再生混凝土的基本性能研究.pdf

2 0 1 2年第 3期 3月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT P RODUCTS 2 01 2 No 3 Ma r c h 再生混凝土的基本性能研究 马 静 ， 王振 波 ( 1 宿迁学 院 2 2 3 8 0 0 ； 2 南 京 工业大 学 2 1 1 8 0 0 ) 摘 要 ： 设计并 完成 了在掺 与不掺 减水剂 两种 配合 比下， 再 生粗骨料取代 率分别为 0 、 3 O 、 5 0 、 1 0 0 的再生混 凝土 的和 易性 、 立方体抗 压强度 、 棱柱体抗压强度的相关试验 ， 并 以天然骨料混凝土作 为基 准进行 了对比分析 。 试验 结果表 明 ， 粗 骨料取代 率对混凝土的流动性 、 粘聚性与保水性有 不同的影 响 ， 适量的减水 剂可以增强混凝 土的流动 性 ； 在水灰 比相 同的情况下 ， 再 生粗骨料取代率为 3 0 时再生混凝土立方体抗压 强度和轴 心抗压 强度都高于普通混 凝土 ； 再 生混凝土的抗压强度随龄期的发展 和普通混凝土比较相近 。 关键词 ： 再生混凝土 ； 再生粗骨料取代率 ； 和 易性 ； 立方体抗压 强度 ； 轴心抗压强度 Ab s t r a c t ：T h e wo r k a b i l i t y c u b e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d a x i a l c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e a r e t e s t e d ， w h i c h i s b a s e d o n t h e t e s t e s o f n a t u r al c o n c r e t e T h e p e r c e n t a g e s o f r e c y c l e d a g g r e g a t e a r e 0 ，3 0 ， 5 0 a n d 1 0 0 wi t h o r wi t h o u t s u p e r p l a s t i c i z e r 1 1 1 e r e s u l t s s h o w t h a t r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e r e p l a c e me n t r a t e h a s d i f f e r e n t i n f l u e n c e s o n t h e fl u i d i t y ， c o h e s i v e p r o p e r t i e s a n d w a t e r r e t e n t i o n p r o p e rt y o f c o n c r e t e P r o p e r a mo u n t o f s u p e r p l a s t i c i z e r c a n e n h a n c e t h e fl u i d i t y o f c o n c r e t e I n t h e c a s e o f t h e s a me w a t e r c e me n t r a t i o ， t h e c u b e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d a x i a l c o m p r e s s i v e s t r e n g t h o f r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e a r e h i g h e r t h a n t h e n a t u r al c o n c r e t e wh e n t h e r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e r e p l a c e me n t r a t e i s 3 0 T h e d e v e l o p me n t o f c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e wi th t h e a g e s i s s i mi l ar t o the o n e s o f n a t u r a l c o n c r e t e Ke y wo r d s ：Re c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e ；Re c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e r e p l a c e me n t r a t e ；W o r k a b i l i t y ；C u b e c o mp r e s s i v e s t r e n gth ； A x i a l c o mp r e s s i v e s t r e n g t h 中图分类号 ： T U5 2 8 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7( 2 0 1 2 ) 0 3 - 1 8 0 4 0前 言 在 当代土木建筑工程建设 中， 混凝土几乎成为 不可缺少 的材料 ， 其应用范围之广是其他材料所不 及的。近年来 ， 随着 国民经济持续快速地发展 ， 大量 旧建筑物被拆物被拆除 ， 每年拆 除的旧有 、 新建的 建筑所产生的垃圾约 8 0 0 0万 t 以上 ， 在所有 的建筑 垃圾 中 ， 废 弃混凝 土 的量是 最 大 的 ， 约 占 1 3 1 。随着 我国经济建设步伐 的进一步加快 ， 今后废弃混凝土 块仍有增多的趋势。大量混凝土的使用给环境带来 了两方 面的不 良作用 ： 一方面 ， 生产天然骨料需要 不断开山凿石 ， 消耗大量 自然资源 ， 同时也破坏 了 自然环 境 ； 另 一 方 面 ， 每 年 造 成 的废 弃 混 凝 土逐 渐 增多且数量巨大 ， 带来很多问题 。再生混凝土的应 用是 将来 绿色 混凝 土技 术发 展 的一个 重要方 向。在 再生混凝 土研究利用方 面 ， 国外进行得较早 ， 并相 继出台了一些再生混凝土规范 ， 使得再生骨料大量 基金项 目： 住房和城 乡建设部 2 0 0 8科学技术项 目 2 0 0 8 一 k l 一 1 l ： 再生混凝 土组合结构性 能研究 、 省教育厅 自然科 学项 目 ( 1 1 KJ D 5 6 0 0 0 3 ) 、 宿迁 市 科 技 局 项 目( B2 01 0 0 2 1 ) 。 一 1 8一 运用 于建设之 中。我 国近年来相继进 行了各种研 究 ， 一些论文与相关 书籍 陆续 出现 ， 研究成果越来 越丰富 ， 但仍有很多方面需要补充 ， 并不断进行深 化 。本 文主要 对再 生混凝 土 的基本 性 能进行 试 验研 究 ， 考察其与天然骨料的差异 ， 为再生混凝土性能 研究提供理论依据。 1 试 验 1 1 原 材料 1 1 1 天 然骨 料 本文研究所使用 的天然骨料包括石灰石碎石 和河砂 。天然粗骨料为天然碎石 ， 最大粒径 2 5 mm， 连 续级 配 ； 河 砂 的细度模 数 为 2 6 ， 中粗 砂 。 1 1 2 再 生粗 骨料 再 生 粗骨 料取 自宿迁 老 开 发 区某 工 厂 地 坪 ， 用 筛孑 L 直径 5 c m的锤式破碎机进行破碎 、 筛选。取样 品，用筛分析法分析经过粗略筛选 的再生粗骨料 ， 测得其粒径大小相当于普通二号石子 。该批废弃混 凝土年代较久 ， 技术资料不详 ， 经 回弹实验测得原 地坪强度在 C 2 1 4左右。 本文按照 G B T 1 4 6 8 5 2 0 0 1 马静 ， 王振波 再生混凝土的基本性能研究 建筑用卵石 、 碎石 圈 要求 ， 将所破碎的再生骨料筛 分 ， 如 表 1 所 示 。 表 l 再 生粗 骨料的级 配 再生粗骨料的物理性能指标见表 2 。 1 1 3 其他原材料 本试验所用水泥均采用 P 0 3 2 5级水泥 ，存放 地点干燥通风 ， 比表面积 3 2 1 m 2 k g ； 搅拌水为宿迁市 普通饮用 自来水 ； 所用外加剂为南京某建材厂生产 的 F V N 一 6早强减水剂 。 1 2 混凝土配合 比 再生粗骨料混凝土设计强度等级为 C 2 5 ，鉴于 目前再生混凝土还没统一的配合比设计规范 ， 本试 验采用 天然骨料混凝土的配合 比设计方法 ，按照 J G J 5 5 2 0 0 0 ( ( 混凝土配合比设计规程网 进行。由于 施钟毅、 刑振贤等l 使用减水剂获得 了较好的工作 性和抗压强度 ， 因此 ， 本文采用两种配合 比， 一种掺 加减水剂 ， 另一种不加减水剂 ， 以作比较 。混凝土的 具体配合比见表 3 、 表 4所示。 1 3 再生混凝土的基本性能试验方法 本文采用坍落度筒法测试新拌再生混凝土 的 流动性 ， 按照 G B 5 0 1 5 2 9 2 混凝土结构试验方法标 准规程 同 对混凝土抗压强度进行试验。 表 2 再生粗骨料的物理性能指标 表 4 混凝土 的配合 比( 掺加水泥用量 0 5 的减水剂) 2试 验 结果 与分 析 2 1 和 易性 2 1 1 拌合物的流动性 从图 1可以看 出再生混凝 土坍落 度随再 生粗 骨料取代率变化的情况 。尽管掺或不掺减水剂的混 凝土水灰 比不 同， 但 由于水灰 比低的混凝 土掺加 了 减水剂 ， 增强了一定的和易性 ， 因而 ， 两种水灰 比曲 线 的趋势基本相同 ， 坍落度大小也很接近 。在相 同 水灰 比条件下 ，随着再生粗骨料取代率 的增加 ， 混 凝 土的坍落度逐渐变小 。当再生粗骨料取代率为 1 0 0 时 ， 坍落度降低相对较多。出现 以上情况可能 是再生粗骨料 的吸水率 比天然粗骨料高 ， 在拌制过 程 中， 吸人大量 的拌合用水 ， 从 而导致 实际拌合水 减少 ， 进而影响到混凝土拌合物的坍落度。因此 ， 在 实际应用 中应考虑再生粗骨料的吸水特性 ， 在拌制 过程中适 当补充拌合水 ， 使坍落度能增加到满足施 工要求 。 2 1 2 拌合物 的粘聚性和保水性 由实验现象观察可知 ， 基准混凝土的粘聚性较 好 ， 有少量的泌水现象 ， 而 当再生骨料 的取代率为 5 0 时 ， 新拌混凝土粘聚性好 ， 没有任何泌水现象 ， 但是有骨料外露现象 ， 说明随着再生粗骨料取代率 的增大 ，新拌混凝土的粘聚性和保水性越来越好 ， 这是 由于再生粗骨料表面粗糙 、 孔 隙率高 ， 因而增 一 】 9一 马静 ， 王振波 再生混凝土的基本性能研究 的 增 加 而 增 加 。无 论 对 于何 种 水 灰 比 的再 生 混 凝 土 ， 强度均 比基准混凝土增长幅度大 ， 这可能是 因 为再生粗骨料吸水率和吸水速率都较天然骨料 高 ， 因此 ， 粗骨料能很快被湿润 ， 使得水泥石一 骨料过渡 区的水化速度较快 ， 表现为早期强度较高 7 1 ， 尤其是 掺加减水剂 的再生混凝土， 7 d的抗压强度比不加减 水剂的稍高。此外 ， 当混凝土内部干燥 时， 再生粗骨 料在拌合过程中吸收的一部分水分被释放 出来 ， 这 部分水保证 了随着水泥水化的继续进行 ， 令再生混 善 憩 7 28 龄期， d 图 2冉 生 混 凝 土 立 方 体 抗 压 强 度 与 龄 期 的 关 系 w c = o 5 7 ( 不加减水剂 ) 】 3结论 ( 1 ) 随着再生粗骨料取代率 的增大 ， 新 拌混凝 土 的流动性越来越差 ， 而此时混凝土 的粘聚性越来 越好 ， 保水性越来越好。适量的减水剂可以增强混 凝土的流动性 。合适配合比情况下 ， 再生粗骨料取 代率为 0 - 5 0 的混凝土的和易性能基本满足施工 要 求 。 ( 2 ) 再生混凝土 的抗压强度 随着再生粗骨料取 代率 的变化而变化 ， 不论是否掺加减水剂 ， 其抗压 强度大小排序大致为 3 0 5 0 0 1 0 0 ， 且取代 率为 1 0 0 的再生混凝土与天然混凝土的抗压强度 相差很小 ， 说明适量再生粗骨料 的掺人对混凝土 的 抗压强度有一定 的增强作用。 ( 3 ) 再生混凝土抗压强度 随龄期的发展和普通 混凝土 比较相近 ， 强度随着龄期 的增加而增加 。无 论对于何种再生粗骨料取代率的再生混凝土 ， 强度 均 比基准混凝土增长幅度大 ， 添加减水剂能提 高再 生 混凝 土 的早 期强 度 。 凝土能保持一定 的湿度 ， 起 了“ 内养护 ” 的作用 ， 从 而促进再生混凝土后期强度 的发展 ， 表现这一阶段 再生混凝土的抗压强度增长较普通混凝土的快。 再生混凝土 的立方体抗压强度受龄期 的影 响 与天然骨料混凝土相仿 ，前期强度增长明显 ， 7 d掺 加减水剂 的再 生混凝土立方体抗 压强度可达 2 8 d 时的 7 0 以上 ， 不掺减水剂 的再生混凝土立方体抗 压强度也达6 8 以上。同时 ， 2 8 d以后再生混凝土的 立方体抗压强度还有所增长 ， 不过增长较为缓慢。 4 0 3 5 3 O 螽2 5 想2 O 墨1 5 1 0 ) O 2 8 6 O 龄期， d 图 3再生混凝土立方体抗压 强度 与龄期 的关系 W C = 0 5 4 ( 掺加减水剂) 参考文 献： 1 】 刘婷婷 ， 张涛 再生混凝 土研究现 状与存在 的问题 J 山 东建材， 2 0 0 5 ( 4 ) ： 5 8 6 0 2 】 G B ， I 1 4 6 8 5 2 0 0 1 建筑用卵石、 碎石Xs 北京： 中国标准 出版社， 2 0 0 1 3 J G J 5 5 - 2 0 0 0 ( 普通混凝土配合 比设计规 程 S 】 北京 ： 中国 建筑工业 出版社， 2 0 0 1 4 施钟毅， 李 阳 生混凝 土的试 验研究与工程应用 J 粉煤 灰， 2 0 0 4 ( 4 ) ： 0 3 0 4 5 刑振 贤， 王晓蕾等 正交设计选择粉 煤灰再生混凝 土最佳 配合 t L J 低温建筑技术， 2 0 0 4 ( 1 ) ： 4 - 5 6 】 G B 厂 r 5 0 0 8 1 2 0 0 2 普通混凝 土力学 性能试 验方法标 准 S 】 北京： 中国建 筑工业 出版社， 2 0 0 3 7 】 林俊 再 生混凝土抗压 和梁受弯性 能研究 D 广西： 广西 大学 ， 2 0 o 7 收 稿 日期 ： 2 01 2 01 2 9 作者简 介 ： 马静 ( 1 9 7 9 一 ) ， 女 ， 讲师 。 通讯地址 ： 宿迁市黄河南路 3 9 9号 联 系 电 话 ： 1 3 2 9 5 2 7 4 9 0 6 E - ma i l ： mj i n g s q c e d u c a 一 21一 加 m O