再生混凝土強(qiáng)度和耐久性的試驗(yàn)研究

李 劍

(貴港市建筑工程管理處，廣西 貴港 537100)

再生混凝土強(qiáng)度和耐久性的試驗(yàn)研究

李 劍

(貴港市建筑工程管理處，廣西 貴港 537100)

設(shè)計(jì)制備了不同再生骨料取代率的再生混凝土試塊，通過強(qiáng)度測試儀及RCM試驗(yàn)研究了再生混凝土強(qiáng)度和氯離子擴(kuò)散系數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果表明，混凝土的強(qiáng)度隨著再生骨料取代率的增加而變化幅度不大，可按照現(xiàn)有混凝土強(qiáng)度規(guī)范計(jì)算，擴(kuò)散系數(shù)隨再生骨料的取代率的增加有所提高。

再生混凝土，強(qiáng)度，耐久性，氯離子擴(kuò)散系數(shù)

1 概述

混凝土具有很好的工作性能和耐久性，被廣泛的運(yùn)用于建筑物和構(gòu)筑物的建造中，全世界每年的使用量約為20億m3，砂石用量要在34億t以上，但同時(shí)伴隨而來的是舊建筑的拆除，每年廢棄的混凝土總量超過了1億t以上[1]。一方面開采天然骨料對自然環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，另一方面拆除的混凝土隨意丟棄既污染環(huán)境也造成了浪費(fèi)[2]。將廢棄混凝土收集破碎生產(chǎn)再生骨料并利用于新混凝土結(jié)構(gòu)的建造，解決了廢舊混凝土的處置問題且節(jié)省天然砂石，是實(shí)現(xiàn)環(huán)境、建筑、資源等可持續(xù)發(fā)展的重要措施，也是必然趨勢。

隨著再生骨料的利用，再生骨料和混凝土的基本力學(xué)性能[3]及再生混凝土的碳化和凍融耐久性得到普遍關(guān)注[4，5]，但是抗氯離子侵蝕的耐久性研究還沒有得到足夠的重視。隨著自然骨料的逐年減少，成本的逐年增加，氯離子環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)采用再生骨料成為必然的趨勢，因此對氯離子侵蝕環(huán)境下的再生混凝土的抗氯離子耐久性研究具有一定的意義。

2 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析

2.1 混凝土配合比及試塊制備

由于摻礦物摻合料對混凝土的抗氯離子侵蝕能力具有一定的影響，因此，為準(zhǔn)確分析再生骨料的取代率對氯離子擴(kuò)散系數(shù)的影響本次試驗(yàn)不外摻礦物摻合料[6]。本試驗(yàn)所用的原材料主要包括：自然砂、碎石、再生粗骨料、普通硅酸鹽水泥、自來水。水泥為華潤牌(貴港)P.O42.5普通硅酸鹽水泥；砂為廣西欽州河砂，細(xì)度模數(shù)為3.0；石子為碎石，粒徑為5 mm～31.5 mm；再生粗骨料是采用30年齡期的混凝土破碎篩分得到，粒徑為5 mm～31.5 mm?；炷僚渲茝?qiáng)度為C30，按照J(rèn)GJ 55—2011混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程計(jì)算配合比，分別配制了再生粗骨料取代率為0%，20%，40%，60%的混凝土，具體配合比如表1所示。每組配合比配制150 mm×150 mm×150 mm的試塊3塊和直徑為100 mm長為250 mm的圓柱試件1塊，將制備好的試塊放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)28 d后取出圓柱試塊，使用混凝土切割機(jī)切割成厚度為50 mm的試塊并選擇合適的3塊用于試驗(yàn)。

表1 混凝土配合比及單方用量

2.2 強(qiáng)度測試和擴(kuò)散系數(shù)測試

抗壓強(qiáng)度測試由測力儀和壓力機(jī)配合完成，測試得到抗壓強(qiáng)度如表2所示(3組試塊的平均值)。使用RCM擴(kuò)散系數(shù)測試儀測試得到擴(kuò)散系數(shù)(3個(gè)試塊平均值)如表3所示。

表2 抗壓強(qiáng)度測試值

表3 擴(kuò)散系數(shù)測試值

分別繪制抗壓強(qiáng)度測試值和擴(kuò)散系數(shù)與再生骨料的取代率的關(guān)系曲線，如圖1和圖2所示。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

由表2可知，按照目前的JGJ 55—2011混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程計(jì)算再生混凝土的配合比，并配制得到混凝土的強(qiáng)度滿足預(yù)設(shè)的強(qiáng)度要求。由圖1可見混凝土強(qiáng)度測試值在取代率為20%最大，但各組之間的強(qiáng)度差異并不大?？赡艿脑蛑饕校菏紫?，再生骨料表面大多具有多孔的老舊砂漿層，經(jīng)過多年的充分水化及碳化作用強(qiáng)度有所提高，但畢竟表面為相對碎石薄弱的砂漿層；其次，再生骨料表面粗糙與新砂漿層結(jié)合較為緊密；此外本次試驗(yàn)配合比計(jì)算沒有考慮再生骨料的吸水性的影響，再生骨料由于表面大多具有一層多孔的砂漿層，在攪拌時(shí)充分吸收拌合水，因此在一定程度上降低了水灰比。

由表3可知再生骨料取代率為0的混凝土擴(kuò)散系數(shù)最小，由圖2可知，擴(kuò)散系數(shù)隨著骨料取代率的增加而增加，開始增長的速度較快，隨著取代率的不斷增加擴(kuò)散系數(shù)的增加速度減緩。主要的原因?yàn)樵偕橇媳砻娲蠖嗑哂幸粚佣嗫椎纳皾{層，且再生骨料中碎石與老舊砂漿及表面與新砂漿之間都具有相對薄弱的界面過渡區(qū)，這些區(qū)域增加了氯離子擴(kuò)散的通路，再生骨料越多增加的擴(kuò)散通路越多。

3 結(jié)語

本文通過設(shè)計(jì)測試不同再生骨料取代率混凝土的抗壓強(qiáng)度及擴(kuò)散系數(shù)，研究了再生混凝土的抗壓強(qiáng)度和擴(kuò)散系數(shù)與再生骨料的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，根據(jù)現(xiàn)有的混凝土強(qiáng)度按照規(guī)范設(shè)計(jì)計(jì)算的配合比制備的混凝土滿足強(qiáng)度要求，可以用于再生混凝土的配合比的計(jì)算中。再生混凝土的擴(kuò)散系數(shù)隨著再生骨料的取代率的增加而增加，這主要是由于再生骨料為混凝土提供了更多的擴(kuò)散通路。由此可見，再生混凝土的抗氯離子耐久性及耐久性防護(hù)還需進(jìn)一步的研究。

[1] 李 坤.再生骨料及再生混凝土基本性能研究[D].大連：大連理工大學(xué)碩士論文，2005.

[2] 陳永剛，曹貝貝.再生混凝土國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)[J].國外建材科技，2004，25(3)：4-6.

[3] 張學(xué)兵，鄧壽昌，鄧旭華，等.影響再生混凝土強(qiáng)度幾個(gè)主要因素的試驗(yàn)研究[J].湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27(1)：129-133.

[4] 黃秀亮，王成剛，柳炳康.再生混凝土抗碳化性能研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,36(11):1343-1346,1348.

[5] 王成剛，黃秀亮，柳炳康.再生混凝土抗凍融性能試驗(yàn)研究[J].工程與建設(shè),2013,27(4):493-495.

[6] 郝煥云，馬黎明.摻合料對混凝土抗壓強(qiáng)度和氯離子滲透的影響[J].山西建筑，2008,34(8)：185-186.

Experimental study on concrete strength and durability performances of recycled concrete

Li Jian

(GuigangArchitecturalAdministrativeOffice,Guigang537100,China)

Design different recycled aggregate replacement rate of recycled concrete blocks, through strength tester and RCM tests on the strength of concrete and chloride ion diffusion coefficient of regeneration. The test results show that, the strength of concrete with the increase of recycled aggregate replacement rate and changes little, can be calculated in accordance with the existing concrete strength specification, but diffusion coefficient increased with increasing replacement ratio of recycled aggregate.

recycled concrete, strength, durability, chloride diffusion coefficient

2015-02-11

李 劍(1971- )，男，工程師

1009-6825(2015)12-0105-02

TU528.07

A