廢陶瓷再生粗骨料混凝土優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)與工程建設(shè)的快速發(fā)展,一方面,廢陶瓷日益增多,給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染;另一方面,混凝土用材量大,一些地區(qū)已出現(xiàn)砂、石資源短缺,這些問(wèn)題引起土木工程界高度重視。研究發(fā)現(xiàn)陶瓷具有強(qiáng)度低、孔隙率高、吸水率大、多針片狀等缺陷,且一面帶釉的特性導(dǎo)致陶瓷骨料-水泥石界面過(guò)渡區(qū)粘結(jié)性能差。本論文針對(duì)上述關(guān)鍵問(wèn)題,依托江西省優(yōu)勢(shì)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃項(xiàng)目“廢建筑陶瓷高效資源化利用關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化研究”(S2010JX00800),開(kāi)展廢陶瓷再生粗骨料混凝

2、土優(yōu)化設(shè)計(jì)研究,主要工作及成果介紹如下:
　　1.進(jìn)行廢陶瓷再生粗骨料基本特性研究,試驗(yàn)表明:再生粗骨料級(jí)配合理,處在碎石(5~25mm)顆粒級(jí)配范圍內(nèi),在顆粒級(jí)配層面上利用廢陶瓷研制再生粗骨料是可行的;再生粗骨料壓碎指標(biāo)值高于原碎石骨料,說(shuō)明再生粗骨料自身強(qiáng)度低;再生粗骨料孔隙率和吸水率均比原碎石骨料大,而其表觀密度和堆積密度均比原碎石粗骨料小。
　　2.針對(duì)廢陶瓷再生粗骨料基本特性,采用“稀釋界面劑浸泡再生粗骨料,以強(qiáng)化

3、骨料”的方法,對(duì)比研究硅烷偶聯(lián)劑KH-550、DS-302混凝土界面處理劑對(duì)再生粗骨料混凝土28d抗壓強(qiáng)度的增強(qiáng)作用,研究結(jié)果表明:經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑KH-550處理的再生混凝土抗壓強(qiáng)度較未經(jīng)處理的再生混凝土提升約45％,較DS-302混凝土界面處理劑處理的再生混凝土提升43%,選用硅烷偶聯(lián)劑KH-550為陶瓷再生粗骨料表面強(qiáng)化處理劑。
　　3.針對(duì)陶瓷骨料-水泥石界面過(guò)渡區(qū)粘結(jié)性能差這一特性,從溶液濃度與浸泡時(shí)間兩因素加以控制,采用硅

4、烷偶聯(lián)劑KH-550稀釋浸泡陶瓷再生骨料,進(jìn)行陶瓷骨料-水泥砂漿立方體抗折試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑KH-550溶液濃度為4%,浸泡時(shí)間為100分鐘時(shí),立方體抗折強(qiáng)度最高,即陶瓷骨料-水泥石界面過(guò)渡區(qū)粘結(jié)性能最好,視為再生粗骨料表面強(qiáng)化技術(shù)。
　　4.陶瓷再生粗骨料按上述表面強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行處理,采用不同取代率(0%、15%、30%、45%、60%、100%)等質(zhì)量替代原碎石骨料制備C25強(qiáng)度等級(jí)再生混凝土,測(cè)其抗壓及劈裂抗拉強(qiáng)

5、度,試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著陶瓷骨料取代率的增大,再生混凝土抗壓及劈裂抗拉強(qiáng)度呈遞減趨勢(shì);當(dāng)取代率為60%時(shí),再生混凝土抗壓及劈裂抗拉強(qiáng)度較原碎石混凝土分別提升18.9%、7.99%,視為最優(yōu)取代率。
　　5.陶瓷再生粗骨料按表面強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行處理,以最優(yōu)取代率制備再生混凝土進(jìn)行抗折、棱柱體軸心抗壓、彈性模量及抗氯離子滲透試驗(yàn),并進(jìn)行陶瓷骨料-水泥凈漿體視顯微鏡微觀機(jī)理分析,研究結(jié)果表明:再生混凝土抗折、棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度及彈性模量較原碎

6、石混凝土分別提升1.12%、12.62%、3.2%;經(jīng)表面強(qiáng)化技術(shù)處理的再生混凝土6小時(shí)電通量較原碎石混凝土提升18%,即其抗氯離子滲透能力較原碎石混凝土有所降低,但較未處理的再生混凝土的抗氯離子滲透性能提升1.13倍,進(jìn)一步說(shuō)明再生混凝土工作性能的可靠性;體視顯微鏡微觀機(jī)理分析表明強(qiáng)化技術(shù)能使陶瓷骨料-水泥凈漿界面過(guò)渡區(qū)更平整致密,即增強(qiáng)界面過(guò)渡區(qū)粘結(jié)性能,并探討出“在表面強(qiáng)化技術(shù)處理的基礎(chǔ)上,摻入礦物摻合料,可配置更高等級(jí)廢陶瓷再生