掺合料、石粉及石屑对再生混凝土抗压强度及抗氯离子渗透性能影响研究.pdf

全 国中文核心期刊 斩 建巍 中 国 科 技 核 心 期 刊 掺合料 石粉及石属对再生混凝士抗压 强度及抗氯离子渗透牲能影晌研究 管小健 ( 福建省建筑科学研究院， 福建 福 州3 5 0 0 2 5 ) 摘要 ： 按 A S T M C 1 2 0 2 测试了粉煤灰、 矿渣、 硅灰等掺合料以及石粉和石屑掺量对再生混凝土抗压强度及抗氯离子渗透性能的 影响。结果表 明， 矿物掺合料可显著改善再生混凝土抗氯离子渗透性能， 尤其粉煤灰和硅灰复掺能改善再生混凝土的抗压 强度和抗 氯离子渗透性能； 随着石粉掺量的增大， 再生混凝土的抗压强度逐渐降低， 抗氯离子渗透性能先增强后减弱， 表明适量的石粉能在 不影响强度 的情况下 ， 显著 改善其抗氯离子渗透性 能， 石粉 的最佳掺量为水泥质量的 5 ； 石屑取代率增加虽然能改善混凝土 的强 度， 但过量的石 屑会降低 再生混凝土抗氯离子渗透性能 ， 试验表 明， 石屑取代率不宜超 过 2 0 。 关键词： 再生混凝土； 掺合料； 石屑； 石粉； 抗压强度； 氯离子扩散系数 中图分类号： T U 5 2 8 0 9 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 6 ) 0 3 0 0 1 6 0 4 I n f l u e n c e o f m i n e r a l a d mi x t u r e ， s t o n e p o wd e r a n d s t o n e c h i p s o n c o m p r e s s i v e s t r e n g t h a n d r e s i s t an c e t o p e n e t r a t i o n o f c h l o r i d e i o n s o f r e c y c l e d c o n c r e t e G U AN X i a o j i a n ( F u j i a n I n s t i t u t e o f B u i l d i n g Re s e a r c h ， F n z h o u 3 5 0 0 2 5 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： I n flu e n c e o f t y p e o f m i n e r a l a d mi x t u r e ， r e p l a c e m e n t r a t e o f s t o n e p o w d e r a n d s t o n e c h i p s o n t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d r e s i s t a n c e t o p e r me a b i l i t y o f c h l o rid e i o n s i nt o r e c y c l e d c o n c r e t e we r e s t u d i e d b y t h e me t h o d o f AS TM C 1 2 0 2Th e r e s u l t s h o ws t h a t 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 i n c o r po r a t e s wit h mi n e r a l a d mi x t ur e c a n e f f e c t i v e l y i mp r o v e r e s i s t a n c e o f c o n c r e t e t o c h l o r i d e i o n p e n e t r a t i o n， e s p e c i all y i n c o rpo r a t e b o t h wi t h f l y a s h a n d s i l i c a f u me Wi t h t h e i n c r e a s e o f r e p l a c e me n t r a t i o o f s t o n e p o wd e r ， t h e c o mp r e s s i v e s t r e n gth o f r e c y c l e d c o a r s e a g gre g a t e c o n c r e t e r e d u c e d wh i l e r e s i s t a n c e o f c o n c r e t e t o c h l o ri de i o n p e n e - t r a t i o n wa s s t r e n gth e n e d a n d t h e n we a k e n e d， 5 r e p l a c e me n t o f c e me n t wi t h s t o ne p o wd e r i s o p t i mu mT h e c o mp r e s s i v e s t r e n gth o f r e c y c l e d c o a r s e ag gre g a t e c o n c r e t e i mp r o v e d wi t h t h e i n c r e a s e o f r e p l a c e me n t r a t i o o f s t o n e p o wd e r ， b u t r e s i s t a n c e o f c o n c r e t e t o c h l o r i d e i o n pe n e t r a t i o n wa s s i g n i fic a n t l y r e d uc e d whe n i n c o rpo r a t e s wi t h e x c e s s i v e a mo un t o f s t o n e c h i ps ， t h e r e s u l t s h o ws t h a t r e p l a c e me n t o f s t o n e c h i p s s h o u l d n o t b e mo r e t h a n 2 0 Ke y wor ds： r e c y c l e d a g gre g a t e c o n c r e t e ， mi n e r a l a d mi x t u r e ， s t o n e c hi p s ， s t o n e p o wd e r ， c o mp r e s s i v e s t r e n gth， c h l o rid e i o n d i f f us i o n c o e ff i C j e n t 国内外学者对再生混凝土抗氯离子渗透性能作了初步探 讨 ， 但研究成果可比性较差， 并且还存在着不一致、 甚至相 互矛盾的结论，而关于石粉和石屑影响再生混凝土氯离子渗 透性能的研究较少。 本文通过试验研究矿物掺合料、 石屑和石 粉掺量等因素对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响，为再 生混凝土在实际工程中的应用提供理论依据。 基金项目： 建设部 2 0 1 5 科技项目计划( 2 0 1 5 一 K 4 0 3 1 ) 收稿 日 期： 2 0 1 5 1 0 2 4 ； 修订日期： 2 0 1 5 1 2 2 4 作者简介： 管小健， 男， 1 9 6 0 年生， 福建福州人， 高级工程师。地址： 福 建省福州市杨桥 中路 1 6 2号 ， E - ma i l ： g x j C -oy f j j k y e o m。 1 6 新型建筑材料 2 0 1 6 3 1 试验 1 1 原材料及配合比 水泥： 炼石牌P 0 4 2 5水泥， 比表面积 3 5 2 m 2 k g ； 粉煤 灰： 级， 细度( 4 5 m方孔筛筛余) 2 5 ， 需水量比9 2 8 ， 烧 失量2 8 9 ； 矿渣： 福建中联建材微粉有限公司产， 密度 2 8 7 g c m ， 比表面积4 1 5 m 2 k g ； 石屑和石粉： 来自 福州某大理石采 石场， 取来时为混合物， 筛分后得到粒径为O 1 5 4 7 5 m m的 石屑和粒径为0 1 5 m m的石粉： 天然粗骨料： 5 2 5 m m连续级 配碎石； 再生粗骨料： 某公路路面废弃混凝土加工而成， 粒径 5 2 5 m m ； 细骨料： 河砂， 细度模数2 9 ； 聚羧酸高效减水剂： 福 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 管小健： 掺合料、 石粉及石屑对再生混凝土抗压强度及抗氯离子渗透性能影响研究 建某外加剂厂产： 水： 自 来水。 由于现有规范尚未对再生混凝土配合比设计作出规定， 本试验再生混凝土配合比设计参照J G J 5 5 2 0 l 1 通混凝土 配合比 设 计规程 进行， 具体 配合比 见表1 。 各组 试件水胶比 均 为0 5 0 ， 通过调整减水剂掺量， 使拌合物坍落度控制在 1 6 0 1 8 0 m m ； N C组为对比组， 1 0 0 使用天然粗骨料， 其余组均使 用再生粗骨料 1 0 0 替代天然粗骨料；用石粉和石屑分别等 量取代混凝土中部分水泥和细骨料，石粉取代率分别为5 、 1 0 、 1 5 、 2 0 ， 石屑取代率分别为2 0 、 4 0 、 6 0 、 8 0 。 表 1 再生混凝土的配合比 k g m 。 编号水泥粉煤灰 矿渣 硅灰砂粗骨料 石粉 石屑 减水剂 NC 3 4 0 0 0 0 71 8 1 1 7 2 0 0 5 1 O A1 3 4 0 O 0 O 71 8 1 1 7 2 0 0 5 7 8 A2 2 3 8 1 0 2 0 0 71 8 1 1 7 2 O 0 5 7 8 A3 2 3 8 7 5 2 7 O 71 8 1 1 7 2 0 0 5 7 8 A4 2 3 8 7 5 0 2 7 71 8 1 1 7 2 0 0 6 8 O B1 3 2 3 0 O 0 71 8 1 1 7 2 1 7 0 5 7 8 B2 3 0 6 0 0 0 71 8 1 1 7 2 3 4 0 5 7 8 B3 2 8 9 0 O 0 7l 8 1 1 7 2 5 1 0 5 7 8 B 4 2 7 2 0 0 0 7 1 8 1 1 7 2 6 8 0 5 7 8 C1 3 4 O O 0 0 5 7 4 1 1 7 2 0 1 4 4 6 1 2 C2 3 4 0 0 O 0 43 1 1 1 7 2 O 2 8 7 6 1 2 C3 3 4 0 0 O 0 28 7 1 1 7 2 0 4 3 1 6 4 6 C4 3 4 0 0 0 0 1 4 4 1 1 7 2 0 5 7 4 6 4 6 1 2 试验方法 再生混凝土抗压强度试验采用T Y A 一 2 0 0 0型全自动压力 试验机进行， 试件尺寸为 1 5 0 m m x l 5 0 m m 1 5 0 m m 。 再生混凝 土抗氯离子渗透性按照美国材料试验协会A s T M C 1 2 0 2 进 行测试， 该方法是通过测量在外加电压6 0 V作用下 6 h内通 过混凝土的电量来快速评价混凝土的抗氯离子渗透性。 2 试验结果及分析 2 1 掺合料对再生混凝土抗压强度和抗氯离子 渗透性的影响( 见图1 、 图2 ) N C A 1 A 2 A 3 A 4 试件编号 图 1 矿物掺合料对再生混凝土抗压强度的影响 由图1 可知，再生混凝土的抗压强度低于使用天然粗骨 料的普通混凝土， 单掺3 0 粉煤灰的再生混凝土( A 2 组) 抗压 强度最低， 粉煤灰与矿渣或硅灰复掺( A 3 、 A 4 组) 能显著提高 再生混凝土的抗压强度， 尤其掺入 5 硅灰时( A 4 组) 其强度 甚至接近未掺矿物掺合料时的情况，原因在于矿渣或硅灰的 比表面积和活性大于粉煤灰， 尤其是硅灰， 因此其水化后生成 了大量的凝胶类物质可以弥补取代水泥后水化产物减少的影 响， 同时复掺掺合料中的粉煤灰有“ 滚珠效应” 可以提高混凝 土的流变性能， 更好地改善混凝土的力学性能， 使得混凝土更 加密实， 强度得到提高。 1 6 1 4 2 X 1 2 一 杂l 0 s e 摄 _ ll_ _ N C A 1 A 2 A 3 A 4 试件编号 图2 矿物掺合料对再生混凝土抗氯离子渗透性的影响 由图2 可知， A 1 组再生混凝土的氯离子扩散系数比普通 混凝土N C组显著增大，而掺入矿物掺合料后氯离子扩散系 数显著降低，表明 矿物掺合料掺入到再生混凝土中可提高其 抗氯离子渗透性能， 主要原因有2 方面： 一是矿物掺合料具有 火山灰效应，其活性成分S i O 、 A 1 0 ， 能与水化产物 C a ( 0 H ) ： 发生水化反应， 减少过渡区的C H含量， 改善 C H的取向， 同 时水化产生的C S H凝胶能够填充过渡区的孔隙， 改善过渡 带的性能； 二是矿物掺合料具有微集料填充效应， 表现在不同 粒径的水泥与矿物掺合料颗粒相互填充，可使粉体具有良好 的连续级配， 减少复合胶凝材料凝结硬化后的总孔隙率， 提高 混凝土抗氯离子渗透性能。 2 2 石粉掺量对再生混凝土抗压强度和抗氯离子 渗透性的影响( 见图3 、 图4 ) 图3 石粉掺量对再生混凝土抗压强度的影响 由图3 可知， 石粉取代水泥时， 再生混凝 土抗压强度随着 NE W BUI L DI NG MATE RI AL S 1 7 勰 弛 勰 加 墨 黑 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