浙江科技学院土木与建筑工程学院，杭州 310000
将生物炭用于水泥基材料可改善其基本性能，实现固碳的同时丰富了生物质固废资源化利用的途径。为研究山核桃蒲壳生物炭作为细骨料对水泥砂浆性能的影响规律及作用机理，将其以不同体积分数替代细骨料制备砂浆，对水泥砂浆拌合物的流动性、硬化砂浆的微观结构、基本力学性能及保温性能展开试验研究。结果表明：1)拌和时添加25%（占生物炭质量分数）的水作为附加用水，拌合物的工作性最稳定。2)生物炭25%（体积分数）替代砂时，骨料周围可形成良好的浆体握裹及界面过渡区，使砂浆试件抗折强度和抗压强度最高；随着砂替代率的增加，砂浆试件的强度均逐级减小。3)随着生物炭用量的增加，水泥砂浆导热系数呈显著的逐级下降趋势，生物炭的原生孔隙延长了热传导路径，并发挥了慢导热作用，添加生物炭可显著提高水泥砂浆的保温隔热性能。
山核桃蒲壳生物炭 砂浆 细骨料 工作性能 强度 保温性能 carya cathayensis peels biochar mortar fine aggregate working property strength thermal insulation property
1 桂林理工大学土木与建筑工程学院,桂林 541004
2 广西绿色建材与建筑工业化重点实验室,桂林 541004
3 广西壮族自治区分析测试研究中心,南宁 530022
为促进不同粒径再生砖混骨料的多元化利用,本试验采用再生砖混细骨料完全代替石英砂,采用不同掺量聚丙烯纤维制备再生砖混工程水泥基复合材料(ECC),研究其受力破坏特征、强度影响机理及微观结构对力学性能的影响。结果表明:未掺纤维的再生砖混ECC的失效模式为脆性破坏,而掺纤维的再生砖混ECC受拉时具有明显的应变硬化特征,随着纤维掺量的增加,其抗折强度、极限抗拉强度和极限拉应变持续增大,抗压强度呈先增大后减小趋势,表现出良好的延性和韧性破坏特征; 再生砖混ECC的孔隙率在11.28%~13.68%,通过SEM观察,发现纤维与再生砖混ECC黏结性能较好,纤维破坏模式主要为拔出和拉断破坏,开裂后应变硬化拉伸幅度和拉伸强度低于普通ECC混凝土; 新旧浆体界面黏结性能相对薄弱,破坏时微裂缝容易在界面过渡区产生和发展。
再生砖混细骨料 工程水泥基复合材料 应变硬化 聚丙烯纤维 纤维掺量 力学性能 微观结构 recycled brick concrete fine aggregate engineered cementitious composites strain hardening polypropylene fiber fiber content mechanical property microstructure
香港理工大学土木及环境工程学系，香港理工大学碳中和资源工程研究中心，中国 香港 999077
废弃混凝土的产生和大量堆积会造成土地资源浪费及环境污染。在建筑行业内部循环利用废弃混凝土不仅可以缓解自然资源短缺造成的建筑材料成本增加，同时也可以推动解决环境问题。本文以碳化资源化技术为切入点，对废弃混凝土不同粒径组分的研究和利用现状进行了综合评述，其中，主要包括再生粗细骨料的碳化强化和改性、再生微粉的直接碳化活化、再生微粉的高附加值碳化等方面的内在机理与实际应用。通过对现有研究的总结发现，废弃混凝土的碳化资源化不仅可以减少砂石骨料、石灰石和黏土材料等自然资源的消耗，同时可以直接化学固化CO2，推动建材行业“双碳”目标按期实现。
再生粗骨料 再生细骨料 再生微粉 加速碳化 recycled coarse aggregates recycled concrete fines recycled concrete powders accelerated carbonation
1 常州大学城市建设学院, 常州 213164
2 江苏大学土木工程与力学学院, 镇江 212013
考虑到天然砂的日益短缺和废弃混凝土造成的环境危机, 采用不同取代率的再生细骨料(RFA)制备再生细骨料混凝土(RFAC), 分析其在干湿循环下的性能演化规律, 研究其抗氯离子侵蚀性能。结果表明: RFA的加入降低了混凝土的抗压强度, 当RFA质量取代率为100%时, RFAC的28 d抗压强度是普通混凝土的77.0%; 在干湿循环作用下, RFAC自由氯离子含量随着侵蚀深度的增加先增加后减小最后趋于稳定, 并出现明显的氯离子对流区和扩散区, 对流区深度约为5 mm, 且随着干湿循环次数和RFA取代率的增加, 对流区深度也不断增大; 随着干湿循环次数增加, RFAC的孔隙率呈指数增大; 在干湿循环作用下, RFA取代率高的混凝土孔隙率增大更明显, 此为其抗氯离子侵蚀能力变差的原因。
再生细骨料混凝土 干湿循环 抗侵蚀性能 氯离子含量 抗压强度 孔隙率 recycled fine aggregate concrete dry-wet cycle erosion resistance chloride ion content compressive strength porosity
1 福州大学土木工程学院，福州 350116
2 中建海龙建筑科技有限公司，深圳 518110
采用再生细骨料取代质量分数30%河砂制备砂浆，通过预湿处理将再生细骨料含水率处理为其饱和面干吸水率的0%、30%、70%、100%，分别控制拌合用水量或总用水量一致，研究再生细骨料含水状态对砂浆性能及微观结构的影响规律。结果表明，拌合用水量一致时，砂浆流动度随再生细骨料含水率增大而增大，骨料含水状态对养护后期(28 d)力学性能的影响较小；总用水量一致时，砂浆流动度随再生细骨料含水率增大而减小，再生细骨料干燥状态下砂浆28 d力学性能较骨料含水状态下更好。两种用水量控制方案下，采用干燥再生细骨料配制的砂浆抗氯离子侵蚀性能均表现最优，且可达到与普通砂浆相当或更优的水平。微观结果表明，骨料的含水状态对微观结构影响显著，骨料预湿处理会对使新界面过渡区孔隙率增大、平均显微硬度下降，进而对宏观力学及耐久性能产生不利影响。在工程应用中保证流动度的前提下，应尽可能采用含水率低的再生细骨料配制砂浆。
再生细骨料 含水状态 砂浆 流动度 力学性能 抗氯离子侵蚀 界面过渡区 recycled fine aggregate moisture state mortar fluidity mechanical property resistance to chloride ion ingress interfacial transition zone
1 华北水利水电大学土木与交通学院，郑州 450000
2 广东省水利水电科学研究院，广州 510610
制备一种低成本、环保型焚烧垃圾渣超高性能混凝土(UHPC)。根据修正后的Andreasen and Andersen模型进行配合比设计，将处理后焚烧垃圾渣替代河砂，制备不同替换率超高性能混凝土，并对其进行工作性能、力学性能、孔隙特征、水化过程、微观特征以及毒性固结性能测试。结果表明，随着垃圾渣的加入，UHPC的工作性能和抗压强度有所下降，但流动性不低于240 mm，抗压强度不低于117 MPa，累计孔隙含量增加，孔隙大部分分布在＜20 nm无害孔范围内，混凝土界面过渡区裂缝增多，混凝土中锌(Zn)、铅(Pb)和铬(Cr)重金属的离子浸出浓度均低于国标限值，有效地实现了对重金属元素的固结。
焚烧垃圾渣 超高性能混凝土 细骨料 重金属污染 生活垃圾 环境友好 优化配合比 waste incineration slag ultra-high performance concrete fine aggregate heavy metal pollution domestic garbage environmentally friendly optimizing mix ratio
1 商丘工学院土木工程学院, 商丘 476000
2 大连理工大学土木工程学院, 大连 116024
为探索废弃陶瓷作为骨料在混凝土工程中的可行性, 通过室内试验探讨了陶瓷粗、细骨料对混凝土力学性能的影响, 研究了不同陶瓷骨料类型和掺量对混凝土抗压强度、抗折强度和弹性模量的影响, 建立了考虑废弃陶瓷骨料掺量和类型的混凝土力学性能三维预测模型。研究结果表明, 陶瓷粗骨料的内养护作用使混凝土弹性模量和抗压强度平均提高了10.42%~12.28%, 而陶瓷细骨料的掺加使混凝土弹性模量和抗压强度平均降低了7.57%~13.88%。陶瓷粗、细骨料的掺加使混凝土抗折强度平均降低了7.24%~10.52%。另外, 基于室内试验和国内外规范, 得到了废弃陶瓷骨料混凝土力学性能与国内外规范的异同点。建立的三维预测模型适用于类似废弃陶瓷骨料混凝土的力学性能预测, 在一定程度上提高了二维模型的精度。研究结果为废弃陶瓷骨料混凝土的设计和制备提供一定参考, 为绿色环保型混凝土的发展提供了一些借鉴思路。
废弃陶瓷 粗骨料 细骨料 混凝土 力学性能 预测模型 waste ceramic coarse aggregate fine aggregate concrete mechanical property predictive model
