成型压力及骨料取代率对再生混凝土砌块性能的影响.pdf

全国中文核心期刊 新 癯 建旒 成型压力及骨料取代率对再生混凝土 砌块胜链帕影响 贾艳东 ， 李苓 。 ， 郭小宝 ， 冯博 ( 1 辽宁工业大学 土木建筑工程学院， 辽宁 锦州 1 2 1 0 0 1 2 锦州九盛建筑安装有限公司， 辽宁 锦州 1 2 1 0 0 1 ) 摘要 ： 再生骨料取代率对混凝土空心砌块的抗压强度存在一定的影响。当再生粗骨料取代率从 3 0 增加到7 0 时， 砌块的抗 压强度随着再生骨料取代率的升高而逐渐 降低 。在相同的配合 比和再生粗骨料取代率下， 在砌块制作过程中适当加压 ， 可 以提高混 凝土空心砌块的抗压强度并减小干缩变形， 较低压力成型后， 再生粗骨料取代率分别为 3 0 、 5 0 、 7 0 的混凝 t 空心砌块的抗压强 度等级即可达 MU 5 ， 可用 于承重 、 非承重墙 ， 但对不 同取代率应选择合适的成型压力。 研究结果表明， 选择 5 0 再生骨料取代率以及 合适 的成型压力生产砌块 ， 既能保证再生骨料 的利用和砌块强度， 又使砌块的收缩变形与天然 骨料砌 块的收缩变形接近 ， 与 1 0 0 的再生骨料砌块相比可以减小墙体裂缝宽度 。 关键词： 成型压力； 再生骨料取代率； 再生混凝土砌块； 抗压强度； 收缩变形 中图分类号 ： T U 5 2 2 3 + 4 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 0 ) 0 5 一 O 0 3 0 0 4 T h e i mp a c t o f f o r m i n g p r e s s u r e a n d a g g r e g a t e s u b s ti t u t i o n r a t e o n p e r f o r m a n c e o f r e c yc l e d c o nc r e t e ho l l o w bl oc k J I A Y a n d o n g ， L I L i n g ， GUO Xi o o b a o ， F ENG B o ( 1 Co l l e g e o f Ci v i l En g i n e e rin g a n d Ar c h i t e c t ur e ， L i a o u i n g Un i v e r s i t y of Te c h n o l o g y， J i n z h o u 1 21 0 01 ， L i a o n i n g， Ch i n a ； 2 J i n z h o u J i u s h e n g Co n s t r u c t i n s t a l l a t io n En g i n e e rin g C o L t d ， J i n z h o u 1 21 0 01 ， L i a o n i n g， Ch i n a ) Abs t r a c t ： T h e s u b s t it u t i o n r a t e o f r e c y c l e d a g g r e g a t e h a s a c e r t a i n i n flu e n c e o n t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f c o n c r e t e h o l l o w b l o c k T h e c o mp r e s s i v e s tr e n g t h of bl o c ks g r a d u a l l y r e d u c e s w h i l e 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 s u b s t i t u t i o n r a t e i n c r e a s e s f r o m 3 0 t o 7 0 I n t h e s a l n e c o n c r e t e mi x r a t i o a n d r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e s u b s t i t u t i o n r a t e ， a p p r o p ri a t e p r e s s u r e i n t h e p r o d u c t i o n p r o c e s s c a n i mp r o v e t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f c o n c r e t e h o l l o w b l o c k a n d r e d u c e s h rin kage d e f o r ma t i o n Th e c o mp r e s s i v e s t r e n gth c l a s s o f c o n c r e t e h o l l o w b l o c k o f 3 0 ， 5 0 ， 7 0 r e c y c l e d c o a r s e aggre g a t e s u b s t it u t i o n r a t e i n l o w e r f o rm i n g p r e s s u r e c a n r e a c h MU5， a p p l i c a b l e f o r l o a d be a ri n g wa l l a n d n o n l o a d b e a r i n g wal1 Ho we v e r ， a n a p p r o p riate f o rm i n g pr e s s u r e s h o u l d b e c h o s e n for d i ff e r e n t s ub s t i t u t i o n r a t e Re s e a r c h s h o ws t h a t rec y c l e d a g g r e g a t e s u b s t i t u t i o n r a t e of 5 0 a n d a p p r o p ria t e f o r mi n g p r e s s u r e c a n n o t o n l y g u a r a n t e e t h e u s e o f r e c y c l e d a g g r e g a t e a n d t h e c o mp r e s s i v e s t r e n gth of b l o c k s ， b u t a l s o ma k e t h e s h rin k a g e d e f o rm a t i o n o f r e c y c l e d a g g r e g a t e b l o c k s a p p r o a c h that o f t h e n a t u r a l a g g r e g a t e b l o c k s Me a n w h i l e ， t h e c r a c k wi d t h o f wall b u i l t wi t h 5 0 r e c y c l e d ag g r e g ate c o n c r e t e b l o c k i s s ma l l e r t h a n t h a t o f wall b u i l t wi t h 1 0 0 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 b l o c k Ke y wor ds： f o r mi n g p r e s s u r e； r e c y c l e d a g g r e g a t e s u b s t i t u t i o n r a t e ： rec y c l e d c o n c r e t e b l o c k； c o mp r e s s i v e s t r e n gth； s h ri nk a g e d e - for ma t i o n 0 前言 目 前城市化建设进程步伐逐渐加大， 有越来越多的建筑 物需要拆除， 伴随拆除而来的是大量的废旧混凝土。利用废 弃混凝土作为砌块的骨料将会很好地解决开山取石、 江河挖 收稿 日期 ： 2 0 0 9 一 l 1 2 5 作者简介： 贾艳东， 男， 1 9 6 9年生 ， 辽 宁凌海人 ， 教授 ， 研究方 向： 钢筋 混凝土 结构 、 组合 结构等 。 电话 ： 0 4 1 6 - 41 9 9 3 0 6 ， E ma i l ： j y d 3 3 0 1 0 6 s i n a c o rn。 3 0 新型建筑材料 2 0 1 0 5 砂造成的资源枯竭和环境破坏问题。我国在再生混凝土空心 砌块的研究上取得了一定的成果， 同济大学的肖建庄等人对 再生混凝土空心砌块及其砌体受压性能进行了研究， 得到了 有价值的经验， 但研究中再生混凝土砌块的制作均采用与天 然骨料砌块一样的砌块机 ， 砌块中废弃混凝土作为骨料的 比例为1 0 0 。废弃混凝土块作为再生骨料在解体破碎过程 中， 其内部往往会产生一定的裂纹， 采用现有的砌块机生产砌 块， 其成型压力对再生混凝土砌块强度、 湿涨干缩性能的影响 与天然骨料砌块相比势必会有差异。另外， 不同再生骨料替 代率的混凝土砌块的性能研究也较少。本文针对不同再生骨 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 贾艳东， 等： 成型压力及骨料取代率对再生混凝土砌块性能的影响 料替代率的混凝土砌块， 初步探讨了成型压力对砌块强度、 湿 涨干缩性能的影响。 l 试验 1 1 原材料 细骨料采用天然河砂。 天然粗骨料为天然碎石。 再生粗骨 料采用锦州市辽工东苑小区拆除的废弃混凝土，该混凝土设 计强度等级C 2 0 ， 2 0 0 1 年 l 1 月建成， 2 0 0 8 年5 月因改造室外 台阶拆除。经颚式破碎机破碎后， 筛出粒径在5 1 0 m m的粗 骨料， 用水对其进行冲洗， 去除表面附着的水泥浆粉末， 晒干 备用。水泥采用锦州生产的渤海牌4 2 5 级普通硅酸盐水泥。 粉煤灰为锦州热电厂 级粉煤灰。 水采用自来水。 不同替代率 的再生混凝土砌块的配合比见表1 。 表 1 再生混凝土砌块的配合比 k g m 1 2 试件设计与制作 1 2 1 强度试验 振动成型试件共制作4 组 1 2 个试块。 再生粗骨料取代率 分别为0 、 3 0 、 5 0 、 7 0 的试块6 1 各3 块， 试件尺寸均为3 9 0 m m 1 9 0 m m x l 9 0 m m ，试件采取单排双孔设置，孔的尺寸为 1 9 0 m m x l 2 0 m m 1 2 0 m i l l ， 试件肋宽3 0 m m， 壁厚3 5 m m 。 加压 振动成型试件共制作8 组2 4 个试块，分别采用2 0 、 3 0 k N静 载加压成型再生粗骨料取代率分别为3 0 、 5 0 、 7 0 的试块 各3 块， 试件各参数均与振动成型试件相同。需注意的是： 由 于试件在制作过程中需要加压，因此在拌和物第1 次入模时 一 定要控制好加入量， 使入模的拌和物基本在模具高度的l 2 处左右， 防止因加入模具内的拌合物过多， 不能压实。第2 次 拌和物入模后， 在用铁棒进行插捣时， 一定要掌握好力度， 不 能插到、 破坏第 1 次入模并压实的拌合物。 1 2 2 干缩试验 试验分未加压混凝土空心砌块和2 0 k N加压混凝上空心 砌块2 组进行。 每组试验制作天然骨料混凝土空心砌块、 再生 骨料取代为3 0 、 5 0 、 7 0 共4 种砌块。室温养护2 8 d 后进 行试验。 1 3 试验装置及试验方法 强度试验采用WA W 3 0 6 0 0 微机控制电液压伺服万能试 验机进行加载， 最大试验力6 0 0 k N ， 精度满足 1 要求。砌块 湿胀干缩变形测量中， 首先将养护 2 8 d 后的砌块泡湿， 安装 夹式引伸仪，经Y D 一 1 5 动态电阻应变仪接入数据采集系统， 将试件放置实验室中自然干燥， 记录收缩量。 2 强度试验破坏现象 2 1 振动成型不同再生骨料取代率的混凝土 空心砌块破坏现象 对再生粗骨料取代率为0 、 3 0 、 5 0 、 7 0 的混凝土空心 砌块进行抗压强度测试。 试验中发现， 各再生粗骨料取代率混 凝土砌块的破坏模式基本相同，加载初期各砌块均无明显变 化； 随着荷载的增大， 绝大多数砌块率先在边角处出现微细可 见的裂缝； 继续加载， 砌块中间部位开始出现裂缝， 而原有裂 缝进一步扩大， 并顺着已 破坏方向继续延伸， 形成平行于加载 方向的纵向裂缝； 荷载再增加， 裂缝发展很快， 逐步形成上下 贯通的纵向裂缝， 并且砌块表面开始有混凝土脱落， 而此时荷 载却增加不多，但纵向裂缝却继续快速扩张贯通直至完全破 坏。 不同再生骨料取代率混凝土空心砌块的破坏现象见图1 。 ( a ) 天然骨料 ( b ) 再生骨料取代率3 0 ( c ) 再生骨科取代率5 0 ( d ) 再生骨料取 代率7 0 图 1 不同再生骨料取代 率的混凝土空心砌块破坏现象 2 2 加压成型不同再生骨料取代率的混凝土 空心砌块破坏现象 当加载至3 0 一 4 0 极限荷载时， 由于混凝土基本处于弹 性工作状态，因此砌块表面无裂纹；当荷载达到极限荷载的 6 0 7 0 时， 砌块两侧边角处开始出现细微裂缝， 随荷载增 加裂缝逐渐增大， 但裂缝发展很慢； 但当荷载增加到接近极限 荷载时， 裂缝发展迅速， 并且砌块表面开始有混凝土脱落， 继 续加载， 纵向裂缝继续快速扩张贯通， 直至完全破坏。加压砌 块与未加压砌块在破坏现象上存在的明显不同是，当荷载未 达到极限状态前， 加压砌块的破坏现象没有未加压砌块明显， 但荷载一旦达到极限状态，加压砌块的破坏程度要远比未加 压的砌块严重。3 0 k N加压的砌块破坏现象与2 0 k N加压的 N E W BUI L Dl NG MAT E RI AL S 31 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 贾艳 东， 等： 成型压力及骨料取代率对再生混凝土砌块性能的影响 定。曲线的下降段为试块又一次淋湿的变形情况。 由图5 还可以看出， 3 0 d 再生骨料取代率为7 0 的混凝 土空心砌块干缩变形最大，为0 3 2 m m 。再生骨料取代率为 3 0 的混凝土空心砌块干缩变形最小， 为0 。 2 7 m m ， 再生混凝 土空心砌块变形随再生粗骨料取代率的增大而增加，经合理 级配后， 干缩变形相差不显著。5 0 、 7 0 的混凝土空心砌块 干缩变形大于天然骨料混凝土空心砌块变形， 但差别不大。 出 现上述试验结果的主要原因是：混凝土空心砌块的干缩变形 主要由混凝土中的水泥石收缩引起，再生骨料含量大的混凝 土空心砌块的收缩较大是由于其水泥石的比重较大， 导致再生 混凝土空心砌块的收缩随再生粗骨料取代率的增大而增加， 本 试验中再生粗骨料取代率为3 0 的混凝土空心砌块的收缩小 于天然骨料混凝土空心砌块， 这是因为再生骨料的吸水率比天 然骨料高， 小粒径再生骨料中吸收的浆体对再生骨料的“ 内养 护” 效果好， 再生水泥石得到强化， 且取代率为3 0 ， 再生粗骨 料在总体骨料含量上相对较少， 对整体骨料的刚性影响不大， 另外，由于再生骨料混凝土空心砌块中掺有3 0 的粉煤灰， 其填充作用在一定程度上又减小了再生骨料空心砌块的空 隙， 综合上述几方面原因使再生粗骨料取代率为3 0 的混凝 土空心砌块干缩变形小于普通混凝土空心砌块。 3 2 2 加压成型混凝土空心砌块的湿胀干缩变形 2 0 k N加压成型的再生骨料取代率分别为O 、 3 0 、 5 0 、 7 0 的混凝土空心砌块湿胀干缩变形的试验结果见图6 。 O 35 0 3 O 0 2 5 0 2 0 嫖 o _ 1 5 0 1 0 0 0 5 0 图 6 2 0 k N加压成型混凝土空心砌块湿胀干缩变形曲线 由图6 可以 看出， 2 0 k N加压成型的混凝上主心砌块， 在 前 1 5 d 再生骨料取代率为 7 0 的混凝土空心砌块干缩变形 最大， 而后再生骨料取代率为3 0 的混凝土空心砌块变形越 来越明显； 2 0 d 左右变形幅度超过再生骨料取代率为7 0 的 混凝土空心砌块； 3 0 d 后砌块变形也趋于稳定。 曲线的下降段 为试块又一次淋湿的变形情况。 由图6 还可以看出， 3 0 d 后， 2 0 k N加压成型的再生骨料 取代率为3 0 的混凝土空心砌块干缩变形最大， 为0 3 1 m m ； 再生骨料取代率为7 0 的混凝土空心砌块干缩变形为0 3 0 m m ；再生骨料取代率为5 0 的混凝土空心砌块干缩变形为 O 2 5 m m ；天然骨料混凝土空心砌块干缩变形最小，为0 2 4 m m ，与未加压砌块相比收缩均有不同程度降低。2 0 k N加压 后的再生骨料取代率分别为O 、 5 0 、 7 0 的混凝土空心砌块 干缩变形规律与未加压成型的砌块干缩变形规律相同，但再 生骨料取代率为3 0 的混凝土空心砌块却最大， 这是由于低 压力未能使该配合比的骨料更密实，甚至天然骨料间可能存 在空隙， 致使再生骨料取代率为3 0 1混凝土空心砌块的干 缩变形要高于其它混凝土空心砌块。 4 结论 ( 1 ) 再生骨料取代率对混凝土空心砌块的抗压强度存在 一 定的影响。当再生粗骨料取代率从3 0 增加到7 0 时， 砌 块的抗压强度随着再生骨料取代率的升高而逐渐降低。 ( 2 ) 在相同的配合比和再生粗骨料取代率下， 在砌块制作 过程中适当加压， 可以提高混凝土空心砌块的抗压强度， 采用 较低的成型压力， 再生粗骨料取代率分别为3 0 、 5 0 、 7 0 的 混凝土空心砌块的抗压强度等级即可达M U 5 ， 可用于承重、 非 承重墙， 但对不同取代率的砌块应选择合适的成型压力。 ( 3 ) 在再生骨料取代率相同的情况下， 加压成型的再生骨 料混凝土空心砌块的干缩变形要小于未加压混凝土空心砌 块， 加压成型对5 0 取代率再生骨料混凝土空心砌块的干缩 变形影响最大。 综上， 选择5 0 再生骨料取代率以及合适的成型压力生 产砌块， 既能保证再生骨料的利用和砌块强度， 又可使砌块湿 胀干缩变形与天然骨料砌块的接近，与 l 0 0 的再生骨料砌 块相比可以在一定程度上减小墙体裂缝宽度，同时又可实现 再生骨料的利用。 参考文献： 【 l 】 肖建庄， 王幸， 黄键 ， 等 再生混凝土 空心砌块 受压性 能分析 J 1 _ 住 宅科技 ， 2 0 0 5 ( 1 2 ) ： 3 2 3 5 f 2 l2 郝彤 ， 刘立新， 杨广 宁 再生骨料 混凝土多孔砖 的配合 比和基本 性 试验研究 瓦， 2 C , d 7 5 ) ： 0 ： 0 3 】 郝彤 ， 刘立 新 再生骨料混 凝土多孔砖 的研究 开发 J J 工程 质量， 2 0 0 6( 5) ： 4 7 4 9 【 4 14 周贤文 再生骨 料混凝 土空 心砌块 的试验研 究 J 】 混凝 土 ， 2 0 0 7 ( 5 ) ： 8 9- 91 【 5 】 唐晓翠 利用再 生骨料生产混凝 土空心节能砌块 试验研 究 J 】 新 型建筑材料 ， 2 0 0 6( 8 ) ： 1 5 一 l 8 【 6 6 胡敏萍 不 同取代 率再生粗 骨料混 凝土 的力学性 能I J 】 混凝 土， 2 0 0 7 ( 2 ) ： 5 2 5 4 A NE W BUI L Dl NG MAT E RI AL $ 3 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m