掺废弃塑料颗粒混凝土力学和弯曲变形性能.pdf

第 1 8卷第 1期 2 0 1 5年 2月 建筑材料学报 J OURNAL OF B UI LDI NG MATERI ALS Vo 1 1 8 ， No 1 F e b ， 2 0 1 5 文 章 编 号 ： 1 0 0 7 - 9 6 2 9 ( 2 0 1 5 ) 0 1 0 1 2 3 0 5 掺废弃塑料颗粒混凝土力学和弯 曲变形性能 杨树桐 ， 孙泽 田 ( 中国海 洋大 学 工程 学 院 ， 山 东 青 岛 2 6 6 1 0 0 ) 摘要 ： 采用等体积替代 河砂 的方式将废弃塑料颗粒掺入到混凝 土 中， 废弃 塑料 颗粒掺量分别为胶 凝材料质量的 0 9 6 ， 2 9 ， 6 ， 5 9 6 ， 7 ， 1 0 9 ， 6 和 1 5 测试掺废弃塑料颗粒混凝土 2 8 d干堆积 密度 ， 探究 废 弃塑料颗粒掺量对混凝土力学性能和弯曲变形性 能的影响 结果表明： 与基 准混凝土相 比， 掺废 弃塑料颗粒混凝土 2 8 d干堆积密度有一定程度降低； 随着废弃塑料颗粒掺量的增加， 混凝土 7 ， 2 8 ， 6 0 d立方体抗压强度和 2 8 d轴心抗压强度均呈现先增加而后降低的趋势 ； 随着废弃塑料颗粒掺量 的增加 ， 混凝 土 2 8 d弹性模量呈现明显降低的趋势 ； 与基准混凝土相比， 掺废弃塑料颗粒混凝土弯 曲延性 ( 2 8 d ) 略有 提 高 关键词 ：废弃塑料颗粒；等体积取代 ； 混凝土；力学性能 ；弹性模量 ；弯曲变形性能 中图分 类 号 ： TU5 2 8 1 文献标 志 码 ： A d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 5 0 1 0 2 2 M e c h a ni c a l a n d Be nd i ng De f o r m a t i o n Pe r f o r m a n c e s o f Co nc r e t e wi t h W a s t e Pl a s t i c Gr a n ul e s Ad d e d YAN G Shut o n g ，SUN Ze t i an ( Co l l e g e o f E n g i n e e r i n g ，Oc e a n Un i v e r s i t y o f Ch i n a ，Qi n g d a o 2 6 6 1 0 0，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：W a s t e p l a s t i c gr a nul e s we r e i nt r o duc e d i nt o c on c r e t e a s p a r t i a l r e p l a c e m e nt o f r i v e r s a nd s wi t h e q u a l v o l u me T h e u s e l e v e l s o f wa s t e p l a s t i c g r a n u l e we r e 0 9 6 ， 2 ， 5 ， 7 9 ， 5 ， 1 O a n d 1 5 b a s e d o n t h e ma s s o f c e me n t i n g ma t e r i a 1 Th e 2 8 d d r y b u l k d e n s i t y o f c o n c r e t e wi t h wa s t e p l a s t i c g r a n u l e s a d d e d wa s t e s t e d Th e i n f l u e n c e s o f u s e l e v e l o f wa s t e p l a s t i c g r a n u l e o n t h e me c h a n i c a l a n d b e n d i n g d e f o r ma t i o n p e r - f o r ma n e e s o f c o n c r e t e we r e s t u d i e d Re s u l t s s h o w t h a t t h e 2 8 d d r y b u l k d e n s i t y o f c o n c r e t e wi t h wa s t e p l as t i c gr a nu l e s a dd e d i s l o we r c o m p a r e d wi t h t ha t o f c o nt r o l c o n c r e t e Bot h t h e c u b i c c o m p r e s s i v e s t r e n g t h ( 7， 2 8， 6 0 d )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( 2 8 d )o f c o n c r e t e i n c r e a s e t o t h e ma x i mu m a n d t h e n d e c r e a s e wi t h i n c r e a s i n g u s e l e v e l o f wa s t e p l a s t i c g r a n u l e Th e 2 8 d e l a s t i c mo d u l u s o f c o n c r e t e d e c r e a s e s wi t h i n c r e a s i n g u s e l e v e l o f wa s t e p l a s t i c g r a n u l e Th e b e n d i n g d u c t i l i t y ( 2 8 d )o f c o n c r e t e wi t h wa s t e p l a s t i c g r a n u l e s a d d e d i s s l i g h t l y h i g h e r c o mp a r e d wi t h t h a t o f c o n t r o l c o n c r e t e Ke y wo r d s ：wa s t e p l a s t i c g r a n u l e ；r e p l a c e me n t wi t h e q u a l v o l u me ；c o n c r e t e ；me c h a n i c a l p e r f o r ma n c e ； e l a s t i c mo dul u s；b e nd i ng d e f or ma t i on pe r f o r m a n c e 塑料用品的广泛应用产生 了大量的白色固体废 弃物 ， 传统的填埋和焚烧处理引起 了严重 的环境污 染问题 为实现废弃资源的再生利用 ， 科研工作者开 始探索将废弃塑料颗粒引入到混凝土或砂浆 中 例 如 ， Re b e i z 等 将废弃塑料颗粒作为填料应用 于公 路工程施工 中的沥青混凝土 ， 结果表 明废弃塑料颗 粒掺入可以提高沥青混凝土的韧性 ， 减少裂缝 出现 ； P a n y a k a p o等 。 采用热固性塑料三聚氰胺颗粒制备 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 9 0 9 I修 订 日期： 2 0 1 3 1 1 2 6 基 金项 目t 国家 自然科学基金资助项 目( 5 0 9 0 8 1 3 6 ， 5 1 0 7 9 1 3 6 ) 第一作者 t 杨树 榈( 1 9 7 9 一 ) ， 男 ， 山东青岛人 ， 中国海 洋大学 副教授 ， 博士 主要从 事混凝 土 断裂力学 、 混凝 土结构锚 圃 与加 固理论 研究 E ma i l l s h u t 0 n g y a n g 2 O 1 3 1 6 3 c o rn 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 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 第 1期 杨树桐 ， 等 ： 掺废弃 塑料颗粒混凝土力学和弯 曲变形性 能 1 2 7 弃 塑料 颗粒 混凝 土 自重 低 于 基 准 混 凝 土 ， 弯 曲 延 性 ( 2 8 d ) 略高于基准混凝土 ， 因而其抗震性能( 2 8 d ) 应 r 1 好于基准混凝土 L 。 5 结论 ( 1 ) 随着废弃塑料颗粒掺量的增加 ， 混凝土 2 8 d 干堆积密度有一定程度降低 ( 2 ) 随着废弃 塑料颗粒掺量 的增加 ， 混凝土 7 ， 2 8 ， 6 o d立 方体 抗压 强度 和 2 8 d轴 心 抗压 强 度 均 呈 现先增加而后降低的趋势 ( 3 ) 与基 准混 凝 土相 比， 掺 适量 废 弃塑 料颗 粒 混 凝土的 2 8 d抗折强度显著提高， 韧性明显增大 ( 4 ) 随着废弃塑料颗粒掺量的增加 ， 混凝土 2 8 d 弹性模量明显降低 ( 5 ) 掺废弃塑料颗粒混凝土弯 曲延性 ( 2 8 d ) 较 基准混凝土有一定程度改善 ， 再加之其 自重较低 ， 因 此其抗震性能( 2 8 d ) 应好于基准混凝土 参考文献： 1 2 3 4 3 E 5 3 6 3 7 3 8 REBEI Z K S， CRAFT A P Pl a s t i c wa s t e ma n a g e me n t i n c o n s t r u c t i o n l Te c h n o l o g i c a l a n d i n s t i t u t i o n a l i s s u e s J Re s o u r c e s ， 9 3 C o n s e r v a t i o n a n d Re c y c l i n g ， 1 9 9 5 ， 1 5 ( 3 4 ) I 2 4 5 2 5 7 PANYAKAPO P。 PANYAKAPO M Re u s e o f t he r mo s e t t i n g p l a s t i c wa s t e f o r l i g h t we i g h t c o n c r e t e J Wa s t e Ma n a g e me n t ， Z 0 0 8， 2 8 ( 9 )； 1 5 8 1 - 1 5 8 8 AS TM C1 2 9 0 5 S t a n da r d s pe c i f i c a t i o n f o r n o n l o a d b e a r i n g c o nc r e t e ma s on r y un i t s S SAFI B， S AI DI M ， ABOUTALEB D ， e t a 1 Th e u s e o f p l a s t i c wa s t e a s f i ne a g g r e g a t e i n t h e s e l f - c o mpa c t i n g mo r t a r s： Ef f e c t o n p h y s i c a l a n d me c h a n i c a l p r o p e r t i e s J C o n s t r u c t i o n a n d Bu i l d i ng M a t e r i a l s ， 2 0 1 3， 4 3 ( 3 )l 43 6 4 4 2 HANNAWI K， KAM AL I BERNARD S， PRI NCE W Ph y s i c a l a n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f mo r t a r s c o nt a i n i n g P ET a n d P C wa s t e a g g r e g a t e s J Wa s t e Ma n a g e me n t ，2 0 1 0 ，3 0( 1 1) ： 2 3 1 2 23 2 O FRI GI ONE M Re c y c l i n g o f P ET b o t t l e s a s f i n e a g g r e g a t e i n c o n c r e t e J 3 Wa s t e Ma n a g e me n t ， 2 0 1 0 ， 3 0 ( 6 ) ： 1 1 0 1 1 1 0 6 刘锋 ， 黄海滨 ， 夏晓舟 ， 等 再生 塑料改性混 凝土力学 性能研究 及数值模拟 J 建筑材料学报 ， 2 0 1 1 ， 1 4 ( 2 ) ： 1 7 3 1 7 9 LI U Fe n g，HUANG Ha i b i n， XI A Xi a o z h o u， e t a 1 M e c h a n i c a l t e s t o n mo d i f i e d c o n c r e t e wi t h r e c y c l e d p l a s t i c p a r t i c l e s a n d i t s n u me r i c a l s i mu l a t i o n J 3 J o u r n a l o f B u i l d i n g Ma t e r i a l s ， 2 0 1 1 ， 1 4 ( 2 )： 1 7 3 1 7 9 ( i n Chi n e s e ) GHALY A M ， GI LL M S Co mp r e s s i o n a n d d e f o r ma fio n p e r f o r ma n c e o f c o n c r e t e c o n t a i n i n g p o s t c o n s u me r p l a s t i c s J J o u r n a l o f Ma t e r i a l s i n C i v i l E n g i n e e r i n g ，2 0 0 4 ，1 6(4 ) ： 2 8 9 - 2 96 黄丽 高分子材料 M 2版 北京 ： 化学工业出版社 ， 2 0 1 0 ； 6 0 HUANG L i Ma c r o mo l e c u l a r ma t e r i a l M3 2 n d e d B e ij i n g ； Ch e mi c a l I nd u s t r y P r e s s， 2 0 1 0： 6 0 ( i n Chi n e s e ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m