基于正交试验,以陶瓷再生粗砂、特细砂、普通水泥和粉煤灰制备再生砂浆,研究了陶瓷再生粗砂取代率、水胶比和粉煤灰取代率对砂浆抗折强度的影响,通过极差和方差分析得出了各因素的影响主次顺序和优选方案,并进行了机理分析。

以废弃陶瓷破碎为颗粒较粗的细骨料,即陶瓷再生粗砂,利用其与本地特细砂掺配使用以达到对特细砂改性的目的。针对两种砂的不同特点,通过计算确定了陶瓷再生粗砂的合理掺量范围和最佳掺量。

根据弹性力学基本方程,研究了均匀干燥过程中水泥基材料弹性模量对径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布的影响,分析了其机理,探讨了圆环抗裂试验方法定量化的途径。

在弹性力学基本方程的基础上,研究了不均匀干燥时钢芯壁厚对径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布的影响规律,并将其结果与均匀干燥情况进行了比较。通过比较发现,当钢芯壁厚较薄时,不均匀干燥时的最大环向拉应力大于均匀干燥时的最大环向拉应力;当钢芯壁厚较厚时,不均匀干燥时的最大环向拉应力小于均匀干燥时的最大环向拉应力。临界钢芯厚度随水泥基材料弹性模量的增大而增大。

通过试验研究了水泥石干缩变形和失水率随着可再分乳胶粉掺量的变化规律,并通过红外光谱分析研究了可再分胶粉对硬化水泥石干缩变形的作用机理。试验结果表明,随着胶粉掺量的增多,水泥石失水率变化不大而干缩率变化较大。

将废混凝土、废砖再生粗砂和特细砂混合后得到建筑垃圾再生混合砂,研究了水胶比、建筑垃圾再生粗砂取代率和粉煤灰取代率对砂浆性能的影响,通过正交层次分析、方差分析和综合评分法,得出再生砂浆的最佳配合比。结果表明,水胶比和粉煤灰取代率是影响再生砂浆性能的主要因素,粉煤灰取代率增大对再生砂浆强度具有较大的劣化作用,建筑垃圾再生粗砂取代率对砂浆稠度的影响较大,对抗压强度和抗折强度的影响最小。

为实现建筑垃圾的再生利用和特细砂的大宗利用,将废混凝土再生粗砂、废砖再生粗砂分别与特细砂掺配,得到建筑垃圾再生混合砂,研究其对混凝土表观密度、和易性、抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。试验结果表明,建筑垃圾再生混合砂替代天然砂配制混凝土,可达到设计和易性和强度要求,并有利于降低容重;废砖再生混合砂混凝土的韧性优于普通混凝土,而废混凝土再生混合砂混凝土的韧性劣于普通混凝土。

从宏观和细观两个尺度分析了混凝土抗裂性能与骨料体积含量和骨料弹性模量的关系。研究结果表明,增加骨料体积含量,采用弹性模量较高的骨料,可以减小混凝土的干缩变形,但不能提高混凝土的抗裂性能。采用弹性模量较高的骨料使得宏观干缩应力和细观干缩应力都有所提高。增加骨料体积含量使得宏观干缩应力向细观干缩应力转变。提高混凝土的抗裂性能应该注意宏观干缩应力与细观干缩应力之间的平衡,并给出了建立这种平衡的思路。

将废陶瓷破碎成细骨料,部分取代特细砂配成废陶瓷再生混合砂。固定稠度和胶砂比,通过试验,对比了陶瓷再生混合砂砂浆、天然中砂砂浆、特细砂砂浆和陶瓷再生粗砂砂浆的抗压强度、抗折强度和干缩性能的差异。结果表明,陶瓷再生混合砂砂浆能够达到工程应用的强度要求且后期强度较高;其相对脆性低、干缩小,有利于提高抗裂性。

通过不同骨料砂浆干缩性能对比试验,研究了废陶瓷再生骨料对砂浆干缩性能的影响规律。采用正交试验,研究了废陶瓷再生粗砂取代率、粉煤灰取代率和水胶比对废陶瓷再生混合砂砂浆干缩性能的影响规律。结果表明,废陶瓷再生骨料有利于降低砂浆的干缩。废陶瓷再生粗砂取代率是影响废陶瓷再生混合砂砂浆干缩的主要因素。粉煤灰取代率在7d以前对砂浆干缩的影响较大,7d以后影响变小,粉煤灰取代率为10%时对废陶瓷再生混合砂砂浆干缩影响最大。