【摘 要】
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我国是世界上水泥产量最大的国家,连续多年位居世界第一。国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》中明确提出“加强新型胶凝材料、低碳混凝土、木竹建材等低碳建材产品研发应用”。低碳混凝土的研发及应用无疑成为社会低碳发展中重要一环。再生砖粉由建筑垃圾中的废砖块经过一系列处理得到,是一种粒径小于75μm且具有一定活性的微细粉末。超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete
【基金项目】
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河南省重点研发与推广专项项目“建筑垃圾复合再生微粉性能及其与水泥基材料的作用效果与机理”(202102310255);
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我国是世界上水泥产量最大的国家,连续多年位居世界第一。国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》中明确提出“加强新型胶凝材料、低碳混凝土、木竹建材等低碳建材产品研发应用”。低碳混凝土的研发及应用无疑成为社会低碳发展中重要一环。再生砖粉由建筑垃圾中的废砖块经过一系列处理得到,是一种粒径小于75μm且具有一定活性的微细粉末。超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)尽管拥有强度高、耐久性好等优点,但是胶凝材料用量大、成本高、能耗大等问题一定程度上制约了其应用与发展。将再生砖粉应用于超高性能混凝土是降低UHPC能耗,实现建筑垃圾资源化利用的途径之一。在此背景下,本文利用处理后的再生砖粉作为胶凝材料取代水泥制备超高性能混凝土,研究分析了再生砖粉取代率对超高性能混凝土流动性能、力学性能、收缩性能的影响规律与机理,主要研究结论如下:(1)再生砖粉取代水泥后能够提高UHPC浆体的流动性,随着再生砖粉取代率的增大,各组浆体的流动度呈先增后减的趋势,但增加与降低的幅度皆小于5%,再生砖粉取代率为30%时,UHPC流动度达到200mm,流动性最好。(2)UHPC的抗压强度随着再生砖粉取代率的增大而降低,但各组试件的28d抗压强度均大于120MPa。再生砖粉对于UHPC的强度发展有一定削弱。(3)再生砖粉UHPC的弯曲韧性与抗拉应变变化规律基本一致,皆随着砖粉取代率的增大而先增后减。取代率为40%时,UHPC的弯曲韧性达到最优。取代率为30%时,UHPC的抗拉强度达到最大值8.87MPa,材料表现出良好的应变硬化特征。(4)将再生砖粉作为胶凝材料掺入UHPC能够提高钢纤维与基体的粘结能力,提升了材料的耗能能力。随着再生砖粉取代率的增大,试件的极限粘结强度呈先增后减的趋势,纤维拔出时最大荷载处的做功不断增加,取代率40%时,极限粘结强度达到最大值10.9MPa。(5)再生砖粉颗粒的粒径小于水泥颗粒,且具有多孔特征,不仅作为微集料填充了孔隙,还能参与二次水化反应,进一步优化UHPC的孔隙结构。但砖粉掺量不宜超过40%。(6)再生砖粉UHPC以自收缩为主,干燥收缩占总收缩的15%~26%。再生砖粉降低了 UHPC的自收缩与干燥收缩,自收缩主要发生在前7d龄期,干燥收缩主要发生在前28d龄期。通过试验数据拟合得到的收缩预测模型能够较好的预测UHPC自收缩与干燥收缩发展规律。
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