真空成型再生细集料混凝土抗压强度的试验研究.pdf

文章 编号 ： 1 0 0 7 - 0 4 6 X ( 2 0 1 4 ) 0 3 0 0 1 6 0 3 固废剃 器 真空成型再生细集料混凝土抗压强度的试验研究 E x p e r i me n t a l S t u d y o f C o mp r e s s i v e S t r e n g t h o f V a c u u m - S h a p e d R e c y c l e d F i n e A g g r e g a t e C o n c r e t e 石南，吴相豪，王国林 ( 上海海事大学海洋科学与工程学院，上海 2 0 1 3 0 6 ) 摘 要： 真空方法成型再生细集料混凝土有助于抗压强度的提高，真空度为 一 0 0 6一 0 0 9 MP a时抗压强度增速显 著。真空成型可大幅度提 高再生细集料混凝土早期抗压强度：真空度为 一 0 0 9 MP a时，设计强度为 C2 5 的再生细集料混凝土在 3 d龄期后抗压强度就达 2 1 MP a ，2 8 d龄期后强度达 3 1 MP a 。 关键词 ：再生细集料 ；真空 ；抗压强度 中图分类号 ：TU 5 2 8 0 4 1 文献标 志码 ：A 0 前 言 学界一直致力于再生混凝土及其拌合物的工作性能、 物理力学性能和耐久性能的研究。袁承斌，高文达等【 l j用 真空脱水小试件的试验方法研究了真空脱水对掺加粉煤灰 及减水剂的普通混凝土强度的影响。试验说明真空脱水对 普通混凝土抗压强度的提高是有益的，但真空成型方法是 否可以提高再生细集料混凝土的强度，在学界鲜有报道。 本试验特以真空度为独立变量研究其对再生细集料混凝土 抗压强度的影响。 1 试 验 1 1 原材料 水泥：采用海螺牌 P O 4 2 5 硅酸盐水泥。 粗集料： 粗集料选用建筑市场上购买的天然碎石。 天然细集料：天然细集料选用细度模数为 2 8 2的河 砂，属于细砂 。 再生细集料：再生细集料选用路面废弃混凝土，经人 工破碎，然后除杂、筛选、分级、清洗得到粒径范围在 O 1 5 5 0 m m连续级配的再生细集料。 水：采用自来水。 1 2 配合比 试验主要研究真空成型方法对再生细集料混凝土抗压 强度的影响，真空度为主要控制变量，各组试件采取统一 配合比。在再生细集料取代天然砂的比 率为6 0 的基准下， 以水灰比为O 5 7 配制 C 2 5 再生混凝土 由于现行规范还未 给出再生混凝土的配合比设计，所以本次试验参照J G J 5 5 1 6 COALASH 3 2 01 4 2 O l 1 普通混凝土配合比设计规程进行配合比设计。 试验中采用的各组配合比见表 1 ， 4 个试件代表4 种真空度。 表 1 再生混凝土配合 比 k g m 1 3 试验方法 1 3 1 试件制备 按上述配合比制作 1 0 0 m m1 0 0 m m1 0 0 m m立方体 试件。按上述再生混凝土配合比拌制再生混凝土拌合物， 装入模具经震动台震过之后在混凝土未初凝之前将测试试 块置于真空负作用下，用真空机抽真空，使其真空度分别 达到 0 、0 0 4 MP a 、0 0 6 M P a 、0 0 8 MP a 后保持 5 m i n停 止，取出试块历经 2 4 h后拆模，标记编号，拆模后立即 放人养护箱中，设定温度 ( 2 0 2 )、相对湿度为9 5 以 上进行标准养护。 1 3 2 抗压试验 分别于 3 d 、7 d 、2 8 d 养护龄期时从每组 9个试块中 取 3 块，在WA W一 1 0 0 0 C型微机控制电液伺服万能试验机 上测定其强度。该试验机最大加载能力为 1 0 0 0 k N，力控 精度为 1 N 。试验时将试块垂直放置在试验机底座中心上， 并使试件的承压面与试块成型时的顶面垂直，控制加荷速 率为0 5 k N s ，直至试件破坏读取并记录压力峰值。 每个龄期每个配合比的最终强度值的确定应符合下列 规定。 ( 1 )3 个试件实测值的算术平均值作为该组试件的强 度值 。 ( 2 )3 个测试中的最大或最小中如有一个与中间值的 差值超过中间值的 1 5 ，则把最大及最小值一并舍去，取 中间值作为该组试件的抗压强度值。 ( 3 ) 如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的 1 5 ，则该组试件的试验结果无效。 测得压力峰值后， 需将其换算成抗压强度，计算公式为： F “= _ 0 9 5 月 式中： 厶“ 混凝土立方体抗压强度 ( M P a ) ； F 试件破坏荷载 ( N)； 试件承压面积 ( m m ) 2 试验结果与分析 在真空度分别为 0 M P a 、一 0 0 3 MP a 、一 0 0 6 MP a 、 一 0 0 9 M P a的环境下成型混凝土测得的 3 d 、7 d 、2 8 d三 个龄期的强度值见表 2 ，c 一 1 、C - 2 、c 一 3 、c 一 4 代表四种 真空度 。 表 2 试块各龄期强度表 MP a 从表 2中可以看出，在再生细集料取代率为6 0 的 基准下，真空环境对再生混凝土的抗压强度有着较为明显 的影响：随着真空度的增加各龄期的再生细集料混凝土抗 压强度呈现逐步增加趋势。与真空度为0的标准试块相比， 真空度为一 0 0 3 M P a 的试块各龄期强度平均增加了约 1 5 5 ； 真空度为_ 0 0 6 M P a 的试块各龄期强度平均增加了约3 6 8 ； 真空度为_ 0 0 9 M P a 的试块各龄期强度平均增加了约6 3 6 。 将不同真空度成型的再生细集料混凝土的抗压强度与 养护龄期之间的关系绘成曲线图，如图1 所示。从图1 中可以 看出，在不同的真空度环境下， 再生细集料混凝土的抗压强 度随着龄期的增加而增大。对比图 1 可以看出，真空环境 可以显著提高再生细集料混凝土的强度增长速率。真空度 为 一 0 0 6 M P a 一 0 0 9 MP a 时强度增速显著，特别是早期 强度的提高，真空度为 一 0 0 9 M P a时，设计强度为 C 2 5的 再生细集料混凝土在 3 d龄期后抗压强度就达 2 1 MP a ， 2 8 d 龄期后强度达 3 1 M P a 。 一真空度为0 M P a 一 真空度为 0 0 3 M P a +真空度为 0 0 6 MP a 一 真空度为 0 0 9 M P a 图 1 不同真空度成型的再生细集料混凝土的抗压强度 与养护龄期之间的关系 真空作业时混凝土拌合物结构改变，表现在其具有初 始强度【 2 _ ，较未真空处理的普通混凝土有较大幅度的提高。 通常一天抗压强度增加 8 0 以上，三天抗压强度增加5 0 以上。这种早强效果有利于混凝土模板的周转效率的提高。 袁承斌 的试验发现真空脱水混凝土中掺加 1 5 的粉煤灰 可提高强度 2 0 一 2 5 ；对真空脱水混凝土，可掺加粉煤 灰和减水剂来提高混凝土强度。 3 结 论 真空脱水混凝土与普通混凝土相比，由于真空脱水的 作用，引起混凝土内部水灰比的降低、孔隙率的减少、孔 的结构和界面粘结力的改善和水化作用的加速，致使混凝 土的物理力学性能有了较全面的改善和提高。在不同真空 环境下成型混凝土，真空度为 一 0 0 3 M P a 时混凝土强度较 标准试块增加 1 5 5 ；真空度为一 0 0 6 M P a 时混凝土强度 较标准试块增加 3 6 8 ；真空度为 一 0 0 9 M P a 时混凝土强 度较标准试块增加 6 3 6 。说明较大的真空度有助于提高 再生混凝土的强度。 参考文献 1 】袁承斌， 高文达珊 昌明， 等 真空脱水对混凝土强度的影响研究 J 混凝土 2 0 0 7 ( 5 ) ： 2 4 2 6 2 】程作渭， 陈章洪 混凝士真空脱水技术 M】 北京： 中国建筑工业出版 社， 1 9 8 6 3 】邱凤山 混凝土真空脱水技术【 M】 南京： 江苏科学技术出版社， 1 9 8 6 作者简介：石南( 1 9 8 9 一) ， 男， 在读硕士， 现从事专业方向： 海工混凝士。 通信地址：上海市临港新城海港大道1 5 5 0 号上海海事大学 邮政编码： 2 0 l 3 0 6 ， E ma i l ：0 5 3 I s h i n a n 1 6 3 c o m 收稿 日期： 2 0 1 3年 1 1 月 1 3日 3 2 0 1 4 粉煤灰 1 7