【摘 要】
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随着国家可持续发展政策的实施和社会环保意识的加强,建筑垃圾资源化利用研究受到众多学者的关注。再生混凝土应用可有效解决建筑垃圾的环境污染问题,但由于再生骨料具有压碎指标高、吸水率大等缺陷,使其制备的再生混凝土力学性能和收缩性能较差,从而在一定程度上限制了再生混凝土的发展。因此,再生骨料制备技术是制约再生混凝土工程应用与推广的重要前提。本文基于颗粒整形骨料强化法生产的再生粗骨料,协同绿色低碳水泥用以制
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目,51878366,基于多尺度再生材料的绿色混凝土及其性能研究；
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随着国家可持续发展政策的实施和社会环保意识的加强,建筑垃圾资源化利用研究受到众多学者的关注。再生混凝土应用可有效解决建筑垃圾的环境污染问题,但由于再生骨料具有压碎指标高、吸水率大等缺陷,使其制备的再生混凝土力学性能和收缩性能较差,从而在一定程度上限制了再生混凝土的发展。因此,再生骨料制备技术是制约再生混凝土工程应用与推广的重要前提。本文基于颗粒整形骨料强化法生产的再生粗骨料,协同绿色低碳水泥用以制备低收缩绿色再生混凝土,不仅有效缓解了天然资源匮乏的现状,而且显著提升了再生混凝土的性能,对于建筑垃圾的多途径资源化利用具有重要意义。在国家自然科学基金面上项目（51878366）的资助下,本文以简单破碎和颗粒整形处理后的再生粗骨料为主要原材料,高贝利特硫铝酸盐水泥为基本胶凝材料,并掺入部分矿粉和粉煤灰,制备了低收缩绿色再生混凝土,系统研究了胶凝材料体系及用量、再生粗骨料品质和取代率等4种变量因素对其工作性能、力学性能和干燥收缩性能的影响。主要研究工作及结论如下:（1）再生骨料制备技术研究。以简单破碎、简单破碎-颗粒整形和简单破碎-二次颗粒整形分别制得简单破碎再生粗骨料、一次颗粒整形再生粗骨料和二次颗粒整形再生粗骨料,对比研究再生粗骨料的各项性能指标后表明二次颗粒整形再生粗骨料的品质最优,颗粒整形骨料强化技术效果显著。（2）绿色再生混凝土的工作性能研究。以绿色再生混凝土达到相同工作性为前提,随着再生粗骨料品质的提升和取代率的降低,其拌合物用水量逐渐减小,对于简单破碎再生粗骨料,其取代率不宜超过50%。胶凝材料体系变化对绿色再生混凝土用水量的影响较大,由大到小依次为:100%水泥>70%水泥+30%矿粉>70%水泥+30%粉煤灰>70%水泥+15%矿粉+15%粉煤灰,并且随着胶凝材料用量的增加,其拌合物用水量呈现出逐渐增大的趋势。（3）绿色再生混凝土的力学性能研究。绿色再生混凝土的1d抗压强度可达到28d抗压强度的80%左右,表现出快凝快硬、早期强度高、后期强度稳定的优异性能,并且随着再生粗骨料品质的提升和取代率的降低而逐渐增大。绿色再生混凝土的力学性能随着胶凝材料用量的增加而逐渐增强,胶凝材料体系变化对其力学性能的影响程度由大到小依次为:100%水泥>70%水泥+30%矿粉>70%水泥+15%矿粉+15%粉煤灰>70%水泥+30%粉煤灰。（4）绿色再生混凝土强度公式的建立。依据绿色再生混凝土的工作性能和力学性能研究,分别建立了基于再生粗骨料吸水率、压碎指标和表观密度等主要性能指标的多因素Bolomey强度公式和引入再生粗骨料影响因子的强度公式,其中再生粗骨料吸水率在两种强度公式中拟合度最高,其抗压强度最大计算误差分别为10.82%和9.62%。（5）绿色再生混凝土干燥收缩性能研究。通过系统研究绿色再生混凝土的收缩变化规律,相比快硬硫铝酸盐水泥和普通水泥基再生混凝土,绿色再生混凝土的收缩率分别降低了50%～95%和230%～340%,由此显著突出了绿色再生混凝土优异的抗干燥收缩性能,可用于生产低收缩混凝土及其制品。本文利用建筑垃圾和工业固废协同制备了高贝利特硫铝酸盐水泥基再生混凝土,在多因素耦合作用下探索研究了其性能演化规律,所得到的低收缩绿色再生混凝土性能表现优异,所建立的强度计算公式误差小,研究成果为建筑垃圾资源化利用提供了新途径,对于再生混凝土的绿色循环发展具有一定的指导作用。
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