建筑垃圾再生细骨料及微粉制备再生砂浆试验研究

摘要

随着中国城市化进程的加快，旧城改造拆迁产生大量的建筑垃圾。建筑垃圾经破碎机破碎后，产生的再生细骨料约占建筑垃圾总质量的30%左右，再生微粉约占建筑垃圾总质量的15%左右。合理利用再生细骨料和再生微粉制备再生砂浆，是解决建筑垃圾围城现象及污染环境问题的有效措施。 本文以分类再生细骨料、再生微粉为原料，分别取代天然砂及作为掺合料配制再生砂浆，并通过振动搅拌工艺及微观形貌分析，探讨分类再生细骨料、再生微粉及振动搅拌对再生砂浆基本性能的影响。具体研究内容和主要结论如下： （1）分类再生细骨料砂浆配合比优化的研究 再生砂浆用水量高于天然砂浆，且Ⅲ类再生细骨料砂浆用水量大于Ⅱ类。再生砂浆单位稠度用水量随再生细骨料取代率的增大而增大；水泥和粉煤灰总量的增加可以减少再生砂浆单位稠度用水量。 对于RM10、RM15砂浆，不管Ⅱ类还是Ⅲ类再生细骨料，水泥和粉煤灰总量是影响其抗压、抗折强度最主要的因素，再生细骨料取代率对抗压强度的影响次之，粉煤灰掺合率对抗压强度的影响最小；而对于抗折强度，粉煤灰掺合率的影响作用大于再生细骨料取代率。 以抗压强度建议配合比作为再生砂浆建议配合比。RM10Ⅱ砂浆的建议配合比为：水泥和粉煤灰总量为303kg/m3，再生细骨料取代率为50%，粉煤灰掺合率为10%；RM10Ⅲ砂浆的建议配合比为：水泥和粉煤灰总量为303kg/m3，再生细骨料取代率为30%，粉煤灰掺合率为10%；RM15Ⅱ、Ⅲ砂浆的建议配合比均为：水泥和粉煤灰总量为370kg/m3，再生细骨料取代率为30%，粉煤灰掺合率为10%。 （2）再生微粉掺合料对再生砂浆性能影响的研究 再生微粉中砖粉含量越大、再生微粉粒径越小，其作为掺合料的再生砂浆单位稠度用水量也越大。 对于再生微粉作为掺合料的再生砂浆3d、7d、28d抗压强度，不同粒径再生微粉中砖粉的最佳含量不同：58-75μm最佳含量为30%，而0-38μm、38-58μm最佳含量为70%；不管何种种类再生微粉作为掺合料的再生砂浆，其28d抗压强度0-38μm粒径时都为最高，即再生微粉粒径越小，其活性效应与填充效应对再生砂浆后期强度影响作用也越大。 随着再生微粉中砖粉含量的增加，不同粒径再生微粉对再生砂浆抗折强度影响规律的趋势不同。再生微粉中再生混凝土微粉含量≥70%时，其作为掺合料的再生砂浆的28d抗折强度随再生微粉粒径的增大而增大，而当再生微粉中砖粉含量≥70%时，其抗折强度随粒径的增大而降低。 （3）振动搅拌工艺对再生砂浆力学性能的影响及其微观形貌分析 同配比条件下，振动拌合方式较普通拌合方式对再生砂浆7d、28d抗压、28d抗折强度增加量均高于天然砂浆，同时RM15Ⅲ砂浆强度增加量也都高于RM15Ⅱ砂浆，这是因为天然砂颗粒圆滑，而Ⅲ类再生细骨料较Ⅱ类再生细骨料表面更为粗糙，内部微裂缝更多，振动搅拌能使水泥浆更充分的包裹骨料，提高骨料与胶凝材料之间的粘结力。 振动搅拌可使次生界面较普通搅拌方式更加密实，粘结更加紧密。同时振动搅拌破坏了水泥团聚，对粘结强度贡献大的C-S-H凝胶的生成起到了有利作用，改善了再生砂浆的微观结构与强度。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题背景与意义

1.1.1 建筑垃圾资源化利用的背景

1.1.2 建筑垃圾资源化利用的意义

1.2 国内外建筑垃圾资源化利用的现状

1.2.1 国外利用现状

1.2.2 国内利用现状

1.3 建筑垃圾再生砂浆研究现状

1.3.1 再生细骨料研究现状

1.3.2 再生微粉研究现状

1.3.3 再生砂浆研究现状

1.4 本文研究的主要内容和技术路线

1.4.1 本文研究的主要内容

1.4.2 本文的主要研究技术路线

2 试验原材料及试验方法

2.1 引言

2.2 试验原材料

2.2.1 水泥及矿物掺合料

2.2.2 细骨料

2.2.3 水

2.3 试验方法及仪器

2.3.1 砂浆拌合物及立方体试块的制备

2.3.2 新鲜拌合物稠度测试试验方法

2.3.3 立方体抗压强度测试试验方法

2.3.4 抗折强度测试试验方法

2.3.5 微观分析方法

2.4 小结

3 分类再生细骨料砂浆配合比优化试验研究

3.1 引言

3.2 试验方案设计

3.2.1 正交试验设计

3.2.2 配合比设计

3.2.3 试验方案

3.3 试验现象及破坏形态

3.4 试验结果及分析

3.4.1 单位稠度用水量分析

3.4.2 抗压强度分析

3.4.3 抗折强度分析

3.5 小结

4 再生微粉掺合料对再生砂浆性能影响的试验研究

4.1 引言

4.2 试验方案设计

4.2.1 配合比设计

4.2.2 试验方案

4.3 试验现象及破坏形态

4.4 试验结果及分析

4.4.1 单位稠度用水量分析

4.4.2 抗压强度分析

4.4.3 抗折强度分析

4.5 小结

5 振动拌合工艺对再生砂浆的力学性能影响及其微观形貌分析

5.1 引言

5.2 试验方案

5.3 试验结果及分析

5.3.1 抗压强度对比分析

5.3.2 抗折强度对比分析

5.4 微观形貌分析

5.4.1 再生砂浆界面结合区微观形貌分析

5.4.2 拌合工艺对再生砂浆界面结合区的影响

5.5 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

个人简历、在校期间学术论文及参与研究项目

致谢