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《再生粗骨料混凝土的干缩性能研究》

来源:中国期刊网位置:工业技术时间:15-02-07 09:35

 引言

 
  再生粗骨料混凝土是指以再生粗骨料部分或全部取代天然粗骨料的混凝土。再生骨料经过处理,各方面性能均有提高,但仍然低于天然骨料。另外,全部采用再生骨料会对混凝土性能有较大影响,一般对于粗骨料采用不同的取代率,细骨料则全部采用普通砂来配制混凝土。但是再生粗骨料混凝土的影响因素多,质量波动大。大量试验表明,影响再生粗骨料混凝土性能的主要因素为:再生粗骨料种类;再生粗骨料取代率;粉煤灰掺量;胶凝材料用量。
 
  
 

  1.再生粗骨料混凝土的收缩性能

 
  干燥收缩是指混凝土停止正常标准养护后,在不饱和的空气中失去内部毛细孔和胶凝孔的吸附水而发生的不可逆收缩,它不同于干湿交替引起的可逆收缩,简称干缩。干缩是混凝土的一个重要的性能指标,它关系到混凝土的强度、体积稳定性、耐久性等性能。
 
  混凝土干燥收缩本质上是水化相的收缩,骨料及未水化胶凝材料则起刭约束收缩的作用。对于一般工程环境(相对湿度大于40%),水化相孔隙失水是收缩的重要原因,因此,一定龄期下,水化相的数量及其微观孔隙结构决定了混凝土收缩的大小。由于再生粗骨料较高的吸水率特征,使得再生粗骨料混凝土的干缩变形较为显著,已经引起有关方面的重视。所以几乎所有研究再生骨料混凝土的国内外专家学者都无一例外地提及再生混凝土的干缩变形。
 

  2.试验设计

 
  收缩性能试验按《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GB/T50082-2009)进行,制作两端预埋测头的lOOmm×lOOmm×515mm长方体试块,在标准养护室养护3d后,从标准养护室取出并立即移人温度保持在20±2℃,相对湿度保持在60%±5%的恒温恒湿室,测定其初始长度,并依次测定ld、3d、7d、14d、28d、45d、60d的收缩变化量。
 
  试验通过调整用水量控制混凝土坍落度在160~200mm范围内,研究了不同种类再生粗骨料、不同取代率及不同水泥用量对再生骨料混凝土收缩性能的影响。
 
  试验所用原材料中的水泥为鱼峰水泥厂生产的42.5级普通硅酸盐水泥;粉煤灰为合山电厂生产的II级灰;粗骨料包括5- 31.5mm连续级配的天然碎石、简单破碎再生粗骨料和颗粒整形再生粗骨料,细骨料为符合JGJ 52-2006要求的河砂,细度模数为2.8;减水剂为上海麦斯特高效聚羧酸减水剂,掺量为胶凝材料质量1.2%(减水率约为32%);水为自来水。
 

  3.试验方案

 
  试验设计主要考虑四个条件。
 
  (1)粗骨料分别为简单破碎再生粗骨料和颗粒整形再生粗骨料;
 
  (2)再生粗骨料取代率分别为O%、40%、70%和100%;
 
  (3)粉煤灰掺量分别为0%和30%;
 
  (4)胶凝材料用量分别为300kg/m3、400kg/m3和500kg/m3。混凝土砂率为35%,减水剂掺量为1.2%,通过调整用水量控制坍落度在160-200mm。
 

  4.试验结果

 

  4.1简单破碎再生粗骨料对收缩性能的影响

 
  简单破碎再生粗骨料在不同取代率、不同水泥用量配制的混凝土分别与天然粗骨料混凝土的收缩对比如图1-图3所示。
 
  由图1-图3可知,简单破碎再生粗骨料混凝土的收缩量在水泥用量少时,前期较小,而后期则相对增加;随着简单破碎再生粗骨料取代率的增加,简单破碎再生粗骨料混凝土的收缩也随之加大。当简单破碎再生粗骨料取代率为40%、70%和100%时,其配制的混凝土收缩平均值分别比天然碎石混凝土大4%、24%和36%。
 

  5.结论

 
  由于简单破碎再生粗骨料的吸水率较大,在拌制混凝土时需加入较多的拌合水,致使简单破碎再生粗骨料混凝土的早期收缩应变较小,后期增长较快;另外,由于简单破碎再生粗骨料的弹性模量大大低于天然碎石,这也会使简单破碎再生粗骨料混凝土的收缩量大大高于天然碎石混凝土。再生粗骨料的取代率对再生混凝土的收缩也有较大影响,当再生粗骨料的相对量比较少时,对收缩起主要控制的作用还是天然碎石,当取代率增加,对收缩起主要控制的是再生粗骨料,由于简单破碎再生粗骨料自身的劣化性和级配导致收缩加大。通过颗粒整形去除了再生粗骨料的棱角和附着的多余的水泥砂浆,使其粒形接近球形,而且级配更加合理并且月水量也相对较少,故收缩量也相应减少。以上数据说明,通过控制再生混凝土粗骨料的种类和取代率,并掺入活性矿物掺合料来降低再生混凝土收缩是可行的。
 

  参考文献

 
  [1] 刘数华、冷发光.再生混凝土技术[M].北京:中国建材工业出版社,2007.
 
  [2] 张虹、熊学忠.废弃混凝土再生骨料的特性研究[J].武汉理工大学学报,2006.28(3):64-66.
 
  [3] 孙家瑛、蒋华钦.再生粗骨料特性及对混凝土性能的影响研究[J].新型建筑材料,2009.36(1):30-32.
 
  [4] 崔正龙.大芳贺羲喜.北迁政文等.再生混凝土耐久性的试验研究(?):再生混凝土的干燥收缩试验[J].科学技术与工程,2006.6(23):4801-4805.

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