应试件,测定其抗压强度、抗折强度及耐久性。结果表明,掺铜矿尾砂及再生骨料并未导致混凝土抗压强度及抗折强度明显降低,甚至有所提高。保持水胶比不变,调整铜矿尾砂和再生骨料用量,对混凝土耐久性影响不明显。

为了进一步强化再生骨料、改善再生骨料混凝土的性能,研究了纳米碳化硅改性水玻璃对再生骨料的强化效果,并分析了作用机制。结果表明,纳米碳化硅改性水玻璃对再生骨料的强化作用明显,但会受水玻璃浓度和纳米碳化硅掺量的影响。水玻璃浓度增大,经水玻璃强化处理的再生骨料表观密度和堆积密度先增大后减小,吸水率逐渐降低,含水率逐渐增加,压碎指标先减小后增大;经水玻璃溶液+纳米碳化硅复合强化的再生骨料随着纳米碳化硅加入量的增加,表观密度和堆积密度先增大后减小,吸水率和含水率均先降低后增大,压碎指标先减小后增大。经浓度为30%的水玻璃溶液+0.75%纳米碳化硅浸泡强化的再生骨料,孔隙和裂缝被改性水玻璃填充,再生骨料表面均匀,综合性能较好,拌制的再生混凝土28 d抗压强度较未处理的再生骨料拌制的混凝土提高约45%,较天然骨料拌制...

为了缓解建筑垃圾对生态环境的不利影响,提高建筑垃圾的资源化利用率,使用再生骨料部分替代天然骨料制备了再生混凝土。通过对比分析再生混凝土中天然骨料和再生骨料的界面性能,并研究了骨料的掺配比例对再生混凝土抗压强度、劈裂强度以及变形性能的影响,在尽可能提高再生骨料利用率的基础上,确定了再生混凝土中再生骨料的最优掺配比例。