廢陶瓷再生粗骨料混凝土優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟與工程建設(shè)的快速發(fā)展,一方面,廢陶瓷日益增多,給環(huán)境帶來嚴重污染;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,這些問題引起土木工程界高度重視。研究發(fā)現(xiàn)陶瓷具有強度低、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-水泥石界面過渡區(qū)粘結(jié)性能差。本論文針對上述關(guān)鍵問題,依托江西省優(yōu)勢科技創(chuàng)新團隊計劃項目“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),開展廢陶瓷再生粗骨料混凝

2、土優(yōu)化設(shè)計研究,主要工作及成果介紹如下:
　　1.進行廢陶瓷再生粗骨料基本特性研究,試驗表明:再生粗骨料級配合理,處在碎石(5~25mm)顆粒級配范圍內(nèi),在顆粒級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值高于原碎石骨料,說明再生粗骨料自身強度低;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,以強化

3、骨料”的方法,對比研究硅烷偶聯(lián)劑KH-550、DS-302混凝土界面處理劑對再生粗骨料混凝土28d抗壓強度的增強作用,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化處理劑。
　　3.針對陶瓷骨料-水泥石界面過渡區(qū)粘結(jié)性能差這一特性,從溶液濃度與浸泡時間兩因素加以控制,采用硅

4、烷偶聯(lián)劑KH-550稀釋浸泡陶瓷再生骨料,進行陶瓷骨料-水泥砂漿立方體抗折試驗,試驗結(jié)果表明:當硅烷偶聯(lián)劑KH-550溶液濃度為4%,浸泡時間為100分鐘時,立方體抗折強度最高,即陶瓷骨料-水泥石界面過渡區(qū)粘結(jié)性能最好,視為再生粗骨料表面強化技術(shù)。
　　4.陶瓷再生粗骨料按上述表面強化技術(shù)進行處理,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強度等級再生混凝土,測其抗壓及劈裂抗拉強

5、度,試驗結(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度呈遞減趨勢;當取代率為60%時,再生混凝土抗壓及劈裂抗拉強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化技術(shù)進行處理,以最優(yōu)取代率制備再生混凝土進行抗折、棱柱體軸心抗壓、彈性模量及抗氯離子滲透試驗,并進行陶瓷骨料-水泥凈漿體視顯微鏡微觀機理分析,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)表面強化技術(shù)處理的再生混凝土6小時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,進一步說明再生混凝土工作性能的可靠性;體視顯微鏡微觀機理分析表明強化技術(shù)能使陶瓷骨料-水泥凈漿界面過渡區(qū)更平整致密,即增強界面過渡區(qū)粘結(jié)性能,并探討出“在表面強化技術(shù)處理的基礎(chǔ)上,摻入礦物摻合料,可配置更高等級廢陶瓷再生