粉煤灰对再生混凝土性能的影响.pdf

文章 编 号： 1 0 0 7 - 0 4 6 X( 2 0 1 5 ) 0 2 0 0 1 5 0 3 粉煤灰 粉煤灰对再生混凝土性能的影响 E f f e c t o f F l y As h o n Re c y c l e d Co n c r e t e P e r f o r ma n c e 杨欢 ，倪少彬 河南城建学院，河南 平顶山 4 6 7 0 3 6 摘要： 通过设置不同的水胶比、粉煤灰取代率、再生粗集料取代率和再生细集料取代率，采用正交试验，研究粉 煤灰 对 再 生混凝 土 的坍 落度 、抗 压 强度和 抗折 强度 的影响 ，确 定 出最优 组 合 为 ：水胶 比0 4 、粉煤 灰取 代 率1 0 、再生粗集料取代率4 0 、再生细集料取代率2 0 。按最优组合进行配制并测试，并与水胶比为0 3 6 的基 准组3 d 抗 压 强度值 相 比 ，提 高 了1 6 7 。 关键 词 ： 粉煤 灰 ，再 生混凝 土 ，正交试 验 ，性能 ，配合 比 中图分类号 ：Tu5 2 8 2 文献标 志码 ：A 0 前 言 随着资源短缺问题的严重化和人们对可持续发展意识 的提高，建筑垃圾的再利用得到了人们高度的重视 。再 生混凝土是指将废弃的混凝土经破碎、筛分、清洗后形 成的再生集料，部分或全部的代替天然集料，再与水、 水泥、砂子按一定的比例拌合，凝结硬化后形成的新混 凝土 12 1 。但是，再生集料尤其是再生细集料其性能缺陷明 显，吸水率高、吸水速率快、水软化性明显，因而配制 的再生混凝土性能通常很差 3 1 。在再生混凝土中掺加粉煤 灰，不仅使再生混凝土的性能得到了改善，而且解决了 废弃混凝 土的处理 问题 ，又能节省天然砂石，同时带来 社会效益、经济效益和环保效益，是发展绿色混凝土、 实现建筑资源环境可持续发展的重要手段 4 - 5 1 。 1 试验原材料与方法 1 1 试验原材料 ( 1 ) 水泥：平顶山大地水泥厂生产的普通硅酸盐水 泥 ( P 0 4 2 5 ) ，具体技术指标见表 1 。 表 1 水泥各项技术指标 ( 2 ) 粉煤灰 ： 平 顶山姚孟 电厂 级粉煤灰 ，细度为 2 o ，需水量比为 1 0 5 ，烧失量为8 。 ( 3 ) 粗集料。 其中： 天然粗集料采用平顶山鲁山碎石， 表观密度为 2 6 5 0 k g m ， ，连续级配， 粒径在 5 3 1 5 m m之 间， 2 4 h吸水率 0 8 。； 再生粗集料采用等级为 C 3 0废 弃混凝土试块，经 P E 6 0 1 0 0型颚式破碎机破碎后严格 筛分，连续级配，粒径在 5 3 1 5 m m之间，表观密度为2 6 1 9 k g m ，2 4 h 吸水率为 2 2 9 。 ( 4 ) 细集料。其中：天然细集料采用平顶山鲁山砂， 细度模 数为 2 9 ，表观密度 为 2 6 3 0 g m 3 ，含水 率为 2 0 ，含泥量为 3 2 。； 再生细集料采用等级为 C 3 0废 弃混凝土试块，经 P E 6 0 X 1 0 0型颚式破碎机破碎后严格 筛分，细度模数为 3 0 5 ，表观密度为 2 5 6 0 g m ， ，吸水率 为 1 2 6 。 ( 5 ) 水：自来水。 2 2 0 1 5 粉 煤灰 1 5 1 2 试验方法 单方胶凝材料总量为 4 5 0 k g m 3 ，粉煤灰采用等量取 代法， 砂率为 3 0 。通过设置不同的水胶比、粉煤灰取 代率、再生粗集料取代率和再生细集料取代率，采用正 交试验， 研究粉煤灰对再生混凝土的坍落度、抗压强度 和抗折强度的影响，确定出最佳配合比。采用 L 1 6 ( 4 5 ) 正 交表，其因素和水平的安排见表 表 2 因素水平表 2 试验结果与分析 2 1 试验结果 根据表 2的再生混凝土配合比安排试验，测试再生 混凝土的坍落度值、抗压强度和抗折强度，结果如表 3 所示。 表 3 正交试验结果数据表 1 6 COAL A 丁 2 2 01 5 2 2 试验结果分析 采用极差分析法研究水胶比、粉煤灰取代率、再生 粗集料取代率和再生细集料取代率对再生混凝土的坍落 度、抗压强度和抗折强度的影响，极差 R分析计算及结 果见表 4 。 表 4 极差分析表 从极差分析结果可以看出， 对于再生混凝土的坍落度， 因素的影响大小顺序为：A B D c E 。水胶比是主要 影响因素，粉煤灰取代率对再生混凝土的坍落度也有一 定的影响，而再生粗、细集料取代率的影响较小。水胶 比和粉煤灰取代率越大，再生混凝土的坍落度越大；而 再生粗集料和再生细集料取代率越大，再生混凝土的坍 落度则越小。 对于再生混凝土的抗压强度 ，其 3 d和 2 8 d的影响因 素的大小顺序一样，都为：A D c B E 。水胶比、再 生粗集料取代率和再生细集料取代率越大，再生混凝土 的 3 d 抗压强度越小；当粉煤灰取代率为 1 0 时，再生 昆 凝土的 3 d抗压强度达到 1 6 7 8 M P a ，2 8 d抗压强度达到 3 8 1 5 MPa 。 对于再生混凝土的 3 d抗折强度 ，其因素的影响大小 顺序为：A D c B E 。水胶比是主要影响因素，而粉 煤灰取代率和再生粗、细集料取代率对其影响都很小。 当水胶比、再生粗集料取代率和再生细集料取代率增大 时，再生混凝土的 3 d抗折强度将减小；在粉煤灰取代率 为 1 0 时， 再生混凝土的3 d 抗折强度值最大， 为4 8 4 M P a 。 对于再生混凝土 2 8 d的抗折强度，影响因素的大小顺 序为：A c D B E 。水胶比是主要影响因素，而粉煤 灰取代率和再生粗、细集料取代率对其影响不大。随着 水胶比、再生粗集料取代率和再生细集料取代率的增大， 再生混凝土的 2 8 d抗折强度越小；当粉煤灰取代率为 1 0 时 ，再生混凝土的 2 8 d 抗折强度有最大值 7 3 0 M P a 。 采用 “ 综合平衡法”考虑粉煤灰对再生混凝土的坍落 度、抗压强度和抗折强度指标，以及从经济、环保原则 出发，选出最优的组合条件为：水胶比 0 4 0 ，粉煤灰取 代率 1 0 ， 再生粗集料取代率 4 0 ，再生细集料取代率 2 0 。对于素混凝土，主要研究其抗压强度指标，按最优 组合进行配制并测试 3 d的抗压强度，结果见表5 。 表 5 最优组合的试验结果 由表 5可以看出，水胶比为 0 4的最优组合的 3 d抗 压强度值为 2 3 7 M P a ，与水胶比为 0 3 6 韵基准组 3 d 抗压 强度 2 0 3 M P a相比，强度提高了 1 6 7 。由此可见，通 过合理的再生粗、细集料级配以及掺入适量的粉煤灰不 仅不会降低混凝土的强度反而可以提高其强度。 3 结 论 ( 1 ) 粉煤灰取代率越大，再生混凝土的坍落度越大， 水胶比越大， 再生混凝土的坍落度越大，而抗压强度和 抗折强度越小。 ( 2 ) 通过正交试验分析，经综合考虑后确定粉煤灰 对再生混凝土性能影响的最佳配合比为：水胶比 0 4 、粉 煤灰取代率 1 0 、再生粗集料取代率 4 0 、再生细集料 取代率2 O 。 ( 3 ) 按最优组合进行配制并测试，得出其坍落度为 3 1 m m，黏 聚 性 和 保 水 性 良好 ，3 d的抗 压 强 度 值 为 2 3 7 M P a ，与水胶 比为 0 3 6的基准组 3 d抗压强度值 2 0 3 M P a 相比，强度提高了 1 6 7 。 参考文献 1 】孙跃东，周德源 我国再生混凝土的研究现状和需要解决的问题 J 】 l 混凝土 ，2 0 0 6( 4 )： 2 5 2 8 2 肖建庄 再生混凝土 M 北京：北京中国建筑工业出版社 ，2 0 0 8 3 杜婷， 李惠强， 吴贤国 再生混凝土技术的研究现状和存在的问题【 J 建筑技术，2 0 0 7( 2 )： 1 3 3 1 3 4 4 】李兵， 蒋玲健， 王明， 等 粉煤灰掺量对再生混凝土性能的影响 J 】 粉 煤灰， 2 0 1 1( 3 )：7 - 1 1 5 】黎明伟，张华英，郭建国 大掺量粉煤灰再生混凝土的试验研究 J 佛山科学技术学院学报 ：自然科学版，2 0 0 9( 5 )：4 8 5 1 作者简介：杨欢( 1 9 8 4 一) ， 女， 河南城建学院助教。 研究方向： 粉煤灰再 生混凝土研究 通信地址：河南城建学院土木工程学院 ( 4 6 7 0 3 6 )。 E ma i l ： y a n u a n 5 1 5 1 6 3 1 c o m 收稿 日期： 2 0 1 4年 9月 1 9日 2 2 0 1 5 粉煤灰 1 7