将废弃混凝土制成再生骨料(再生砂和再生石)和再生微粉,研究了再生骨料等体积取代0~100%的天然骨料和再生微粉等质量取代0~20%的水泥对混凝土性能的影响,并进行了微观分析。结果表明:再生骨料的掺入降低了混凝土的工作性,而再生微粉对混凝土工作性的影响不大;掺入适量再生骨料可在一定程度上提高混凝土的抗压强度;仅用再生石取代部分天然石时,再生石的最佳掺量为60%;仅用再生砂取代部分机制砂时,再生砂的最佳掺量为80%;随着再生微粉掺量的增加,试件的抗压强度先增大后减小,最佳掺量为5%。

利用废弃混凝土再生细骨料及再生微粉,采用静压成型工艺制备了再生混凝土免烧砖,以抗压强度和抗折强度为优化指标,分别对制砖成型工艺与养护工艺进行了研究。结果表明:再生混凝土免烧砖的强度随着成型压力和蒸汽养护时间的增加而增加;再生混凝土免烧砖的强度随着压制速度的增加而呈现下降趋势;最佳成型压力为15 MPa、压制速度为0.6 mm/s、蒸汽养护温度为80℃、养护时间为16 h。在此生产条件下,再生混凝土免烧砖的28 d抗压强度为12.1 MPa。

利用再生技术对废弃混凝土进行破碎加工和筛选,制成再生混凝土骨料,并用于生产钢筋混凝土排水管。结果表明,采用30%再生骨料替代天然碎石骨料时,生产的钢筋混凝土排水管力学性能可满足相关标准要求。

通过开发一种废弃混凝土的分离、筛分装置,对废弃混凝土进行有效的分离与筛分,得到粗、细骨料以及硬化水泥浆体混合料等三种材料。对该混合料进行磨细处理,用于预拌混凝土的掺合料,在与粉煤灰相同掺量的条件下,检测混凝土的相关性能,试验结果表明,硬化水泥浆体混合料细粉可用作混凝土掺合料。

在粗骨料(废弃混凝土)取代率为100%的再生混凝土中分别掺加2%、5%和8%的20目、40目和60目橡胶粉,按照相同的水灰比、砂率、强度等级配制了129个胶粉再生混凝土试件进行室内试验。结果表明,抗压强度随橡胶粉掺量的增加及粒径的减小而降低,抗折强度先增加后降低,而抗冲击韧性和抗冻性得到显著改善;再生混凝土中掺加5%的40目橡胶粉其路用性能最优。

利用废弃混凝土、陶粒为粗骨料,复合硅酸盐水泥并掺加粉煤灰、高效减水剂制成的轻质自保温砌块的新型墙体材料,具有轻质、造价低、高耐久性、高耐火性、保温隔热等特点,可有效改善墙体保温性能,满足寒冷地区节能标准的要求。

废弃混凝土中的硬化水泥浆体是资源、能源消耗最大、环境负荷最重、经济成本最高的部分,本文研究了硅酸盐脱水相的制备及其相关表征,研究表明,硬化后的水泥浆体在经过煅烧处理后能得到一种名为硅酸盐脱水相的物质,该物质遇水后能再次发生水化反应而得到具有强度的硬化结构体,其中以650℃煅烧温度下得到的硬化水泥浆体脱水相水化后强度最大。同时,还对硅酸盐脱水相-硅微粉系的性能进行了研究,为改善脱水相的强度,加入硅微粉进行了改性,发现加入硅微粉后有强度增加的趋势。

采用自行开发的废弃混凝土回收装置,对工程拆除产生的废弃混凝土进行破碎、分离处理,验证了该技术分离废弃混凝土的效果;得到的硬化水泥浆体经磨细后进行了水泥混合材料以及混凝土掺合料的性能试验。试验结果表明,硬化水泥浆体粉活性指数大于65%,具有一定活性,其他性能指标(标准稠度用水量、凝结时间、安定性、流动度比)符合水泥及掺合料有关技术要求,可以作为水泥混合材料及混凝土掺合料使用。

研究了实验室破碎废弃混凝土过程中产生的再生微粉的性能,并将再生微粉以不同比例掺入水泥净浆、砂浆及混凝土中,研究其影响规律。结果表明,再生微粉具有潜在活性,可以替代水泥胶凝材料;随着再生微粉取代率的增加,水泥净浆标准稠度用水量增加、凝结时间延迟,水泥胶砂流动度减小;当再生微粉取代率大于20%时,砂浆强度降低明显;当再生微粉取代率为20%时,混凝土各龄期强度均为最高,其28 d抗压强度达到48.16 MPa;随着水化龄期的增加,各取代率下的强度比差异越来越小,再生微粉混凝土后期强度增长较快。

通过对不同废弃混凝土掺入率、块体粒径的再生混凝土立方体抗压强度试验,研究了两者对立方体试件的破坏形态、抗压强度的影响。结果表明,掺有废弃混凝土块体的混凝土与普通再生混凝土破坏形态不尽相同,其中掺有废弃混凝土块体的混凝土的破坏形态呈不规则凹凸面,脆性破坏;掺入率对抗压强度有较大的影响;随着掺入率的加大,立方体抗压强度下降。通过对试验数据的分析,验证了现行公式,通过引入粘结力降低系数,提出了掺有废弃混凝土块体混凝土立方体抗压强度的简化计算公式。