制备工艺对再生混凝土耐久性影响研究.pdf

2 0 1 2年 第 1 1期 (总 第 2 7 7期 l Nu mb e r 1 1 i n 2 0 1 2 ( T o t a l No 2 7 7 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 工艺与设备 T E C H NI C S AN D E QU I P ME N T d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 1 1 0 4 6 制备工艺对再生混凝土耐久性影响研究 王玲玲，陈彦文，潘文浩，孙小巍 ( 沈阳建筑大学 材料科学与工程学院，辽宁 沈阳 1 1 0 1 6 8 ) 摘要： 通过单独采用再生粗骨料强化处理工艺； 单独采用再生混凝土二次搅拌工艺； 同时采用再生粗骨料强化处理工艺和再 生混凝土二次搅拌工艺等三种方式制备不同再生骨料掺量的再生混凝土， 分析其性能的变化规律。 试验结果表明： 三种工艺均可不同程 度地提高再生混凝土的 2 8 d 抗压强度、 抗冻性和抗硫酸盐侵蚀性。 相比之下， 工艺是综合提高再生混凝土耐久性的最佳制备工艺。 关键词： 再生混凝土；二次搅拌工艺；强化处理；抗冻性；抗硫酸盐侵蚀性 中图分类号 ： T U 5 2 8 0 6 文献标 志码 ： A 文章编 号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 1 1 - 0 1 4 2 0 3 E ffe c t s of m a nu f a c t u r e t e c hnol og y on dur abi l i t y o f r ec yc l ed c onc r e t e WANGLi n g - l i n g， CHEN Ya h we n。 P AN We n- h a o， SU N Xi a o wc i ( I n s t i t u t eo f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g ， S h e n y a n g J i a n z h uUn i v e r s i t y ， S h e n y a n g1 1 0 1 6 8 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Ad o p t e d t h r e e k i n d s o f ma n u f a c t u r e t e c h n o l o g i e s t O a n a l y z e t h e mo d i f i c a t i o n l a ws a b o u t t h e p r o p e r t i e s o f r e c y c l e d c o n c r e t e( R C) wi t h d i ff e r e n t a d d i n g q u ant i t y o f r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e s T e c h n o l o g y ： O n l y r e c y c l e d c o a r s e a g gre g a t e s we r e s e n g t h e n e d ； T e c h n o l o gy ： On l y S e c o n d a r y Mi x i n g o f RC wa s u s e d ； T e c h n o l o gy ： Bo t h r e c y c l e d c o a r s e a g gre g a t e s s t r e n g t h e n i n g a n d s e c o n d a ry mi x i n g o f R C we r e a p - p l i e dRe s u l t s s h o we dt ha t a l l t h e a b o v et h r e ek i nd s o ft e c h n o l og i e s c o uld i mp r o ve 2 8 d s t r e n g t h， f r os t r e s i s t an c e a n d s u l f a t e C o r r o s i o n r e s i s t a n c e o f RC i n d i ff e r e n t d e g r e e s ， h o w e v e r T e c hno l o gy wa s t h e b e s t me t h o d t O ma n u f a c t u r e R C a n d o b t a i n b e e r d u r a b i l i t y K e ywo r d s ： r e c y c l e d c o n c r e t e( R C) ； s e c o n d a rymi x i n g ； s t r e n g t h e n i n g ； fr o s t r e s i s t anc e ； s u l f a t e c o r r o s i o n r e s i s t a n c e 0 引言 由废弃混凝土加工出再生骨料生产再生 昆 凝土 ， 部分替代 天然骨料投入到建筑工程领域使用， 一方面节约天然资源， 另一 方面减少堆放废弃混凝土的场地， 保护生态环境， 符合可持续 发展的要求 ， 意义显而易见。 一 般而言， 再生混凝土的耐久性较普通混凝土差 ， 严重制 约其在工程中的广泛应用。 在制备工艺方面， 各国学者已经采用 骨料强化处理工艺或者二次搅拌工艺啪 等方法改善再生混凝土 的性能， 而将骨料强化处理工艺与二次搅拌工艺同时使用对再 生混凝土耐久性的影响分析尚未见报道。 本研究采用再生骨料部分替代天然骨料制备 C 3 0再生混 凝土， 对比分析一次搅拌工艺 、 再生粗骨料强化处理工艺 、 二次 搅拌工艺、 强化处理工艺与二次搅拌工艺综合采用对不同再生 骨料掺量的再生混凝土抗冻性、 抗硫酸盐侵蚀性等方面的影响， 为再生混凝土更为广泛的应用提供理论依据和技术支持。 1 试验 1 1 豫椭精 ( 1 ) 水泥： 本试验选用冀东水泥厂生产的P O 4 2 5级。 ( 2 ) 细骨料： 本试验采用中砂， 细度模数约为 2 5 。 ( 3 ) 粗骨料： 本试验制备普通混凝土的天然粗骨料采用碎 石； 制备再生混凝土的再生粗骨料粒径范围均为4 7 5 2 6 5 mm， 收稿 日期 ：2 0 1 2 - 0 5 2 5 基金项 目：沈阳建筑大学科研基金 ( 2 0 1 1 1 0 8 ) 1 4 2 连续级配。 粗骨料的物理力学性能详见表 1 。 表 1 粗骨料的物理力学性能 一称 4“ 压 值 1 2试 验 方 法 ( 1 ) 抗冻性： 按照 GB T 5 0 0 8 2 -2 0 0 9 普通混凝土长期性能 和耐久性能试验方法标准 ， 采用快冻法， 试件尺寸为 1 0 0 r F ff n x 1 0 0 mmx 4 0 0 I n to， 经 2 5次冻融循环后测质量损失率。 ( 2 ) 抗硫酸盐侵蚀性： 按照 G B T 5 0 0 8 2 -2 0 0 9 普通混凝土 长期性能和耐久性能试验方法标准 ， 采用全浸泡法， 试件尺寸 为 1 0 0 mmx l O 0 mmx 4 0 0 iT l m， 经干湿循环后测质量耐蚀系数。 2 再 生混凝土制备工艺 2 1 再生粗骨料强化处理工艺 由于废弃混凝土经过一般加工成的再生骨料 ， 其组分中含 有相当数量的硬化水泥砂浆， 形成了再生骨料的多孔隙结构， 以 及在废弃混凝土的破碎加工过程中存在一些微细裂纹 ， 会导 致再生混凝土强度低、 耐久性差。 本试验采用质量百分比为 3 的水玻璃溶液对再生粗骨料 进行浸泡 2 4 h并且干燥等强化处理， 使水玻璃溶液能填充再生 骨料的孔隙或将再生骨料的裂纹黏合， 从而改善再生骨料的孔 隙结构5 1 ， 使其致密坚硬， 以期提高再生混凝土的强度和耐久性。 2 2 再生混凝土二次搅拌工艺 二次搅拌工艺是指在考虑混凝土各组分中各物料相互均 匀混合作用的基础上 ， 利用物料投料量、 搅拌顺序对混凝土内 部结构形成的影响， 综合提高混凝土性能的工艺方法 ， 较成熟 的有预拌水泥浆法 、 预拌水泥砂浆法、 水泥裹砂法 、 水泥裹石 法、 粗细骨料造壳法等6 1 。 本试验采用水泥裹石法， 其具体搅拌投料过程如图 1 。 先将 水泥、 水在搅拌机内搅拌 6 0 S ， 再投入石子继续搅拌 6 0 S ， 最后 再投入砂子搅拌 6 0 S 制得新拌混凝土。 图 1 水 泥裹石 法搅拌投料过程 3结果 与讨论 3 1 不同制备工艺再生混凝土的 2 8 d抗压强度 本试验对于 0 、 2 0 、 4 0 三个不同再生骨料掺量的再生混 凝土， 均通过单独采用再生粗骨料强化处理工艺 ； 单独采 用再生混凝土二次搅拌工艺( 水泥裹石法) ； 同时采用再生粗 骨料强化处理和再生混凝土二次搅拌工艺( 水泥裹石法) 这三 种方式进行制备 ， 并与相应的普通工艺( 即一次搅拌未强化) 的 混凝土进行比较。 不同制备工艺再生混凝土的 2 8 d 抗压强度详 见表 2 。 表 2不同制备工艺再 生混凝 土的 2 8 d抗压强度 制备工艺 再生骨料掺量 2 8 d抗压强度 MP a 由表 2可知 ： 单独采用再生粗骨料强化处理工艺， 当再 生骨料掺量为 2 0 时， 再生混凝土的抗压强度可提高约 2 5 ； 当再生骨料掺量为4 0 时， 再生混凝土的抗压强度可提高约2 3 。 单独采用水泥裹石法二次搅拌工艺， 当再生骨料掺量为 2 0 时， 再生混凝土的抗压强度可提高约 7 0 ； 当再生骨料掺量为 4 0 时， 再生混凝土的抗压强度可提高约 5 7 。 同时采用再生 粗骨料强化处理工艺和再生混凝土二次搅拌工艺， 当再生骨料 掺量为 2 0 时， 再生混凝土的抗压强度可提高约 7 6 ； 当再生 骨料掺量为 4 0 时， 再生混凝土的抗压强度可提高约 6 3 。 采用浓度为 3 的水玻璃强化后的再生骨料比未经强化的再 生骨料制备出的再生混凝土强度高， 是因为水玻璃( Na 2 0 n S i O ) 硬化时析出的硅酸凝胶的填充在一定程度上降低了再生骨料 的孔隙率， 增强了再生骨料与水泥浆的界面黏结力。 而二次搅 拌工艺制备的再生混凝土强度提高 ， 是因为二次搅拌工艺改变 了投料顺序 ， 可以避免水泥颗粒相互黏聚形成微小的水泥团， 使水泥水化更加充分。 综合采用强化处理和二次搅拌工艺 ， 可 以逐步促进水泥颗粒的均匀分散 ， 使水泥水化过程更为充分， 不断增强水泥浆和经强化后较为致密的再生骨料之间的黏结 强度7 1 ， 从而进一步提高再生混凝土总体的抗压强度。 3 2 不 同制备工艺再生混凝土的抗冻性 不同制备工艺再生混凝土的抗冻性测试结果见表 3 。 表 3 不同制备工艺再生混凝土的抗冻性 表 3表明： 单独采用再生粗骨料强化处理工艺 ， 当再生 骨料掺量为 2 0 时， 再生混凝土的抗冻性可提高约 8 3 ； 当再 生骨料掺量为 4 0 时， 再生混凝土的抗冻性可提高约 9 5 。 单独采用水泥裹石法二次搅拌工艺， 当再生骨料掺量为 2 0 时， 再生混凝土的抗冻性可提高约 8 3 ； 当再生骨料掺量为4 0 时， 再生混凝土的抗冻性可提高约 1 4 3 。 同时采用再生粗骨 料强化处理工艺和再生混凝土二次搅拌工艺， 当再生骨料掺量 为 2 0 时， 再生混凝土的抗冻性可提高 2 5 ； 当再生骨料掺量 为 4 0 H ， 再生混凝土的抗冻性可提高约 1 9 1 。 再生骨料掺量为 2 0 和 4 0 时， 不同制备工艺再生混凝土 的质量损失率分别见图2 、 3 。 一 次搅 拌未 强化一次搅 拌强化二 次搅拌未 强化二次搅 拌强化 图 2 再生骨料掺量为 2 0 时不 同制备工艺再生混凝土的质量损失率 图 2 、 3 进一步直观说明： 对于不同再生骨料掺量的再生混凝 土，强化处理工艺和二次搅拌工艺均可不同程度地降低其经一定 次数冻融循环后的质量损失率， 即提高再生混凝土的抗冻性； 而强 化处理和二次搅拌两种工艺的综合采用可以更明显地降低质量损 失率， 也就是更好地提高再生混凝土的抗冻性。 由于引入水玻璃后 硅酸凝胶产物的形成以及二次搅拌的均匀分散作用， 增加了再生 混凝土的密实度8 ， 改善了其孔结构， 从而有效地提高了抗冻l生。 】 4 3 2 O 8 6 4 2 0 瓣 鞲咖