利用再生微粉制备的高性能再生混凝土的微观结构及其性能研究.docx

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1、题目：利用再生微粉制备的高性能再生混凝土的微观结构及其性能研究1国内外研究现状1.1国内研究现状目前我国还没有健全的建筑废弃物处理相关法规，这些建筑垃圾的处理方式大都还停留在简单的填埋、堆放阶段，这不仅占用、污染土地，还会污染空气、水资源WL随着垃圾数量的累积，势必会对自然环境造成更加严重的负面影响。鉴于此，再生混凝土技术应运而生，且日益受到各国的高度重视EL但现阶段只有不足5%的建筑垃圾被利用加工成为再生骨料用于配制混凝土，且利用附加值较低I。我国对再生微粉的研究起步较晚，还没有形成系统的相关法规，研究方向主要偏向于于对活性的激发，以及作为矿物掺合料制备的再生混凝土的力学性能、工作性能以及耐

2、久性能等方面的影响研究心。研究表明“7到,再生微粉质地疏松，比表面积较大，含有大量的硬化水泥石、未完全水化的水泥以及具有潜在活性的SiO2,经加工改性后可以作为掺合料部分替代水泥。胡智农等网研究结果表明，再生微粉活性指数为76%。朱有禄等凶通过通过实验表明，再生微粉的活性及胶凝性能都小于矿渣微粉，再生微粉掺量越大，水泥胶砂强度下降越快。攻博期间拟研究方向、探索思路张修勤等国试验结果表明，再生微粉密度小，内部含有大量孔隙，能够明显提高混凝土的需水量，作为矿物掺合料替代水泥时，掺量为10%时对混凝土强度影响很小，但超过10%后，对混凝土的强度影响较大。李建勇等E研究表明，活性微粉和高活性微粉的活性

3、指数分别为72%和99%o冯太等因通过碱激发和研磨细化处理两种激发方法来激发再生微粉活性，结果表明，微粉掺量为20%时，加入3.5%Ca(OH)2和研磨细化两种活性激发方法对提高试件的抗碳化性能有显著作用；当掺量为30%时，两种激发方法无明显作用。刘栋等研究结果表明，碱激发和离心粉磨工序可以有效提高再生微粉的活性，所制备的再生胶凝材料有很高的利用价值。还有学者研究显示刖-31掺再生微粉的再生混凝土的抗冻融能力低于普通混凝土，但是初始开裂时间推迟，最大裂缝宽度、裂缝数量减少，混凝土的早期开裂性能得到改善。1.2国外研究现状建筑垃圾的循环利用技术在国外已较为成熟，日本将建筑垃圾视为“建筑副产品”，

4、对垃圾的处理有一系列完整全面的措施、政策和法律；丹麦于1989年与芬兰、瑞典等北欧国家实施了统一的北欧环境标准；英国在建筑垃圾处理总战略讨论稿中，要在2020年达到建筑垃圾为零的目标HL国外对建筑垃圾的研究主要体现在将再生微粉用于再生水泥的生产及相应制品的性能方面和再生骨料方面的研究，并取得一定成果3】。韩国一家公司将废弃混凝土进行破碎，并把水泥、钢筋和石子分离开来，然后在700C高温下加热再生微粉，并添加一种特殊物质，最后制成再生水泥，此项技术已申请专利。生产出的水泥的强度与普通水泥相差无几，满足强度要求，而且成本较低，利于环保(34L日本一公司将混凝土进行粉碎、加热、摩擦等工艺处理，把废弃

5、混凝土中的砂浆和石子分离，使其变废为宝，得到有效利用H叫AdamM.Knaack36等研究表明，在对再生粗骨料混凝土进行抗弯试验时，再生粗骨料对再生混凝土梁的抗弯和抗剪强度影响较小。J.deBritOl-I等研究结果表明，钢筋混凝土结构中钢筋的作用能够削弱再生骨料对再生混凝土性能的影响，再生骨料是可以用于钢筋混凝土结构中，且不会对结构造成明显的影响。参考文献1张修勤,李秋义,等.再生微粉对混凝土的工作性及力学性能的影响研究J.粉煤灰综合利用,2016(3):36田万溪,李东,孙家瑛.新型无熟料再生微粉矿渣复合胶凝材料的试验研究J.混凝,2016(1):116-126.3李潼,代大虎,龚志起.再

6、生细骨料及矿物掺合料对再生砂浆强度及微观结构的影响J.粉煤灰综合利用,2015(6):6-9.4刘风利,刘俊华.废弃混凝土再生混合砂砂浆性能正交试验研究J.建筑技术,2014,45:341-345.5 KwonE,AhnJ,ChoB,ParkD.AstudyondevelopmentofrecycledcementmadefromwastecementitiouspowderJ.ConstructionandBuildingMaterials.83(2015)174-180.6 GastaldiD,CanonicoF,CapelliL.Aninvestigationontherecycling

7、ofhydratedcementfromconcretedemolitionwasteJ.Cement&ConcreteComposites.61(2015)29-35.7张圣彩,耿欧,赵桂云.再生微粉混凝土的抗压强度及其活性激发J.混凝土,2015(11):49-52.8肖建庄,雷斌.再生混凝土耐久性能研究J.混凝土,2008(5):83-89.9胡智农,杨黎,刘昊.再生微粉混凝土耐久性研究J.混凝土与水泥制品,2013(3):1-5.10朱有禄,邹卫雄,等.再生微粉与矿渣对水泥性能影响的对比分析J.广西大学学报,2016,41(4):1214-1219.11李湮.矿物掺合料对再生混凝土性能

8、的影响研究J混凝土,2013(5):65-68.12刘香,运喜刚，张君瑞,等.再生微粉制备泡沫混凝土的试验研究J.新型建筑材料,2016(3):77-80.13张修勤.再生微粉资源化利用试验研究D.青岛理工大学,2015.14马郁.掺建筑垃圾再生微粉混凝土性能试验研究J.混凝土与水泥制品,2016(10):88-90.15刘琼.再生微粉作为建筑垃圾再生利用新途径的探索J.固废利用,2014(2):24-25.16申健,牛荻涛.再生混凝土力学及抗氯离子渗透性能研究现状J.混凝土,2016(8):67-69.17吕雪源.再生微粉的基本性能及应用D.青岛理工大学，2009.18张利娟.再生微粉-水泥

9、复合胶凝材料的水化性能J.混凝土与水泥制品,2013(6):14-17.19陈雪,李秋义.再生微粉的性能及应用.青岛理工大学学报5,2013,34(3):17-21.20刘栋,刘风东,等.废弃混凝土中再生微粉活性激发的研究J.天津建材,2016(1):29-31.21王海进，耿欧,赵桂云.再生微粉基本性能及胶砂强度的试验研究J.混凝土，2015(8):74-77.22陈雪,李秋义,秦原.再生微粉用于砂浆的试验研究J.建设科技,2010(3):53-54.23赵桂云.混凝土再生微粉基本性能及其活化技术D.中国矿业大学,2014.24肖建庄,雷斌.再生混凝土耐久性能研究UL混凝土,2008(5):

10、83-89.25朱有禄,邹卫雄,等.再生微粉与矿渣对水泥性能影响的对比分析J.广西大学学报,2016,41(4):1214-1219.26李东,李鹏鹏,等.基于工业废渣再生微粉新型无熟料胶凝材料的试验研究J.混凝土与水泥制品,2015(10):94-98.27李建勇，马雪英,等.建筑废弃物再生微粉在混凝土中应用的试验研究J.江西建材,2014(12):244-250.28冯太,耿欧,赵桂云.再生微粉混凝土抗碳化性能的试验研究J.工业建筑,2015,45(11):126-129.29刘栋,张鹏宇,等.建筑垃圾中再生微粉材性表征及潜在活性的激发J.硅酸盐通报,2016,35(8):2635-264

11、1.30赵明,张雄涨永娟.再生混凝土耐久性研究进展J.粉煤灰综合利用,2014:45-48.31刘小艳，金丹，等.掺再生微粉混凝土的早期抗裂性能J.建筑材料学JK,20lOJ3(3):398-408.32李颖，郑胤，陈家珑.北京市建筑垃圾资源化利用政策研究J.建筑科学,2008,24(10):2188-2197.33 Oksri-NelfiaO,MahieuxPY.ReuseofrecycledcrushedconcretefinesasmineraladditionincementitiousmaterialsJ.OriginalArtiCIe.(2016)49:3239-3251.34石莹

12、,杨善顺,连亚明.废弃混凝土再生微粉研究现状J.砖瓦.201(4):47-51.35毛新奇，屈文俊，朱鹏.建筑垃圾再生微粉的研究现状混凝土与水泥制品,2015(8):89-93.36 AdamM,Knaack.BehaviorofReinforcedConcreteBeamswithRecycledConcreteCoarseAggregatesJ.JournalofStructuralEngineering,2014,141(3):B4011009-1-B4014009-12.37 J.deBrito,J.Ferreira,J.Pacheco.Structural,material,mech

13、anicalanddurabilityproperitesandbehaviourofrecycledaggregatesconcreteJ.JournalofStructuralEngineering,2016(6):1-16.2立题依据我国城市建设的迅猛发展和自然资源的快速消耗，迫使资源循环利用成为我国乃至全世界建材研究领域的一个热点问题。对于如何循环利用建筑废弃物，达到回收垃圾、节约资源的目的，学者们展开了长期的研究。近年来，我国城市建设步伐日益加快，建筑行业发展如火如荼，而建筑业是耗用自然资源最高的一个行业，我国水泥产量已连续多年位居世界第一，目前约占世界总产量的1/2。迅猛发展的建筑

14、业对建筑材料的需求量越来越大，而自然资源日渐匮乏。与此同时，在构筑物的新建、改造、拆迁等过程中不可避免地会产生大量废混凝土、废砖、渣土、弃土、弃料等，即建筑垃圾。据统计，目前我国建筑垃圾总量已占城市所有垃圾总量的30%40%,年产量约为15.5亿吨，到2020年我国还将新建住宅建筑300亿平方米，至少产生50亿吨建筑垃圾，如何合理利用建筑垃圾、节约资源已成为一个必须要解决的问题。对于建筑垃圾的回收利用，有学者将废弃混凝土进行粉碎、分级、清洗等工作处理成为再生粗细骨料，然后代替天然骨料配制成新的混凝土或制成各种建筑用砖；也有学者将废弃混凝土进行粉碎过程中得到的粒径小于015mm的粉体一再生微粉，

15、经过加热、研磨、激发剂激发等手段处理后部分替代水泥，从而配制新的混凝土，即再生混凝土。无论将建筑垃圾制成再生粗细骨料还是制成再生微粉加以利用，最终目的都是回收利用建筑垃圾，节约自然资源。建筑垃圾的循环利用技术将会成为越来越热门的话题，也必将会有广阔的应用前景以及巨大的经济效益。3研究目的城市的发展与自然资源的消耗是相互矛盾的问题，要想平衡两者之间的关系，必须要走可持续发展道路。而建筑垃圾是城市发展的必然产物，要走可持续道路，必须要研究开发能够循环利用的可再生建筑材料。将建筑垃圾中的废混凝土经过加工处理，得到粒径小于0.15mm的细小微粒一再生微粉，部分替代水泥来配制新的混凝土，即再生混凝土。本

16、研究旨在寻求一种合理的方案，以改善再生砂浆的微观结构、减少微裂缝及毛细孔、减小过渡区厚度并增加其密实性，最终提高再生砂浆力学性能及其耐久性能，研究再生微粉的颗粒级配对再生砂浆的孔隙率、孔径分布、骨料与凝胶体之间界面过渡区的厚度及密实性等微观结构的影响机理，针对不同类型的再生微粉和欲配制的再生砂浆性能要求，提出最合理的细度指标和级配要求。对建筑垃圾的回收利用，能够使其“变废为宝”，有效地减少建筑垃圾对环境产生的污染，同时节约自然资源，这对国家提倡的可持续发展战略具有重要意义。4研究内容（1）再生微粉的基本性能研究。研究再生微粉细度、化学组成、物理化学性能等指标。（2）再生微粉活性激发研究。通过加

17、入激发剂、物理研磨、加热等方法研究再生微粉的活性激发效果。（3）再生微粉的细度与级配对其本身物理、力学性能的影响研究。通过对再生微粉进行研磨，得到不同细度与级配的再生微粉，然后研究其活性系数、需水量比、流动性损失等指标。（4）再生微粉颗粒级配对再生微粉砂浆、再生微粉混凝土的微观结构及物理力学性能的影响。通过研究分析再生微粉砂浆硬化体的强度、孔隙率、孔径分布、过渡区厚度及密实性等指标，研究再生微粉在不同活性、掺量、细度与级配条件下对再生微粉砂浆及再生微粉混凝土的力学性能及微观结构的影响。（5）再生微粉及矿物掺合料对高性能再生混凝土的微观结构及物理力学性能的影响。研究再生微粉与不同活性系数、细度、

18、级配的矿物掺合料混合掺配后对高性能再生混凝土的力学性能、耐久性及微观结构的影响，确立掺再生微粉和矿物掺合料的高性能再生混凝土配比设计方法。（6）研究再生粗、细骨料、矿物掺合料的种类、掺量等因素对再生混凝土抗压强度、抗冻性能、抗碳化性能等耐久性能及微观结构等的影响规律。5技术路线再生微粉的制备过程见图1,再生砂浆试验见图2,高性能再生混凝土试验见图3。图1再生微粉的制备过程图2再生砂浆试验图3高性能再生混凝土试验6特色创新之处本研究的特色与创新之处在于探索再生微粉的细度、级配、活性及掺量与再生砂浆力学性能及微观结构之间的关系，确立掺加再生微粉的再生砂浆的微观结构与其力学性能之间的联系，对比再生微粉混凝土与高性能再生混凝土的微观结构及力学性能。7研究预期目标1 .提出再生微粉的生产工艺和基本性能；2 .探索出高性能再生混凝土的最优配合比设计方法；3 .高性能再生混凝土的抗压强度等级：C3OC5O;4 .高性能再生混凝土及的抗冻性：F50；5 .高性能再生混凝土的碳化深度：1020mm.