陶瓷再生粗骨料混凝土

陶瓷再生粗骨料混凝土（精选七篇）

陶瓷再生粗骨料混凝土 篇1

1 试样制备及实验方法

采用破碎机将工业陶瓷废料破碎成粒径20 mm~25 mm左右作为骨料, 与传统的碎石骨料粒径一致。为了测试其样品的抗压强度、抗裂强度、抗弯曲强度和弹性模量, 其试样分别被浇铸成100 mm×100 mm×100 mm正方体、直径为100 mm, 高80 mm的圆柱体、100 mm×100 mm×500 mm长方体、直径为150 mm, 高300 mm的圆柱体。试样24 h后脱模, 并在28℃水中精心养护至28 d, 最后进行性能测试。

2 试验结果与分析

2.1 陶瓷骨料的性能

表1为陶瓷骨料与传统骨料的性能对比。从表1中可知, 陶瓷骨料的表面性能要优于传统碎石骨料, 在安定性测试中, 经过30次循环, 陶瓷骨料的失重率明显小于传统骨料。这主要是因为陶瓷表面具有很好的抗化学侵蚀性能。总体上, 陶瓷骨料与传统骨料性能相近。

2.2 陶瓷骨料混凝土的性能

表2为陶瓷骨料混凝土的总体性能。从表2中可以看出, 与传统骨料的混凝土相比, 陶瓷骨料混凝土的抗压强度没有明显的变化, 在41 MPa~53 MPa范围内。而粘结性能和和易性更高, 其良好的性能与吸水率低且表面性能良好的陶瓷骨料有重要的关系[7,8]。

但是, 陶瓷骨料混凝土的抗张强度要低于传统混凝土, 抗张与抗压强度之比也低于传统混凝土。陶瓷混凝土与传统混凝土的抗弯强度在5.1 MPa~6.4 MPa范围内, 变化幅度小。

图1为抗压与应变关系曲线图。由图1可见, 随着水灰比的增加, 陶瓷混凝土的弹性模量降低。在不同的水灰比条件下, 陶瓷混凝土的弹性模量在18.0 GPa~21.2 GPa范围内变化, 分别低于传统混凝土。

3 结语

陶瓷废料可以被回收利用为混凝土粗骨料。与传统混凝土相比, 陶瓷废料粗骨料混凝土的抗压强度、抗张以及抗弯性能分别低于其2.0%, 17.7%和3.5%。但是陶瓷废物粗骨料混凝土拥有更低的抗张抗压强度比。陶瓷废物粗骨料混凝土的总体性能与常规混凝土相近, 为未来绿色混凝土的研制奠定了良好的基础。

摘要：选取陶瓷废料取代传统的碎石粗骨料进行了混凝土实验, 对掺杂了陶瓷废料粗骨料的混凝土的抗压强度、抗拉强度、弯曲强度及弹性模量做了系统研究, 并与碎石粗骨料传统混凝土进行了比较, 试验结果表明, 陶瓷废料粗骨料混凝土的和易性是良好的, 并且强度特性与常规混凝土相近。

关键词：骨料,陶瓷废料,强度特性

参考文献

[1]程云虹, 黄菲, 李亚洲.废弃陶瓷骨料混凝土抗冻性试验研究[J].混凝土, 2012 (9) :83-85.

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[3]毋雪梅, 李勇, 杨久俊.废弃陶瓷再生砂配制砂浆、混凝土的研究[J].混凝土, 2008 (9) :50-52.

[4]潘文浩, 于保阳.废弃陶瓷在混凝土类材料中应用的探讨[J].科技信息, 2010 (23) :570.

[5]李丽霞.陶瓷废料微粉在混凝土中的应用试验研究[J].陶瓷学报, 2010, 31 (2) :270-274.

[6]唐明, 潘文浩.陶瓷废弃物代砂制备混凝土的强度特征[J].混凝土, 2007 (12) :1-3.

[7]万超, 曾志兴.陶瓷废弃物再生利用可行性分析[J].郑州轻工业学院学报, 2008, 23 (5) :44-48.

再生粗骨料混凝土的耐久性能研究 篇2

1 再生粗骨料的制备及性能指标

所谓再生骨料, 即将废旧混凝土破碎, 利用高速 (线速度≥80 m/s) 运动, 使破碎后的物料之间反复冲击与摩擦, 有效地打掉较为突出的棱角并除去颗粒表面附着的砂浆和水泥石, 使其成为较为干净、圆滑的骨料, 从而实现对再生骨料性能的提高[2]。再生骨料按粒径可分为再生粗骨料和再生细骨料。其中, 再生粗骨料与天然碎石的性能指标见表1。

从表1中可以看出, 再生粗骨料的各项性能指标已经接近、甚至超过天然碎石, 再生粗骨料可以应用于混凝土中, 完全能够满足配制高品质混凝土的要求。

2 再生粗骨料混凝土的实验方案

2.1 原材料的选择

水泥:山东水泥厂42.5普通硅酸盐水泥。

粉煤灰:青岛四方电厂生产的II级灰。

粗骨料:符合JGJ53-92要求的天然碎石和, 5～31.5 mm连续级配包括天然粗骨料、再生粗骨料。

细骨料:符合JGJ52-92要求的河沙, 细度模数为2.8。

减水剂:上海麦斯特高效聚羧酸减水剂, 掺量为1.2%的减水率为32%。

水:自来水。

2.2 试验方案

试验设计主要考虑如下条件:

1) 再生粗骨料分别为简单破碎再生粗骨料和再生粗骨料;

2) 生粗骨料取代率分别为0、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300 kg/m3、400 kg/m3和500 kg/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160～200 mm[3,4]。具体试验方案见表2。

3 试验方法及数据分析

3.1 抗氯离子渗透试验方法

氯离子渗透试验按德国Aachen工业大学土木研究所 (ibac) 提出的氯离子电迁移快速试验方法称为RCM法进行的。RCM测定仪示意图见图1, 试验时间的的确定见表3。

3.1.1 试件准备

试件标准尺寸为直径Φ100 mm±1 mm, 高度h=50 mm±2 mm。试件加工时至少切除混凝土表层20 mm。

3.1.2 氯离子扩散深度测定

试件从橡胶筒移出后, 立即在压力试验机上劈成两半。在劈开的试件表面喷涂显色指示剂, 混凝土表面一般变黄 (实际颜色与混凝土颜色相关) , 其中含氯离子部分明显较亮;表面稍干后喷0.1 mol/L AgNO3溶液;然后将试件置于采光良好的实验室中, 含氯离子部分不久即变成紫罗兰色 (颜色可随混凝土掺和料的不同略有变化) , 不含氯离子部分一般显灰色。若直接在劈开的试件表面喷涂0.1 mol/L AgNO3溶液, 则可在约15 min后观察到白色硝酸银沉淀。

测量显色分界线离底面的距离 (图2) , 计算所得的平均值即为显色深度。

3.1.3 试验结果计算

混凝土的氯离子扩散系数按式 (1) 计算, 表4为混凝土抗氯离子侵入性指标。

undefined (1)

(其中undefined

式中:DRCM, 0—RCM法测定的混凝土氯离子扩散系数 (m2/s) ;

3.1.4 试验数据分析

混凝土的28 d氯离子扩散系数见表5, 不同水泥用量的再生粗骨料混凝土氯离子扩散系数见图3, 粉煤灰取代率30%对再生粗骨料混凝土氯离子渗透性能的影响见图4。

由图可知, 总体趋势为, 随着水泥用量的增加, 无论再生粗骨料取代率为0、40%、70%、100%, 氯离子扩散系数均减少;随着再生粗骨料取代率的增加, 氯离子扩散系数呈现增大趋势。由此看来, 要想制备高品质的再生粗骨料混凝土, 再生粗骨料不能完全替代天然粗骨料, 再生粗骨料的性能有待进一步提高。

通过以上两图可以看出, 当混凝土中掺加30%的粉煤灰之后, 混凝土的氯离子扩散系数都有一定程度的降低。其中, 胶凝材料用量为300 kg/m3时再生粗骨料取代率40%比没有掺加粉煤灰的水泥用量为300 kg/m3时再生粗骨料取代率40%的混凝土氯离子扩散系数降低了0.5×10-12 m2/s, 即3.9比4.4降低了0.5;

胶凝材料用量为500 kg/m3再生粗骨料取代率100%时的氯离子扩散系数比不掺粉煤灰水泥用量为500 kg/m3再生粗骨料取代率100%时的混凝土降幅最大达0.5×10-12 m2/s。即2.5比3.0降低了0.5。

以上数据说明, 掺加粉煤灰可以改善混凝土的渗透性。这是由于加入的粉煤灰填补了再生骨料中的缝隙或者骨料与骨料之间的间隙, 由于粉煤灰火山灰活性效应, 使混凝土骨料和水泥砂浆之间的界面更加严密, 结构致密降低了氯离子在混凝土中的渗透速率, 从而使混凝土的抗渗性增强。再者粉煤灰的一次水化反应生成的水化CSH凝胶的吸附和反应生成了Friedel盐, 可以减少自由CL-的含量, 造成到达混凝土内部离子浓度降低, 从而增强了混凝土抗氯离子侵蚀能力[5,6]。

4.2 再生粗骨料混凝土的抗冻性能

4.2.1 抗冻试验方法

抗冻试验按《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》 (GBJ82-85) 中抗冻性能试验中的快冻法进行, 制作100 mm×100 mm×400 mm的长方体试块, 养护28 d, 在放入冻融试验箱之前先放入水中养护4 d, 水养过后, 擦干试块测试块重量和横向基频的初始值。以后前200个循环, 每25个循环测一次试块重量和横向基频, 后100个循环, 每50个循环测一次试块重量和横向基频。冻融试验过程中遵循规范规定的三点要求:

1) 即试验已进行到300个冻融循环就停止试验;

2) 试块的相对动弹模量下降到60%以下就停止试验;

3) 试块重量损失率达5%以上就停止试验。

4.2.2 试验方案

由于试验设备的问题, 本试验仅对再生混凝土冻融试验过程中的重量损失进行研究, 试验结果见表6。

不同粗骨料取代率、不同水泥用量的再生粗骨料混凝土与天然骨料混凝土的冻融循环重量损失率对比分别见图5、图6、图7。

可以看出, 再生粗骨料全取代混凝土的抗冻性能与天然粗骨料混凝土相比, 仍是较差, 但是再生粗骨料取代40%、70%时的重量损失率已与天然粗骨料接近。主要原因是, 首先:再生骨料颗粒级配合理、粒形较好, 提高了再生混凝土的密实度, 其次, 再生粗骨料中水泥石和微粉的大量吸水, 降低了再生混凝土的实际水胶比。但是在水泥用量为300 kg/m3时, 再生粗骨料取代40%时的抗冻性能已经与天然粗骨料混凝土有很大的差距, 主要原因是单位水泥用量少, 混凝土的密实性不好, 在冻融循环时水泥砂浆剥落较厉害, 冻融循环对粗骨料的性能要求更为严格。

5 结束语

虽然检测再生粗骨料的性能指标与天然骨料的相差无几, 但是耐久性混凝土对骨料的要求较高, 若保证混凝土的耐久性, 再生粗骨料不能完全取代天然骨料, 根据不同的胶凝材料用量应适当调整再生粗骨料的取代率。耐久性的影响因素很多, 本文仅就三个因素做了初步性探讨, 若将再生粗骨料混凝土进行推广, 还将进行大量的试验研究。

参考文献

[1]肖开涛, 林宗寿, 等.废弃混凝土的再生利用研究.国外建筑科技, 2004, 25 (1) :7-8.

[2]李秋义, 李云霞, 朱崇绩, 等.再生混凝土骨料强化技术研究.钱晓倩, 等.全国高强与高性能混凝土及其运用专题研讨会, 杭州, 2005:405-412.

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[4]李占印.再生混凝土性能的试验研究, 西安建筑科技大学学位论文.2003T.Zhang O.

[5]E Gjory.Dillusion behavior of chloride ions, concrete[J].C.C.R, 1996:230-233.

陶瓷再生粗骨料混凝土 篇3

1 试验设计

1.1 试验材料

水泥为海螺牌32.5R普通硅酸盐水泥, 其28 d抗压强度为36.5 MPa, 表观密度为3 050 kg/m3。砂为普通黄砂, 其细度模数为2.6;天然粗骨料为连续级配的碎石, 最大粒径为27 mm;试验所用的玻璃来自废品回收站所回收的废弃玻璃, 参考《普通混凝土配合比设计规程》 (JGJ 55—2000) 的配合比设计方法, 并按等体积废玻璃替代碎石并将废玻璃质量计入砂率公式的设计方法进行设计。所有试件采用同一水灰比0.44, 粗骨料从0%、20%、40%、60%、80%到100%变化, 废弃玻璃粗骨料混凝土的配合比见表2。

由表1可知:与天然粗骨料相比, 再生玻璃粗骨料的表观密度、堆积密度均小于天然骨料, 空隙率大于天然粗骨料。

1.2 试验方法

所有混凝土拌合物均采用一容量为50 L的搅拌机进行机械搅拌, 投料顺序为首先加入黄砂及水泥, 然后再加入粗骨料, 最后加入水, 搅拌3~5 min后测其坍落度。在坍落度试验完成后, 将混凝土试模注入钢模, 24 h后拆模;在标准条件下养护至28 d后取出按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》 (GB/T 50081—2002) [5]规定进行试验。

2 试验结果与分析

2.1 立方体抗压强度

各组混凝土立方体抗压强度在不同龄期的强度数值如表3所示, 从表3中可知:与普通混凝土相比, 再生玻璃粗骨料混凝土试块在各个龄期的立方体抗压强度均要低;其强度降低的原因可能为再生玻璃骨料本身强度较低导致其立方体抗压强度要比普通混凝土要低。从表中还可看出, 与普通混凝土相比, 全再生玻璃粗骨料混凝土在3 d、7 d、14 d、28 d各龄期立方体抗压强度的降低幅度分别为52.6%、54%、51%、39.5%;其具体原因有待于从微观角度进一步分析。另外, 随着废弃玻璃取代率的不断增大, 再生玻璃粗骨料混凝土在各个龄期的立方体强度不断降低。

2.2 轴心抗压强度

表4为再生玻璃粗骨料混凝土28 d的强度。从表4中可知, 随着废弃玻璃取代率的不断增大, 再生玻璃粗骨料混凝土轴心抗压强度不断降低。同时, 从表中还可看出, 再生玻璃粗骨料混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度的比值fc/fcu均高于普通混凝土, 随着废弃玻璃取代率的不断增加, 该比值呈增大的趋势。

2.3 弹性模量

混凝土的弹性模量一般按照混凝土结构设计规范[6]的式 (1) 计算。

注:表中fcu、fc、fpt分别表示混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度。

式 (1) 中, Ec、fcu, k分别表示混凝土的弹性模量、混凝土立方体抗压强度, 单位均为MPa。

表5为按式 (1) 和由试验所得到的混凝土的弹性模量。

从表5中可看出, 式 (1) 并不适用于再生玻璃粗骨料混凝土弹性模量的计算, 该公式过高地估计了再生玻璃粗骨料混凝土的弹性模量;另外与普通混凝土相比, 再生玻璃粗骨料混凝土的弹性模量要低;随着废弃玻璃取代率的不断增大, 再生玻璃粗骨料混凝土的弹性模量不断降低, 其主要原因为再生玻璃粗骨料的空隙率高、弹性模量低。

2.4 劈裂抗拉强度

通过对再生玻璃粗骨料混凝土试块进行劈裂抗拉强度试验, 可得到其劈裂抗拉强度如表4所示。从表中可知, 随着废弃玻璃取代率的不断增大, 再生玻璃粗骨料混凝土劈裂抗拉强度不断降低。与普通混凝土相比, 再生玻璃粗骨料混凝土劈裂抗拉强度要低。

3 结论

(1) 随着废弃玻璃取代率的不断增大, 再生玻璃粗骨料混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度不断降低。

(2) 与普通混凝土相比, 再生玻璃粗骨料混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量均要低于普通混凝土, 其主要原因可能为再生玻璃粗骨料强度较低。

(3) 从试验结果来看, 废弃玻璃取代碎石作为混凝土粗骨料是可行的, 可以制备低强度的混凝土, 再生玻璃粗骨料混凝土配合比及耐久性能有待进一步研究。

参考文献

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[2] Larsen D A.Feasibility of utilizing waste glass in pavements.State of Connecticut Department of Transportation.Report No.343—348.1989

[3] Case studies for the use of post consumer glass as a construction aggregate, CWC.1997

[4] Kou S C, Ponn C S.Properties of self-compacting concrete pre-pared with recycled glass aggregate.Cement and Concrete Composites, 2009;31 (2) :107—113

[5] GB/T 50081—2002, 普通混凝土力学性能试验方法标准.2002

水泥浆改性的再生混凝土粗骨料分析 篇4

进入21世纪以来, 伴随着中国经济跨越式的高速发展和国民生产力的不断提高, 建国以后乃至改革开放初期以来所兴建的一部分建筑由于其使用时间较长同时建筑相关功能性也越来越不能满足现今生活、工作需要, 不可避免的会面临着拆除、新建的局面。随之而来的, 是在对既有老旧建筑物的拆除过程中, 必然会产生出来大量的建筑垃圾, 而这其中, 又以废弃混凝土所占份额最大。一般传统的处理方法多数采用的是堆放或填埋, 这种做法不仅占用大量的耕地, 而且未能对仍存在使用价值的废弃混凝土循环利用, 对于环境保护绿色价值和社会发展经济价值均有着一定的不利影响。因此, 如何将这些废弃混凝土重新循环利用, 变成可再生的混凝土不仅对国民建筑产业、经济发展有着重大的实际意义, 同时也符合环保、集约、可再生的健康发展模式。

而由于再生混凝土骨料获得途径的独特性, 在重复利用的过程中自身或多或少的会存在着某些方面的不足与瑕疵, 导致再生混凝土力学性能相比于基准混凝土有着一定的差异。因此, 如何对再生混凝土的基本性质进行提高, 使其与基准混凝土差异越来越小, 甚至消失, 成为了一个迫在眉睫同时有着巨大前景的研究课题[1], 为了提高再生骨料方面的一些材料性能, 基于目前研究成果, 采取了对再生粗骨料进行水泥浆浸泡处理的方式, 研究此方法对再生粗骨料的改性效果, 希望对再生混凝土未来的研究与应用有一定实际意义与学术价值。

2 试验概况

2.1 试验设计

本次试验采用的再生粗骨料来源于沈阳建筑大学结构实验室, 该废弃混凝土强度为C30, 其立方体抗压强度为38.5 MPa。该再生混凝土人工破碎后经过清洗、分级, 选取粒径大小为5 mm~20 mm的再生粗骨料作为试验材料。水泥采用工源牌P.S32.5R矿渣硅酸盐水泥。减水剂为聚羧酸类减水剂。

为了选出较优的水灰比浸泡再生骨料, 查阅相关文献资料[2,3]选出三种不同水灰比浸泡骨料, 测量浸泡后骨料的压碎指标, 从而选出最优的水灰比水泥砂浆。试验结果如表1所示。

%

从表1可见:水灰比为0.38的水泥浆浸泡好的骨料压碎指标比水灰比为0.40的水泥浆浸泡好的骨料压碎指标低0.2个百分点;水灰比为0.42的水泥浆浸泡好的骨料压碎指标高于规范[4]中规定的16%。同时从经济效益及施工方面综合考虑选择水灰比为0.40的水泥浆。

2.2 试验方法

考虑到再生骨料需要进行大批量浸泡处理, 所以采用混凝土搅拌机对再生骨料浸泡。按照水灰比为0.4的水泥浆, 掺入水泥质量为0.2%的减水剂, 将再生骨料倒入搅拌机中搅拌, 每搅拌3 min~5 min时, 静放浸泡3 min~5 min, 如此循环2次~3次, 浸泡中的骨料如图1所示。当再生骨料与水泥浆充分的粘结之后, 将浸泡好的骨料分批量倒出, 撒上一层细砂, 防止裹有水泥浆的骨料凝结成大体积的水泥石块, 等待水泥浆硬化之后将其与砂子筛分, 并对其浇水养护, 如图2所示。

浸泡前再生粗骨料外形介于碎石与卵石之间, 表面有很多棱角和微裂缝, 表面附着大量水泥浆, 并且质地很脆;浸泡后的骨料外形如同卵石, 同时水泥浆表面粘有少量细砂, 裹有水泥浆的厚度有1 mm左右, 厚的地方达到2 mm。

本次测试的主要内容有:3 d, 7 d, 28 d的压碎值指标;28 d的骨料堆积密度和表观密度;28 d的骨料吸水率;150×150×150立方体试块28 d后的抗压强度。

3 试验结果与分析

3.1 压碎值指标

试验中筛取10.0 mm~20.0 mm标准粒级进行压碎值指标试验。每份取2 kg的试样3份备用, 装入压碎指标仪, 在试验机上3 min~5 min内均匀加载至200 k N, 每组试验做三次, 分别测出未浸泡骨料的压碎指标和浸泡后3 d, 7 d, 28 d压碎值指标。压碎指标按照式 (1) 进行计算:

其中, δα为压碎值指标, %;m0为试样的质量, g;m1为压碎试验后筛除试样的质量, g。实验结果如表2, 表3所示。

通过表1, 表2可以看出未浸泡骨料的压碎值指标为17.4%, 与浸泡3 d的骨料值相差为0.01, 说明浸泡3 d的骨料与水泥浆并未粘结得很好, 水泥强度并未有较大的提高, 而且与水泥标号、品种等有关, 导致凝结硬化较慢, 早期强度低;浸泡7 d的压碎值指标明显有所降低;28 d压碎值指标已经满足规定的要求。

%

3.2 堆积密度和表观密度

对于再生骨料表观密度普遍认为可以达到天然骨料的85%以上, 但由于原生混凝土的强度等级、使用时间与环境、配合比、骨料的粒径与级配等多种不确定因素, 使得再生粗骨料的表观密度和堆积密度受到较大影响, 离散性较大。因此, 与天然粗骨料相比, 再生粗骨料的堆积密度与表观密度均有所降低, 分析其原因主要是因为其表面水泥砂浆的含量较高[5]。

试验中使用烘箱对浸泡后的粗骨料进行烘干, 求其算数平均值作为测定值。表4为所测得的堆积密度和表观密度的数据。

kg/m3

从表4中可以看出, 浸泡后的骨料其堆积密度有所提高。但是表观密度稍有降低, 考虑到浸泡后再生骨料的表观密度降低的原因可能有:一是浸泡过程中水泥浆并未渗入再生骨料表面的孔隙里。二是水泥颗粒的表观密度和水泥块的表观密度有差异, 其原因是水泥水化放热导致水泥凝结成块时膨胀, 从而有大量孔隙存在。

3.3 吸水率

试验中采用自来水浸泡24 h的未处理的再生粗骨料吸水率为2.20%;水泥浆浸泡后并正常养护28 d的吸水率为1.71%。与其他文献[5]的试验结果相比较, 未浸泡处理的骨料吸水率远小于其值。根据日本的再生骨料标准, 在混凝土生产中, 不推荐使用吸水率超过7%的再生粗骨料。从该吸水率试验的结果来看, 浸泡后的再生骨料吸水率得到有效的降低, 并且达到要求。

3.4 再生混凝土试块的抗压强度

试验中选取浸泡的再生骨料和未浸泡的再生骨料, 按100%的再生骨料掺量制成的150×150×150试块, 混凝土的配合比见表5。

试验结果如图3所示。

由图3可知28 d抗压强度评定值分别为33.4 MPa和22.8 MPa, 其强度分别达到设计强度值的111%和76%, 由此可见浸泡处理的骨料配制的混凝土比未浸泡骨料配制的混凝土强度值高46.5%, 且浸泡后骨料配制的混凝土强度值能够满足设计要求。

4 结语

通过对再生骨料的水泥砂浆浸泡处理, 其材料方面的性能得到较多的改善, 得到如下结论:

1) 用掺入减水剂的水泥浆浸泡骨料, 养护28 d后, 其压碎指标值满足《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中的要求。

2) 处理后的骨料相对于未处理骨料的堆积密度提高了约7%, 但表观密度降低, 望以后通过在浸泡骨料时进行加压处理, 使得水泥浆能大量的渗入骨料表面的孔隙里, 或加入有效的外加剂方法提高浸泡后的再生骨料的表观密度, 从而对混凝土的密实度有所提高。

3) 再生骨料的吸水量较大, 通过对再生骨料的处理, 可以有效的减少其吸水率, 在不增加用水量的同时, 保证混凝土有较好的和易性。

4) 浸泡处理后的粗骨料制成试块, 其抗压强度有较大的提高, 相对于未浸泡的再生粗骨料其提高了46.5%。

摘要：对再生粗骨料采取水泥浆浸泡的处理方式, 研究了此方法对再生粗骨料的改性效果, 研究表明:经过浸泡处理后的再生粗骨料的堆积密度提高, 吸水率降低, 用浸泡后的粗骨料制成的试块抗压强度有较大的提高。

关键词：再生混凝土,再生粗骨料,改性,材料性能

参考文献

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[4]GB 50010-2010, 混凝土结构设计规范[S].

陶瓷再生粗骨料混凝土 篇5

1 试验设计

1.1 试验材料

再生粗骨料取自宿迁老开发区某工厂地坪, 用筛孔直径5 cm的锤式破碎机进行破碎、筛选。取样品, 用筛分法分析经过粗略筛选的再生骨料, 测得其粒径大小相当于普通二号石子而成。该批废弃混凝土年代较久, 技术资料不详, 经回弹实验测得原地坪强度在C21.4左右。本文按照规范GB/T 14685-2001要求, 将所破碎的再生骨料筛分, 再生粗骨料的级配如表1所示。

天然骨料包括石灰石碎石和河砂。天然粗骨料为天然碎石, 最大粒径为25 mm, 级配为连续级配。河砂的细度模数FM=2.6, 为中粗砂。水泥为325普通硅酸盐水泥, 搅拌水为宿迁市普通饮用自来水。外加剂为南京凯迪建材厂生产的FVN-6早强减水剂。

1.2 混凝土的配合比

再生粗骨料混凝土设计标号为C25, 鉴于目前再生混凝土还没统一的配合比设计规范, 本试验采用天然骨料混凝土的配合比设计方法, 完全按照JGJ 55-2000混凝土配合比设计规程执行, 见表2, 表3。

1.3 混凝土的浇筑

混凝土搅拌采用二次投料法即水泥裹砂石法:先将全部的石子、砂和70%的拌合水投入搅拌机, 拌和10 s～20 s, 使骨料湿润, 再投入全部水泥搅拌30 s左右, 然后加入30%拌合水再搅拌60 s左右即可。有外加剂时, 外加剂与水泥同时投入。

1.4 试验方法

本文仍采用坍落度筒法测试新拌再生混凝土的流动性, 坍落度值愈大表示混凝土拌合物流动性愈大。

坍落度筒法将新拌再生混凝土分三层装入标准坍落筒中, 每层高度大致为筒高的1/3, 每层用捣棒沿螺旋方向由外向中心插捣25下。顶层插捣后, 刮去多余的混凝土, 垂直平稳的提起坍落筒, 量取坍落筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的距离, 即为坍落度值。在插捣过程中, 如果有较多的稀浆从底部析出, 锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露, 则表明其保水性能不好;反之, 保水性能良好。检查保水性后, 用插捣棒轻轻敲打已经坍落后的混凝土截锥体的一侧, 如果试体整体缓慢下沉或保持原状, 则表明粘聚性良好;反之, 粘聚性不好。

2 试验结果和分析

2.1 拌合物的流动性

分别对以上几种再生混凝土进行了坍落度测试, 得再生粗骨料取代率和坍落度的关系如图1, 图2所示。

从图1和图2可以看出再生混凝土坍落度随再生粗骨料取代率变化的情况。虽然这两种曲线水灰比不同, 但是由于水灰比低的加了减水剂, 增强了一定的流动性。两种水灰比曲线的趋势基本相同, 坍落度大小也很接近。在相同的水灰比条件下, 随着再生粗骨料取代率增加, 混凝土的坍落度逐渐变小。当再生粗骨料取代率为100%时, 坍落度降得相对较低。出现以上情况可能是再生粗骨料的吸水率比天然粗骨料高, 在拌制过程中, 吸入大量的拌合用水, 从而导致实际拌合水减少, 进而影响到混凝土拌合物的坍落度。因此, 在实际应用中应考虑再生粗骨料的吸水特性, 在拌制过程中适当补充拌合水, 使坍落度能满足施工要求。

2.2 拌合物的粘聚性和保水性

由实验现象观察得知, 基准混凝土的粘聚性较好, 有少量的泌水现象。而当再生骨料的取代率为50%时, 新拌混凝土粘聚性好, 没有任何泌水现象, 但是有骨料外露现象。即随着再生粗骨料取代率增大, 新拌混凝土的粘聚性和保水性却越来越好, 这是由于再生粗骨料表面粗糙、孔隙率高而增强了粘聚性和保水性。

3 结语

1) 随着再生粗骨料取代率增大, 新拌混凝土的流动性变得越来越差, 而此时的混凝土粘聚性变得越来越好, 保水性越来越好;2) 适量的减水剂可以增强混凝土的流动性;3) 在合适配合比的情况下, 再生粗骨料取代率为0%～50%的混凝土的和易性能基本满足施工要求。

参考文献

[1]林俊.再生混凝土抗压和梁受弯性能研究[D].南宁:广西大学, 2007:23-25.

[2]胡敏萍.不同取代率再生粗骨料混凝土的力学性能[J].混凝土, 2007 (2) :52-54.

[3]李彦军, 刘志奇.新型再生混凝土特性及前景分析[J].山西建筑, 2007, 33 (13) :164-165.

[4]赵军, 邓志恒, 林俊.再生混凝土配合比设计的试验研究[J].广西工学院学报, 2007, 18 (3) :81-84.

陶瓷再生粗骨料混凝土 篇6

随着我国城镇化基础建设和新兴房地产业的迅猛发展,建筑物的改造和拆除过程中所产生的建筑垃圾也与日俱增,平均每年以8%的量增长,而天然骨料的资源也在日趋枯竭。

绝大多数建筑垃圾都是未经任何处理进行露天堆放,造成严重的环境污染,从保护环境及资源再利用观点出发,有效处理回收再利用建筑废弃物垃圾,使其成为可利用的再生资源,不仅可以减轻环境污染,还有利于保护天然资源被过度开采免于枯竭,因此,再生混凝土(RAC)应运而生。当前,国内外开展了很多对RAC的研究和开发应用,制定了相应技术规范,取得了一定的研究成果。本文主要通过研究由不同强度等级的废弃混凝土回收的再生粗骨料和再生粗骨料不同取代掺量对RAC性能的影响,为RAC的推广应用提供一定的理论基础。

2 试验

2.1 试验原材料

⑴水泥:选用广西台泥P.O42.5R,其主要性能指标见表1。

⑵粉煤灰:选用深圳妈湾电厂Ⅱ级粉煤灰,其主要性能指标见表2。

⑶矿渣粉:选用河北唐山盾石S95级矿渣粉,其性能指标见表3。

⑷外加剂:选用中铁安徽四威RAWY101聚羧酸外加剂,PH值5.84含固量11.6%,减水率25.6%;氯离子含量0.04%。

⑸砂:选用东莞中砂,其主要性能指标见表4。

⑹粗骨料:再生粗骨料采用某旧楼楼板拆除时的废弃混凝土,强度等级为30~40MPa,天然骨料采用金业石,两种骨料的性能指标如表5所示。

2.2 试验方法

2.2.1 试验配合比

本试验重点研究再生粗骨料不同取代掺量对混凝土强度的影响,再生粗骨料分别按0%、25%、50%、75%、100%的掺量取代天然骨料配置C30的混凝土,其C30基础配合比如表6所示,鉴于再生骨料与天然骨料的吸水率存在较大差异,为保证拌合物具有同样的工作性能,掺再生骨料的配合比须酌情添加附加水,保证其拌合物饱和状态下的理论水灰比不变,进而研究不同取代掺量对RAC强度性能的影响。

2.2.2 强度检测试验

抗压强度试验根据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行,RAC与普通混凝土试件均采用100mm×100mm×100mm立方体标准试件,经28d标准养护后进行抗压强度检测。

2.2.3 碳化深度试验

碳化深度试验根据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行,即在(20±2)℃,相对湿度(70±5)%,二氧化碳质量分数(20±3)%的条件下开始试件碳化深度试验,试件提前2d从标准养护箱中取出,在60℃下烘干。

2.2.4 试验仪器设备

⑴SJD-60型单卧轴强制式混凝土搅拌机;

⑵TYE-3000 B型压力试验机;

⑶混凝土碳化深度测量仪。

3 试验结果与讨论分析

将再生粗骨料按不同取代掺量取代天然骨料时,由于再生骨料吸水率较大,故而为保证同样的工作性能,酌情添加了部分附加水进行相关试验,其调整试验配合比与强度及碳化深度试验检测结果如表7所示。

3.1 再生骨料不同取代量对RAC强度影响

再生骨料不同取代掺量对RAC强度的影响作用如图1所示,由表7及图1可以看出,随着再生粗骨料掺量的逐步增加,RAC强度表现为逐渐降低,当再生骨料的掺量在50%范围以内时,其RAC的抗压强度与全天然骨料混凝土抗压强度基本相同,当再生骨料的掺量超过50%时,RAC的抗压强度明显降低,究其原因,主要是由于再生骨料的高吸水率和吸水速度特性,使得实际拌合时附加水的用水量逐步增加,此举无疑增大了过渡区的水胶比,使得抗压强度逐步降低;另一方面,水泥水化产生的大量稳定性极差的Ca(OH)2容易在水泥石和集料界面处富集并形成粗大晶粒,成为强度薄弱环节,削弱与骨料的粘结力,进而使得抗压强度降低。

3.2 再生骨料不同取代量对再生混凝土碳化深度影响

再生骨料不同取代掺量对RAC碳化深度的影响作用如图2所示,由表7及图2可以看出,随再生粗骨料掺量的增加,其RAC的碳化深度逐步增大,究其原因,可能是由于再生粗骨料表面附着水泥砂浆的物质透过性比普通混凝土零再生骨料掺量的物质透过性大,进而使得随再生骨料掺量的增大,其RAC碳化深度表现为逐步增大,且当再生骨料掺量超过50%时,RAC碳化深度明显增大。

4 结论

⑴由建筑垃圾回收的粗骨料其吸水率及吸水速度都较天然粗骨料较高,而其表观密度、堆积密度和紧密密度都相对偏小,针片状含量及压碎指标也相对偏低;

⑵随着再生粗骨料掺量的逐步增加,RAC的抗压强度逐步降低,其原因一方面表现为拌合用水的增加使得其过渡区的水胶比增大,从而使得抗压强度降低,另一方面由于在水泥石和集料界面处富集了稳定性极差的Ca(OH)2形成大颗粒,削弱粘结力,降低抗压强度;

(3)随着再生粗骨料掺量的逐步增加,由于再生粗骨料表面附着水泥砂浆的物质透过性比普通混凝土零再生骨料掺量的物质透过性大,使得RAC的碳化深度逐渐增大;

(4)再生骨料的掺量应控制在50%以内,若掺量超过50%,其RAC抗压强度逐步降低,碳化深度逐渐增大。

参考文献

[1]SHI Jian-guang,XU Yue-zhou.Estimation and forecasting of concrete debris amount in China[J].Resources,Conservation and Recycling,2006,49(2):147-158.

[2]邓寿昌,张学兵,罗迎社.废气混凝土再生利用的现状分析与研究展望[J].混凝土,2006(11):20-24.

[3]崔正龙,田中礼治,等.固体废弃物再生骨料混凝土的耐久性试验研究[J].硅酸盐通报,2009,28(5):1042-1045.

[4]李俊,尹健,周士琼,等.基于正交试验的再生骨料混凝土强度研究[J].土木工程学报,2006,39(9):43-46.

陶瓷再生粗骨料混凝土 篇7

1 原材料

济南山水P·O52.5R水泥;淄博三美硅材料有限公司生产的硅灰;济南鲁新S95矿粉;淄博华伟聚羧酸减水剂,减水率31%,固含量26%。

在本次试验中,收集混凝土搅拌站生产的C15～C50强度等级的废弃混凝土,先进行首次破碎处理,再各按15%比例混合,然后进一步进行破除和分级处理,得到16～31.5 mm连续级配的再生粗骨料,再生粗骨料的粒径分布见表1,物理特征参数见表2,吸水率见表3。

%

根据表1～表3可知:

(1)相对于天然骨料,再生粗骨料颗粒形状略为扁平,颗粒带有明显的硬化水泥浆体,空隙较多,表面略粗糙。

(2)再生粗骨料的表面存在硬化水泥浆体,使得其表观密度和堆积密度略有降低。

(3)经过精细加工,再生粗骨料的颗粒级配完全可以达到JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》的要求,并且可以根据使用要求精准配制其颗粒级配,其颗粒级配的可控性远远超过目前市场中的天然骨料。

(4)再生粗骨料的吸水率随在水中浸泡时间的增加而明显增大,应用于预拌混凝土中,此特性易造成混凝土坍落度经时损失增大,所以预拌混凝土使用再生粗骨料应预先使其达到饱和面干状态。

2 试验结果与分析

2.1 试验配比与结果

混凝土的试配强度为普通C100泵送混凝土,再生粗骨料为饱和面干状态,采用机械拌和,标准养护。测试抗压强度的试件尺寸为150 mm×150 mm×150 mm。再生骨料混凝土的配合比见表4,0、10%、30%、50%、100%再生粗骨料取代天然粗骨料对高强泵送混凝土性能的影响见表5。

kg

2.2 试验现象

未掺再生粗骨料的混凝土具有良好的和易性,混凝土无离析现象,扩展度较大;随着混凝土中再生粗骨料掺量增加,混凝土的和易性和流动性变差。

2.3 试验结果分析

(1)在高强泵送混凝土中,再生粗骨料掺量达到30%时,混凝土和易性变差,主要是由于再生粗骨料相对于天然骨料颗粒带有明显的硬化水泥浆体,空隙较多,表面略粗糙。高强泵送再生粗骨料混凝土出现石子偏多现象,高强再生粗骨料混凝土砂率需要适当增大。

(2)再生粗骨料掺量为10%、30%时,相对于基准混凝土用水量降低,主要是由于再生粗骨料表面存在部分已经发生水化反应的水泥浆体,在高效减水剂的作用下,再生粗骨料的掺量低于30%不会引起混凝土用水量的增加,但当再生粗骨料的掺量超过30%,则混凝土用水量逐步增加。

(3)在高强混凝土中加入再生粗骨料,混凝土的7 d抗压强度在再生粗骨料掺量为10%、30%时较高,其它掺量下混凝土7 d抗压强度相对于基准混凝土也都略有提高;混凝土的28 d抗压强度在再生粗骨料掺量为30%时最高,100%掺量下相对于基准混凝土降低,其它掺量下相对于基准混凝土有所提高;混凝土的60 d抗压强度在10%掺量时最高,其它掺量下相对于基准混凝土均有所降低。在高强泵送混凝土中掺加适量的再生粗骨料能提高强度,主要是由于高强再生粗骨料混凝土水灰比较小,水泥石结构紧密,适量的再生粗骨料吸附的水分,有利于增加高强混凝土的水化反应,从而提高混凝土强度。

2.4 优化后的配比与结果

根据不同掺量下高强泵送再生粗骨料混凝土的试验结果,因再生粗骨料存在水泥浆、吸水率大、孔隙率大等特点,高强再生粗骨料混凝土和易性差,高强再生粗骨料混凝土应适当增大砂率,选择再生粗骨料的掺量为30%,进一步验证高强再生粗骨料混凝土的工作性能和经济性能。

试配C100高强泵送混凝土,优化配比见表6,优化后混凝土的性能见表7。

kg

由表7可见,优化后,再生粗骨料混凝土的和易性较好,混凝土的各项性能指标能够达到施工使用要求。

2.5 再生粗骨料混凝土的SEM分析

图1为H-2试样水化28 d的SEM照片。从图1可以看出,骨料与水泥石间无明显裂缝,整个水泥石基体都很致密,在矿粉和硅灰的作用下,再生粗骨料的吸水率大、空隙多的缺点得到有效抑制,在水泥石基体内未见到片状的Ca(OH)2晶体。水泥水化已很完全,水泥水化产物发育良好,骨料与水泥石之间裂缝减少,水泥石之间粘结紧密,新旧水泥石界面过渡区密实,界面弱区的特征明显减弱,再生粗骨料与砂浆的界面上微缺陷减弱,水泥石基本呈板块状。

3 结论

(1)高强再生粗骨料混凝土的和易性随再生粗骨料掺量的增加而变差,高强再生粗骨料混凝土的强度随再生粗骨料掺量的增加呈不规则变化。

(2)在高强混凝土中掺加未经润湿的16～31.5 mm再生粗骨料,高强再生粗骨料混凝土相对于基准混凝土用水量随再生粗骨料掺量的增加而先降低后增加。

(3)在高强混凝土中掺加30%未经润湿的16～31.5 mm再生粗骨料,再生高强混凝土的和易性和流动性变差;混凝土的7 d、28 d、60 d抗压强度相对于基准混凝土降低,但高强再生混凝土的28 d强度达到70 MPa以上,能够满足高强混凝土的设计要求。在高强混凝土中,干燥的16～31.5 mm再生粗骨料掺量大于50%时,混凝土工作性变差,不能满足施工技术要求。

(4)在高强再生粗骨料混凝土中采用高效减水剂,掺加矿粉和硅灰后,可明显提高混凝土强度,改善混凝土和易性,增强施工性能。

(5)在高强混凝土中加入30%未经润湿的16～31.5 mm再生粗骨料,混凝土的各项性能指标能够达到施工使用要求。

摘要：通过对再生粗骨料各项性能试验研究,分析再生粗骨料掺量对高强泵送混凝土性能的影响。通过进一步改善配合比,将再生粗骨料代替天然粗骨料掺量提高到30%,高强泵送再生粗骨料混凝土各项性能指标能够满足施工技术要求,并通过扫描电镜分析高强泵送再生粗骨料混凝土的微观结构。

关键词：废弃混凝土,再生粗骨料,高强泵送混凝土

参考文献

[1]池漪.再生骨料混凝土高强高性能化途径及其性能研究[D].长沙:中南大学,2007.

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