再生粗骨料粉煤灰混凝土砌块力学性能试验研究.pdf

2 0 1 0年第 1 期 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 0 No1 F e b r u a r y 再生粗骨料粉煤灰混凝土砌块力学性能试验研究 黄 伟 ( 1 淮南联合大学建筑工程系， 2 3 2 0 3 8 ； 2 安徽理工大学能源与安全学院， 淮南 2 3 2 0 0 1 ) 摘 要 ： 采用再 生粗骨料配制再生混凝土 ， 研究 了再 生混凝土的力学特征 ， 探讨 了再生粗骨料 掺量对再生 混凝土抗压强度 的 影响 ， 同时对不同粉煤灰 的取代量 和钢 纤维体积率掺量 的混凝 土进行 了抗压强度试验 ， 得 出各组 分掺量的最佳 配合 比， 利用该 配 比进行砌块 的试验研究 。结果发现， 在相同配合 比的情况下 ， 再生混凝土砌块 的抗压强度 比普通混凝土砌块略低 ， 但优化孔型砌块 的抗压强度 比普通砌块要好 ， 有利于在墙体中应用。 关键词 ： 再生粗骨料 、 再生混凝土 、 空 心砌块 、 优化砌块 、 抗压强度 中图分类号 ： TU 5 2 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7I 2 0 1 0 ) 0 1 5 7 - 0 3 0前 言 利用废弃 的混凝 土试 块经裂 解 、 破碎 、 清理 、 筛 分 后并按一定的 比例混合后形成 的再 生骨料 ，来全部或 部分替代天然骨料 配制 而成 的混凝 土称 为再生骨料混 凝土( 以下简称再生混凝土 ) 。虽然再 生混凝 土具有 显著的社会 、 经济 和环保效益 ， 但是其工作性 能和力学 性能都 比相同配比的普通混凝土差【 1 。 通过掺人粉煤灰 和其他掺合料对再生混凝土进行改性 ，使之成 为既绿 色环保 ，又能满足力学性能要求 的混凝土是本研究 的 目标之一 。 本文通过再生粗 骨料取 代率 、 粉煤灰取代率 以及不 同体积率掺量的钢纤维对 再生混凝土工作性能 和力学性能 的影响规律的探讨 ， 配制出 了工作性能好 、 力学性能优 良的粉煤灰再 生混凝 土 ，同时利用上述试 验最佳配 比进行混凝土砌块 的研 究 ，得 出粉煤灰和钢 纤维对再生混凝土性能改善的作 用机理 ，同时得 出优 化砌块 比普 通砌块 的受力性能好 ，为粉煤灰再 生混凝 土优化砌块 的应用提供 了技术支持和保障 。 1 试验原材料与配比 1 1 试 验原材料 水泥 ： P 03 2 5级普通硅酸盐水泥 。 粗骨料 ： 粒径 5 - 2 0 mm的碎 石 ， 连续粒径且级配 良 好 。 再生粗骨料 ：强度等级为 C 3 0的废弃混凝土经人 工破碎而成 ， 粒径 5 1 5 ram。 细骨料 ： 普通 中细砂 ， 细度模数 2 6 7 。 粉煤 灰 ： 淮南某 电厂产 I 级灰 。 钢纤维 ： 端 钩型钢纤 维 ， 长 5 0 ra m， 直径 1 0 ra m， 抗 拉强度1 o 0 0 M P a 。 水 ： 普通 自来水。 1 2 试验配 比与试块制作 基金项 目： 淮南联合大学校级科研项 目( 项 目编 号： L Y B 0 9 0 3 ) 。 各 组混凝 土拌 和物均采 用人 工搅拌 ，投料顺 序为 先加入 黄砂和水泥 ，搅拌均匀 ，再加入粗 骨料进 行搅 拌 ， 最后加水搅拌 ， 然后将混凝 土拌 和物注入钢模 ， 2 4 h 后 拆模 立 即放人 养护 室 ，在 标 准养 护条 件下 养护 至 2 8 d后 进 行 立 方 体 抗 压 强 度 试 验 ，试 件 尺 寸 采 用 1 0 0 mmx l 0 0 mmx 1 0 0 mm。试 验基准配合 比为 C： W ： S： G为 1 ： 0 4 5 ： 2： 2 8 。 1 3 试验方法 抗压强度试 验按照 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 进行 ， 试验机 加载速度 5 - 1 O k N ， s 。 2抗压强度 的影响 因素分析 2 1 粉煤灰对抗压强度的影响 图 1 为粉 煤灰对 混凝土立方 体抗压 强度 的影 响 。 由图 1可见 ，粉煤灰掺量对混凝 土的抗压 强度 影响较 大 ， 随着粉煤灰掺量 的递增 ， 混凝 土立方 体抗压强度下 降的幅度越大 ； 在掺量小于 2 0 H ， 混凝 土强度 减少较 小 ， 当粉煤灰掺量大于 3 O 时 ， 混凝 土强度下 降都 比较 多 。由此可见 ， 最佳粉煤灰掺量应控制在 1 5 3 0 。 皇 瞩 图 1 粉煤灰混凝土立方体抗压强度 2 2 钢纤维对抗压强度 的影响 通过与普通混凝土对 比，探讨钢纤维对再生混凝 土抗压性能 的影响 。图 2为钢纤维掺量对混凝 土立方 体抗压强度的影响 ， 图 2表明 ， 钢纤维混凝土立方体抗 一 57 黄伟 再 生粗 骨料 粉煤 灰混凝 土砌 块力 学性 能试 验研究 4结论 ( 1 ) 粉煤灰对混凝土强度影响较大 ， 随着掺量 的增 加 ， 混凝土强度下降幅度 明显 ， 当掺量在 1 5 - 3 0 时 ， 表现 的性能较好 。 ( 2 ) 随着再生骨料掺量的增加 ， 再 生混凝土 的抗压 强度减小 ， 即再生混凝土 的极限承载力在降低。 再生混 凝土立方体试件 的受压破坏过程和破坏模式与普通混 凝 土基本 一致 ，再生混凝土的破坏 面基本上始于天然 或再生粗骨料或水泥凝胶体面的粘结 破坏。 ( 3 ) 钢纤维的掺入对混凝 土抗压 强度提高不明显 ， 但 可以改善混凝土的韧性 ，另外在砌块试 验 中发现试 件 的破坏主要在边角 ，破坏形式也 因为钢纤 维的掺人 而有所不 同， 掺钢纤维 的试件 坏而不碎 ， 没有 掺钢纤 维 的试件随荷载的增大有 明显 的裂缝 ， 且沿着裂缝破碎 。 ( 4 ) 无论普通混凝土砌块还是再生混凝土砌块 ， 在 相 同配合 比的情况下 ，普通砌块 比优化砌块 的抗压 强 度低 。同时优化砌块 比普通砌块更易 于保证砂 浆的饱 满性 ， 确保砌块与砂浆 的连接 良好 ， 有利 于砌块在 承重 墙 中的推广应用 。 参考文献 ： 1 】李坤， 张英华 再生 混凝土粗骨料 的基本性 能试验研 究【 J J 建 筑科 学， 2 0 0 6 ( 1 0 ) 2 】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 ) 3 鲁雪冬， 叶跃忠等 再 生骨料高强混 凝土抗压 强度研究 J 】 _ 路 基工 程 ， 2 0 0 7 ( 4 ) 【 4 】叶禾 再生混凝土 的抗压强度试验研究【 J 】 新 型建筑材料， 2 0 0 6 5 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 J _ 新型 建 筑 材 料 ， 2 0 0 6 8 收稿 日期 ： 2 0 0 9 1 1 1 6 作者简介 ： 黄伟( 1 9 8 0 3 一) ， 男 ， 讲师。 通讯 地址： 安徽省淮南市淮南联合大学建筑工程系 ( 新校 区) 联系电话 ： 1 3 8 6 5 5 4 7 0 0 7 窖 窜 ； I 音夸 夸 k r 鸯 r 宣 一 r 壹 r 专k 妊- 妊 r 窖 一 夸妇 夸 逝， 窜 夸 k 业 窖 坐 自 r 宣 r 窖 r 毫 ， 窜 kr 夸k， 窜 毒 r 9 k - = y , e窜 窜 ( 上接第 5 2页) 的最可几孔径约为 6 O n to， 而高强砂浆 的最 可几孔 径在 1 0 n m左 右 ， 仅为 C 3 0的 1 7 。由此可知 ， 高强砂浆 的 有害孑 L 隙大幅减少 ， 孔结构得 到明显优化 ， 与普通 混凝 土相比 ， 不仅其强度大幅提高 ， 而且其耐久性能也更加 优异。 4结论 ( 1 ) 单掺硅灰或超 细矿粉时 ， 砂浆 的抗压强度随掺 量 的增 加而增加 ，当硅灰或超 细矿粉 掺量达 到 3 0 4 0 ，砂 浆 抗 压 强 度 达 到 1 0 0 MP a ，抗 折 强 度 达 到 2 0 MP a 。单掺粉 煤灰 时 ， 砂浆抗压强度随其掺量增加而 大幅降低。 ( 2 ) 复掺 硅灰 和超 细矿粉 时 ， 其复 掺 比例为 2 ： 3 ， 取代总量为 4 0 时 ， 砂浆的抗压 、 抗 折强度最 高。复掺 硅灰 、 超 细矿粉和粉煤灰时 ， 砂浆抗压强度随粉煤灰掺 量增加 而降低 ，但掺人粉煤灰有 助于提高拌合物 的流 动性 。 ( 3 ) 蒸汽 养护较标 准养护试件 的 7天抗 压强度 提 高 了 4 - 4 0 MP a 不 等 ， 为了获得超高强度 可选择蒸汽养 护 。对高强砂浆孔结构 的分析表 明，高强砂浆 中大 于 5 0 n m 的孔 隙体积率 为 1 5 ，相 比普 通砂浆降 低 了约 5 0 ， 孑 L 结构得到 明显优化 。 参考文献 ： 杨 久俊 ，吴科 如 混凝土科 学未 来发展 的思考 I J 1 混凝土 。 2 0 0 1 【 3 ) ： 3 9 【 2 P i e r r e C l a u d e A i t c i n C e m e n t s o f y e s t e r d a y a n d t o d a y ： C o n c r e t e o f t o m o rro w， C e m e n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h ， 2 0 o 0 ， ( 3 0 ) ： 1 3 4 9 1 3 5 9 3 】 王震宇 ， 陈松来 ， 袁 杰， 活性 粉末 混凝土的研究与应用进展 混凝 土 2 0 0 3( 1 1 ) ： 3 9 4 4 4 】Z HA N G Y u n s h e n g ， S U N We i ， L I U S i n g ， e t a 1 P r e p a r a t i o n a n d D y n a mi c T e n s i l e B e h a v i o r o f C2 0 0 Gr e e n Re a c t i v e p o wd e r Co n c r e t e T r a n s a c t i o n s o f T i a n j i n U n i v e r s i t y 2 0 0 6 ， 1 2 ( 9 ) ： 2 5 8 - 2 6 3 【 5 吴炎海 ， 何雁斌 活性粉末 混凝( R P C 2 0 0 ) 的配制试验研究 中国 公路学报 2 0 0 3， 1 6 ( 4 ) ： 4 4 4 9 6 】 郑文 忠 ，李莉 活性粉末 混凝土配制及其配合 比计算方 法 湖南 大学学报( 自然科学版 ) 2 0 0 9 ， 3 6 f 2 ) ： 1 3 1 7 7 】巴恒静 ， 国爱丽 ， 程志敏 活性 粉末混凝 土配合 比及导 电性 能研 究 混凝 土 2 0 0 8 ( 4) ： 1 1 - 1 8 【 8 】 王震宇 ，王俊亭 ，袁 杰 活性粉末混凝土配 比试验研究 混凝土 2 0 0 6 ( 6 ) ： 8 0 8 5 9 】 屈文俊 ， 邬生吉 ， 秦宇航 活性粉末混凝 土力学性能试验 建筑科 学与工程学报 ， 2 0 0 8 ， 2 5 ( 4 ) ： 1 3 1 8 收 稿 日期 ： 2 0 0 9 1 2 1 8 作者简介 ： 庄其 昌( 1 9 8 5 ) ， 男， 硕士研究 生。 通 讯地址 ： 青 岛市四方 区抚顺路 1 6号 0 0 7信箱 联 系电话 ： 1 5 1 6 5 4 2 9 8 3 5 Ema i l ： z hu a ng q i c h an g 1 2 6c om 一 5 9