高钛型高炉渣再生混凝土抗压性能试验研究.pdf

8 8 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 第 4 1卷第 3期 2 0 1 5年 6月 高钛型高炉渣再生混凝土抗压性能试验研究 汪 杰 ， 黄 双 华 ， 魏 建 贵。 ， 王 伟。 ( 1 攀枝花学院土木与建筑工程学院， 四川 攀枝花6 1 7 0 0 0 ； 2 “ 工业 固态废弃物土木工程综合开发利用”四川省高校重点实验室， 四川 攀枝花6 1 7 0 0 0 ； 3 西华大学建筑与土木工程学院， 四川 成都6 1 0 0 3 9 ) 摘要： 对强度等级为 C 2 0 、 C 2 5 、 C 3 0且再生粗细骨料取代率分别为0 、 2 5 、 5 0 、 7 5 、 1 0 0 的高钛型高炉渣再 生混凝土试块进行标准抗压强度试验 ， 结果表明： 高钛型高炉渣混凝土抗压强度高于设计要求； 随再生骨料取代率 的提高， 高钛型高炉渣再生混凝土抗压强度降低； 在满足设计强度的条件下， 要求设计强度越高再生骨料取代率越 低。 关键词： 高钛型高炉渣 ； 再生混凝土； 不同取代率； 抗压强度 中图分类号 ： T U 5 0 2 文献标志码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 5 ) 0 3 0 8 8 0 3 0 引 言 攀钢集团在钒钛磁铁矿冶炼时产生的高炉熔渣 在空气中 自然冷却或热泼形成一种致密矿渣 ， 即高 钛型高炉渣。从 2 0世纪 7 0年代开始 ， 高钛渣作 为混凝土骨料逐渐应用在建筑 中， 近年 随着针对高 钛型高炉渣在建材中应用的深人研究， 其在攀枝花 地区建设 中的应用得 到大力推广 J 。随着城市 化 建设 的深入 ， 越来越多的建筑固态废弃物产生 ， 主要 来源于房屋建筑、 道路重建等。攀枝花地区的建筑 固态废弃物有 其独特 的性质 ： 富 含高钛型高炉渣 。 大量的建筑 固态废弃物很难 自行分解 ， 还会 占用大 量土地 、 污染环境 。现今 ， 建筑 固态废弃物最大的处 理方式就是作为再生骨料在建筑上再次使用 ， 不仅 解决了处理 固态废弃物 占用大量 土地 、 污染环境 的 问题， 还节约了大量的建筑材料， 不用大量开采砂、 石 。普通建筑固态废弃物作为再生骨料 的应用的研 究 已经非常成熟 ， 但 由于攀西地区建筑固态废弃物 的特殊性 ， 其作 为建材 的应用研 究现还无 人开展。 笔者通过标准抗压强度试验对 C 2 0 、 C 2 5 、 C 3 0高钛 型高炉渣再生混凝土不 同再生骨料取代率抗压强度 进行研究 。 1 试验设计及 实施 1 1 方案设计 为研究常用强度等级( C 2 0 、 C 2 5 、 C 3 0 ) 高钛型高 收稿 日期 ： 2 0 1 3 -0 8 1 9 作者简介 ： 汪杰 ( 1 9 8 8一) ， 男 ， 硕士 ， 助教 ， 主要从事高钛渣 混凝土 和昔格达加筋灰土方面的研究。 基金项目： 四川省高校重点实验室资助项 目( S C F Q WL Y 2 0 1 3 0 2 ) Ema i l ： w a n gl e 5 4 2 9 2 5 6 0 5 1 2 6 m 炉渣再生混凝土的抗压强度随不同取代率的变化规 律 ， 在实验室条件下对 1 5组 4 5个标准试块进行抗 压强度试验研究。试验方案设计见表 1 。 表 1 试验方案设计 1 2 试验材料 原生高钛型高炉渣砂、 石材料： 攀钢集团生产的 慢冷性钛矿渣( 高钛型高炉渣) 。通过筛分试验得： 细骨料细度模数 2 7 1 ， 符合中砂要求 ； 粗骨料符合 5 3 1 5 mm级配要求 。 再生高钛型高炉渣砂、 石材料 ： 攀枝花学院分析 测试 中一 5 , t- 电缆改造工程破碎的高钛型高炉渣混凝 土路面废弃建筑垃圾 ， 用 回弹法配合碳化深度测量 测得其强度平均值为 4 1 6 7 MP a ， 在实验室破碎 、 冲 洗过 1 0 m m筛， 得到再生高钛渣砂、 石材料。筛分 试验得出： 细骨料细度模数 2 7 l ， 符合中砂要求 ； 粗 骨料符合 53 1 5 mm级配要求。 水泥采用攀枝 花某水泥厂 生产 的 P 0 3 2 5 R； 水为实验室 自来水。 1 3 配合 匕 设计 根据 J G J 5 5 -2 0 0 0 ( 普通混凝土配合 比设计规 程 及攀枝花学院工程结构实验室对高钛型高炉渣 混凝土配合 比的研究成果 ， 对高钛型高炉渣再生混 凝土进行配合 比设计 。配合 比设计 见表 2 。 四川建筑科学研究 第 4 l 卷 C 3 0高钛 型高炉渣再 生混凝 土与强 度等 级为 C 2 0 、 C 2 5时相同， 总体上抗压强度随着再生骨料取 代率的提高而降低， 但不是成线性关系； 再生骨料取 代率为 0 ( 即 C 3 0高钛 型高炉渣混凝 土) 时 ， 2 8 d 抗压 强 度 标 准 值 为 3 8 3 8 MP a ， 为 设 计 强 度 的 1 2 7 9 3 ； 取代率为2 5 、 5 0 时， 标准强度标准值 为 3 3 7 5 MP a 、 3 5 3 4 MP a ， 分 别 为 设 计 强 度 的 1 1 2 5 、 1 1 7 8 ； 当取代率为 7 5 时 ， 抗压强度标 准值2 8 6 3 M P a为设计值的9 5 4 3 ， 略低于设计 要求； 当取代率为 1 0 0 时， 抗压强度标准值 2 3 2 6 MP a 为设计强度 的 7 7 5 3 ， 不满足设计要求 。C 3 0 再生骨料不同取代率高钛型再生混凝土强度标准值 关系如图 5所示 。 图 5 C 3 0不 同取代率再 生混凝土抗压 强度标准值 强度等级分别 为 C 2 0 、 C 2 5 、 C 3 0， 当再生骨料取 代率为 0 ( 即高钛型高炉渣混凝土 ) 时 ， 试件抗压 强 度 标 准 值 分 别 为 设 计 强 度 的 1 7 8 6 5 、 1 6 3 8 8 、 1 2 7 9 3 ， 都远高 于设计强度 ， 验证 了高 钛型高炉渣混凝土抗压强度 比普 通混凝 土高的结 论； 再生骨料取代率为7 5 时， 试验标准值为设计 要求的 1 2 0 1 5 、 1 0 0 6 、 9 5 4 3 ， 高钛型高炉渣 再生混凝土设计强度为 C 2 0、 C 2 5的满足设计要求 ， 设计强度为 C 3 0的不满足设计要求 ； 再生骨料取代 率为 1 0 0 时， 试 验 标 准 值 为设 计 要 求 的 8 9 、 9 4 9 6 、 7 7 5 3 ， 均不满足设计要求 。 试验强度与设计强度的百分比见表3 。 表 3 试验 强度与设 计强度百分 比 O 2 5 5 0 7 5 l 0 0 1 7 8 6 5 l 9 8 6 o 1 51 9 0 1 2 0 1 5 8 9 0 O 1 6 3 8 8 1 3 1 8 4 1 0 2 3 2 l o 0 6 0 9 4 9 6 1 2 7 9 3 1 l 2 5 0 1 1 7 8 0 9 5 43 7 7 53 3 结 论 通过分别对 C 2 0 、 C 2 5 、 C 3 0强度等级且粗 细骨 料取代 率为 0 、 2 5 、 5 0 、 7 5 、 1 0 0 的高钛 型 高炉渣再生混凝 土抗 压强度试验研 究分析对 比可 知 ： 1 ) 取代率为 0 时， 即高钛 型高炉渣混凝土抗 压强度远高于设计要求 ， 性能优异 ； 2 ) 高钛型高炉渣再生混凝土同普通再生混凝 土一样 ， 随着取代率的提高抗压强度称下降趋势 ， 但 不成线性关系； 3 ) 在满足设计强度的前提下 ， 随着高钛 型高炉 渣再生混凝土强度等级的提高 ， 再生骨料 的取代率 降低 ， 强度等级为 C 2 5 ， 取代率为 7 5 时 ， 正好满足 要求 ； 4 ) 相同再生 骨料取 代率高钛型高炉 渣再生混 凝土抗压强度总体上随着强度 等级 的增加而升高 ， 但随着强度等级的提高， 高钛型高炉渣再生混凝土 抗压强度的强度增加程度逐渐降低 ， 由于本 次试验 只配置了 C 2 0 、 C 2 5 、 C 3 0三个常用强度等级 ， 尚不知 高钛型高炉渣再生混凝土能配置的最高强度等级。 参 考 文 献 ： 1 孙金坤 全高钛重 矿渣混 凝土应 用基 础研究 D 重庆 ： 重庆 大学 ， 2 0 0 6 2 黄双华， 陈伟， 孙金坤， 等 高钛高炉渣在混凝土材料中的应 用 J 新型建 筑材料 ， 2 0 0 6 ( 1 1 ) ： 7 1 - 7 3 3 J G J 5 5 2 0 0 o普通混凝土配合 比设计规程 s 4 G B T 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