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摘 要:本文主要以废弃混凝土作为再生骨料,并利用这些再生骨料设计再生混凝凝土的配合比,生产了不同取代率的再生混凝土。本文主要研究了再生骨料的取代率和再生混凝土的凝期对再生混凝土抗压强度的影响。在再生混凝土的抗冻性方面,本文主要研究了再生骨料的取代率对其产生的影响。
关键词:再生骨料;再生混凝土;配合比
引言
随着城市建筑的更新、改造和建设,大量旧建筑被拆除,产生的建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%~40%。因此建筑废料的再利用使得资源再生利用,能从根本上解决废旧物料的处理问题,本课题研究以废旧混凝土为骨料的再生混凝土配合比,能更好的指导废旧混凝土的再利用。
1.原材料的性质和参数
(1)水泥
实验中选用的是本次使用的哈尔滨市龙鼎水泥厂的P42.5普通硅酸盐水泥,相对密度为3.10g/cm3,比表面积为325m2/kg,水泥的化学成分和物理性能见图表2-1和图表2-2.
(2)普通石英砂
本文试验所采用的为中砂。砂石的平均粒径为0.25-0.5mm,细度模数为2.6。
(3)粉煤灰
煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰称之为粉煤灰,其化学成分如下图表2-3:
(4)水
本实验采用哈尔滨学院饮用水(符合使用标准)。
(5)天然骨料
本试验所用的天然骨料是采用5—25mm连续级配的碎石骨料,颗粒级配良好,压碎值标为2.6%,针片状含量无,含泥量0.05%,低碱活性。
(6)再生骨料
再生骨料由哈尔滨学院实验室提供,由80年代建筑废弃物破碎后制得。主要物相为碎石,最大粒径为35mm,以15-25mm粒径的居多。
(7)聚羧酸高效减水剂(粉体)
减水剂是一种能减少拌合用水量的混凝土外加剂。加入减水剂后能够改善再生混凝土拌合物的流动性。试验选用黑龙江省寒地建筑科学研究院提供的聚羧酸系高性能减水剂(粉体),其参数如图表2-4:
2. 再生混凝土配合比设计
选用本地原材料,依据半经验半理论的试配方法,各材料的配合比如图表2-5,减水剂的单位为g,其他均为kg:
3.1 再生混凝土的立方体抗压强度
混凝土的抗压性能是混凝土最重要的力学性能,混凝土受压破坏的本质是混凝土在受到纵向压力荷载作用下引发了横向拉伸变形,当横向拉伸变形达到混凝土的极限拉应变时,混凝土发生破坏,这个准则同样适用于再生混凝土。
依据规范要求,各组试件抗压强度均为峰值荷载除以试件截面面积,每组试件抗压强度取三个试件强度平均值。本试验分别测量试件的3d,7d,28d强度。具体试验结果如图表3-1所示:
3.2 再生骨料的取代率对再生混凝土强度的影响
由图表3-1可知:本试验所有立方体抗压强度值在20Mpa至55Mpa之间,以下为具体分析再生骨料的取代率和再生混凝土的凝期对再生混凝土强度的影响。
根据图表3-1试验数据可绘出图3-1折线图。由折线图可知再生混凝土的3d立方体抗压强度在再生骨料取代率为50%时最低,为22.6Mpa,7d立方体抗压强度在再生骨料取代率为60%时最低,为29.9Mpa,28d立方体抗压强度在再生骨料取代率为70%时最低,为43.9Mpa。天然骨料组混凝土强度随着再生骨料取代率的提高,再生混凝土的抗压强度除个别组强度比天然骨料实验组强度大外,其余均小于天然骨料组的强度。综合比较,用不同取代率的再生骨料配制的再生混凝土随着再生骨料取代率的提高强度不仅出现了减小的情况,还出现了不减反增的情况,这与以往的研究结果“随着再生骨料取代率的提高,再生混凝土的强度越来越低”的结果不同。本人认为这是由于再生骨料混合物分散不均匀,再生骨料本身强度比再生混凝土强度还大的原因。
3.3再生混凝土的凝期对再生混凝土强度的影响
由表3-1试验数据可知随着再生混凝土养护凝期的提高,再生混凝土的强度也越来越大。提高率都在50%以上,其中当再生骨料的取代率为50%时,再生混凝土的强度从3d的22.6Mpa提高到了28d的45.6Mpa,提高率达到了101.8%。
4.1再生混凝土的抗冻性能试验研究
混凝土的抗冻性用抗冻等级(F)表示,这同样适用于再生混凝土。试件能够承受的冻融循环次数就表示该试件的抗冻等级。由于东北地区寒冻时间长,且冬天温度很低,研究再生混凝土的抗冻能力显得尤为重要。本试验主要研究再生骨料的取代率对再生混凝土抗冻性的影响,并看其在多少次冻融循环后失去抗冻能力。
根据混凝土抗冻融试验标准方法,进行再生混凝土抗冻融试验,以下为各组取平均值后的试验结果,序号0、1、3、5、7分别代表再生骨料的取代率为0%、10%、30%、50%、70%的100×100×400mm长方体再生混凝土试件。具体结果如表4-1所示:
下圖2、3、4为采用50%再生骨料取代率的试件冻融前、冻融25次后,冻融50次后的样貌。
由图表4-1当再生骨料的取代率为50%和70%时,试件经过50次冻融后损坏。由此可知,随着再生骨料取代率的提高,再生混凝土的抗冻性越来越差,质量损失率也越来越大。
结语:
(1)总体上,随着再生骨料取代率的提高,再生混凝土的抗压强度越来越低。但是试验结果也有出现随着再生骨料取代率的提高,再生混凝土的强度越来越大的情况,这是由于再生骨料混合物分散不均匀,再生骨料本身强度比再生混凝土强度还大的原因。
(2)随着再生混凝土养护凝期的增长,再生混凝土的抗压强度越来越大,其中当再生骨料的取代率为50%时,再生混凝土强度的提高率最大,达到了101.8%。
(3)再生骨料的取代率对再生混凝土的抗冻性有重要影响,随着再生骨料取代率的提高,再生混凝土的抗冻性越来越差,质量损失率越来越大。当取代率为50%以上时,再生混凝土试件经过50次冻融后损坏。
(4)随着再生混凝土强度越来越低,再生混凝土试件的抗冻性越来越差,质量损失率也越来越大。
参考文献:
[1] 中华人民共和国行业标准.普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2000).北京:中国建筑工业出版社, 2000
[2] 中华人民共和国行业标准.普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2011).北京中国标准出版社,2011
[3] 钟国林.再生混凝土技术及其配合比设计方法[M].安徽建筑.2014,21(1)57-57
[4] 李丽生,彭玉村,龚爱民等.再生粗骨料不同取代率对混凝土和易性及强度的影响规律分析[J].混凝土,2007,22.
[5] 李佳彬.再生混凝土基本力学性能研究[D].同济大学,2004.
[6] 朱缨.建筑废弃混凝土再生利用的分析与研究[J].建筑石膏与胶凝材料,2003,11(9):57-59.
[7] 邢振贤,周曰农.再生混凝土的基本性能研究[J].华北水利水电学院学报,1998,19(2):30-32
科研项目:黑龙江省大学生创新创业训练计划项目“以建筑废弃物为骨料的再生混凝土的配合比的研究”项目编号:201610234021。
作者简介:
耿龙(1995-)男,汉,四川.
关键词:再生骨料;再生混凝土;配合比
引言
随着城市建筑的更新、改造和建设,大量旧建筑被拆除,产生的建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%~40%。因此建筑废料的再利用使得资源再生利用,能从根本上解决废旧物料的处理问题,本课题研究以废旧混凝土为骨料的再生混凝土配合比,能更好的指导废旧混凝土的再利用。
1.原材料的性质和参数
(1)水泥
实验中选用的是本次使用的哈尔滨市龙鼎水泥厂的P42.5普通硅酸盐水泥,相对密度为3.10g/cm3,比表面积为325m2/kg,水泥的化学成分和物理性能见图表2-1和图表2-2.
(2)普通石英砂
本文试验所采用的为中砂。砂石的平均粒径为0.25-0.5mm,细度模数为2.6。
(3)粉煤灰
煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰称之为粉煤灰,其化学成分如下图表2-3:
(4)水
本实验采用哈尔滨学院饮用水(符合使用标准)。
(5)天然骨料
本试验所用的天然骨料是采用5—25mm连续级配的碎石骨料,颗粒级配良好,压碎值标为2.6%,针片状含量无,含泥量0.05%,低碱活性。
(6)再生骨料
再生骨料由哈尔滨学院实验室提供,由80年代建筑废弃物破碎后制得。主要物相为碎石,最大粒径为35mm,以15-25mm粒径的居多。
(7)聚羧酸高效减水剂(粉体)
减水剂是一种能减少拌合用水量的混凝土外加剂。加入减水剂后能够改善再生混凝土拌合物的流动性。试验选用黑龙江省寒地建筑科学研究院提供的聚羧酸系高性能减水剂(粉体),其参数如图表2-4:
2. 再生混凝土配合比设计
选用本地原材料,依据半经验半理论的试配方法,各材料的配合比如图表2-5,减水剂的单位为g,其他均为kg:
3.1 再生混凝土的立方体抗压强度
混凝土的抗压性能是混凝土最重要的力学性能,混凝土受压破坏的本质是混凝土在受到纵向压力荷载作用下引发了横向拉伸变形,当横向拉伸变形达到混凝土的极限拉应变时,混凝土发生破坏,这个准则同样适用于再生混凝土。
依据规范要求,各组试件抗压强度均为峰值荷载除以试件截面面积,每组试件抗压强度取三个试件强度平均值。本试验分别测量试件的3d,7d,28d强度。具体试验结果如图表3-1所示:
3.2 再生骨料的取代率对再生混凝土强度的影响
由图表3-1可知:本试验所有立方体抗压强度值在20Mpa至55Mpa之间,以下为具体分析再生骨料的取代率和再生混凝土的凝期对再生混凝土强度的影响。
根据图表3-1试验数据可绘出图3-1折线图。由折线图可知再生混凝土的3d立方体抗压强度在再生骨料取代率为50%时最低,为22.6Mpa,7d立方体抗压强度在再生骨料取代率为60%时最低,为29.9Mpa,28d立方体抗压强度在再生骨料取代率为70%时最低,为43.9Mpa。天然骨料组混凝土强度随着再生骨料取代率的提高,再生混凝土的抗压强度除个别组强度比天然骨料实验组强度大外,其余均小于天然骨料组的强度。综合比较,用不同取代率的再生骨料配制的再生混凝土随着再生骨料取代率的提高强度不仅出现了减小的情况,还出现了不减反增的情况,这与以往的研究结果“随着再生骨料取代率的提高,再生混凝土的强度越来越低”的结果不同。本人认为这是由于再生骨料混合物分散不均匀,再生骨料本身强度比再生混凝土强度还大的原因。
3.3再生混凝土的凝期对再生混凝土强度的影响
由表3-1试验数据可知随着再生混凝土养护凝期的提高,再生混凝土的强度也越来越大。提高率都在50%以上,其中当再生骨料的取代率为50%时,再生混凝土的强度从3d的22.6Mpa提高到了28d的45.6Mpa,提高率达到了101.8%。
4.1再生混凝土的抗冻性能试验研究
混凝土的抗冻性用抗冻等级(F)表示,这同样适用于再生混凝土。试件能够承受的冻融循环次数就表示该试件的抗冻等级。由于东北地区寒冻时间长,且冬天温度很低,研究再生混凝土的抗冻能力显得尤为重要。本试验主要研究再生骨料的取代率对再生混凝土抗冻性的影响,并看其在多少次冻融循环后失去抗冻能力。
根据混凝土抗冻融试验标准方法,进行再生混凝土抗冻融试验,以下为各组取平均值后的试验结果,序号0、1、3、5、7分别代表再生骨料的取代率为0%、10%、30%、50%、70%的100×100×400mm长方体再生混凝土试件。具体结果如表4-1所示:
下圖2、3、4为采用50%再生骨料取代率的试件冻融前、冻融25次后,冻融50次后的样貌。
由图表4-1当再生骨料的取代率为50%和70%时,试件经过50次冻融后损坏。由此可知,随着再生骨料取代率的提高,再生混凝土的抗冻性越来越差,质量损失率也越来越大。
结语:
(1)总体上,随着再生骨料取代率的提高,再生混凝土的抗压强度越来越低。但是试验结果也有出现随着再生骨料取代率的提高,再生混凝土的强度越来越大的情况,这是由于再生骨料混合物分散不均匀,再生骨料本身强度比再生混凝土强度还大的原因。
(2)随着再生混凝土养护凝期的增长,再生混凝土的抗压强度越来越大,其中当再生骨料的取代率为50%时,再生混凝土强度的提高率最大,达到了101.8%。
(3)再生骨料的取代率对再生混凝土的抗冻性有重要影响,随着再生骨料取代率的提高,再生混凝土的抗冻性越来越差,质量损失率越来越大。当取代率为50%以上时,再生混凝土试件经过50次冻融后损坏。
(4)随着再生混凝土强度越来越低,再生混凝土试件的抗冻性越来越差,质量损失率也越来越大。
参考文献:
[1] 中华人民共和国行业标准.普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2000).北京:中国建筑工业出版社, 2000
[2] 中华人民共和国行业标准.普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2011).北京中国标准出版社,2011
[3] 钟国林.再生混凝土技术及其配合比设计方法[M].安徽建筑.2014,21(1)57-57
[4] 李丽生,彭玉村,龚爱民等.再生粗骨料不同取代率对混凝土和易性及强度的影响规律分析[J].混凝土,2007,22.
[5] 李佳彬.再生混凝土基本力学性能研究[D].同济大学,2004.
[6] 朱缨.建筑废弃混凝土再生利用的分析与研究[J].建筑石膏与胶凝材料,2003,11(9):57-59.
[7] 邢振贤,周曰农.再生混凝土的基本性能研究[J].华北水利水电学院学报,1998,19(2):30-32
科研项目:黑龙江省大学生创新创业训练计划项目“以建筑废弃物为骨料的再生混凝土的配合比的研究”项目编号:201610234021。
作者简介:
耿龙(1995-)男,汉,四川.