礦物摻合料對(duì)再生骨料混凝土性能影響的研究

魏廣岳 李珍淑*

(延邊大學(xué)，吉林 延吉 133000)

礦物摻合料對(duì)再生骨料混凝土性能影響的研究

魏廣岳 李珍淑*

(延邊大學(xué)，吉林 延吉 133000)

主要研究了粉煤灰、礦渣、齡期對(duì)混凝土和易性及抗壓強(qiáng)度的影響，通過14組配合比試驗(yàn)，測試了不同階段的抗壓強(qiáng)度，結(jié)果表明：配合比為C4(雙摻粉煤灰25%、礦渣8%)時(shí)，性能最佳。

再生骨料，粉煤灰，礦渣，抗壓強(qiáng)度

1 試驗(yàn)研究

1.1 概述

隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑面積的不斷增加，混凝土的用量在不斷的增加，然而水泥、河砂、石子等不可再生資源在不停地減少。為了減少在混凝土中的不可再生資源的使用，在利用50%再生粗骨料[1]的基礎(chǔ)上，本文對(duì)添加不同比例的粉煤灰、礦渣的混凝土的強(qiáng)度定性分析[2]，選出最優(yōu)的再生骨料混凝土配合比。為再生骨料以后應(yīng)用于實(shí)際工程中，將建筑垃圾[3]變廢為寶，促進(jìn)環(huán)境和諧發(fā)展。

1.2 試件設(shè)計(jì)及制作

試驗(yàn)中選用的材料：碎石、再生石、河砂、粉煤灰、礦渣、水泥、減水劑。本文共試驗(yàn)了14個(gè)配合比, 基準(zhǔn)配合比：無再生骨料和摻50%再生骨料混凝土；在此基礎(chǔ)上分別單摻粉煤灰和粉煤灰與礦渣雙摻情況下，不同摻量、齡期對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響。1)再生骨料摻量50%，粉煤灰單摻時(shí),其摻量分別為10%，15%，20%和25%；2)再生骨料摻量50%,粉煤灰與礦渣雙摻時(shí),粉煤灰摻量與1)相同，礦渣的摻量分別為5%，8%。再生骨料不考慮吸水量，砂率為34%。通過調(diào)整高效減水劑的摻量來保證新拌混凝土的和易性,并使其坍落度值控制在50 mm～80 mm左右,高效減水劑的摻量在0.8%。對(duì)材料的含水率進(jìn)行測定(砂含水率1.5%，石子含水率3.37%，再生骨料含水率0%)，并對(duì)十四組混凝土的配合比進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。每組制作12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試塊(以3個(gè)試塊為一組測壓強(qiáng)求平均值)。強(qiáng)度試驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)試塊，機(jī)器攪拌,振實(shí),放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)制度均為第2天脫模,在濕度為90%養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)到3 d,7 d,28 d,56 d后分別測試抗壓強(qiáng)度(考慮到混合材料摻量大時(shí)對(duì)強(qiáng)度發(fā)展的影響，實(shí)際測試時(shí)考慮了56 d強(qiáng)度)。

2 抗壓強(qiáng)度影響因素的分析

1)坍落度與表觀密度。通過A組實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明粉煤灰具有減水效果，并且隨著摻量的增加坍落度的數(shù)值增加了。比較B組與C組可知,在其他的條件不變時(shí)，礦渣的摻量增加時(shí)，坍落度變化不明顯(見表1)，礦渣減水性能不太顯著，但是有一定的促進(jìn)作用。通過表1可知,再生骨料混凝土的表觀密度較普通混凝土明顯偏低，礦物摻合料的品種和摻量對(duì)再生骨料混凝土的表觀密度基本沒有影響。

2)再生骨料對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。通過圖1的結(jié)果分析，再生骨料混凝土前期(7 d以內(nèi))的強(qiáng)度不如天然骨料的強(qiáng)度高，前期兩者的強(qiáng)度差距相差比較大，但是到了后期兩者的強(qiáng)度相差不太明顯。再生骨料中存在的水泥砂漿為多孔物質(zhì),孔隙比較多，導(dǎo)致生成的混凝土比較疏松，從而使混凝土的前期強(qiáng)度比較低。再生骨料表面狀態(tài)及較大吸水率,可以降低混凝土內(nèi)部的有效水灰比，所以后期強(qiáng)度增加較快。

表1 摻量與表觀密度和坍落度

3)再生骨料50%摻量時(shí)，摻合料摻量及摻加的方法對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。由表2和圖2～圖4可知:混凝土流動(dòng)性和強(qiáng)度相對(duì)不摻再生骨料時(shí)有所下降，雙摻混凝土比單摻和不摻粉煤灰混凝土的性能更加優(yōu)越[4]。當(dāng)粉煤灰的摻量不變，隨著礦渣摻量增加,早期強(qiáng)度降低,而后期雙摻的混凝土的抗壓強(qiáng)度明顯高于單摻粉煤灰混凝土的抗壓強(qiáng)度。這是因?yàn)楹笃陔S著時(shí)間的發(fā)展，粉煤灰和礦渣逐漸參與到與水泥的反應(yīng)中，由于兩者的粒徑、形態(tài)、活性不同，通過不同比例搭配到一起，使得礦渣和粉煤灰的形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)和微集料填充效應(yīng)[5](即潤滑、膠凝、細(xì)化孔隙作用)相互補(bǔ)充,產(chǎn)生疊加效應(yīng),最終得到比單摻和不摻粉煤灰性能更加優(yōu)越的再生骨料混凝土。

表2 實(shí)測抗壓強(qiáng)度 MPa

4)齡期對(duì)再生骨料混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。通過圖5可知，再生骨料混凝土隨著齡期的增加，其抗壓強(qiáng)度也在增加。前期的抗壓強(qiáng)度比較低，早期的抗壓強(qiáng)度增長較慢。而中期的抗壓強(qiáng)度增長較快。因?yàn)樵缙诜勖夯液偷V渣活性較低，早期與水泥反應(yīng)不太充分，從而導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度較低。而后期粉煤灰和礦渣與水泥充分反應(yīng)從而使混凝土的抗壓強(qiáng)度得到了提高。后期增長幅度不太大是因?yàn)樗磻?yīng)基本上完成了，但是還在不停的反應(yīng)從而使混凝土的強(qiáng)度還在不停的提高。

3 結(jié)語

1)研究表明：由于再生骨料吸水率較高,用再生骨料代替天然骨料,混凝土的流動(dòng)性有所降低。摻入粉煤灰時(shí)，對(duì)提高混凝土的流動(dòng)性有幫助。摻入礦渣時(shí)，混凝土的流動(dòng)性變化不太明顯，但是對(duì)混凝土的流動(dòng)性有一定的促進(jìn)作用。

2)再生骨料50%摻量時(shí)，混凝土流動(dòng)性和強(qiáng)度相對(duì)不摻再生骨料時(shí)有所下降，雙摻混凝土比單摻和不摻粉煤灰混凝土的性能更加優(yōu)越。

3)養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)再生骨料混凝土強(qiáng)度影響較大。3 d～7 d再生骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度較低，7 d～28 d再生骨料混凝土的強(qiáng)度提高較快，56 d再生骨料混凝土的平均強(qiáng)度整體較高。

4)試驗(yàn)證明配合比為C4(雙摻粉煤灰25%、礦渣8%)時(shí)，性能最佳。只摻粉煤灰時(shí)，隨著摻量的增加再生骨料混凝土的后期抗壓強(qiáng)度增高。雙摻時(shí)粉煤灰摻量不變，礦渣摻量增加使混凝土的早期強(qiáng)度有稍微降低，而后期強(qiáng)度增加較多。

[1] 水中和，曹蓓蓓.廢棄混凝土再生利用技術(shù)及其發(fā)展前景[J].中國建材科技，2006(3)：8-11.

[2] 曹 劍，李秋義.礦物摻和料和再生骨料對(duì)再生混凝土工作性的影響[J].青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009(4)：144-165.

[3] 周文娟，陳家瓏.我國建筑垃圾資源化現(xiàn)狀及對(duì)策[J].建筑技術(shù)，2009(8)：741-745.

[4] 李懿卿，牛荻濤.復(fù)合礦物摻合料混凝土力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[J].混凝土，2009(3):47-49.

[5] 田景松，李 會(huì).礦渣—粉煤灰復(fù)摻技術(shù)在混凝土中的試驗(yàn)及應(yīng)用[J].粉煤灰綜合利用，2006(3)：33-34.

The study of mineral admixtures on the performance of recycled aggregate concrete

Wei Guangyue Li Zhenshu*

(YanbianUniversity,Yanji133000,China)

Studying the influence of fly ash, slag and age of concrete workability and compressive strength, we performed 14 sets of concrete mixture ratio experiments of testing the compressive strength of the various stages. The results showed that the mixture of C4 (double mixing fly ash, slag, 25% and 8%), the best performance.

recycled aggregates, fly ash, slag, compressive strength

2015-01-14

魏廣岳(1992- )，男，在讀本科生

李珍淑(1965- ),女，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師

1009-6825(2015)09-0105-03

TU528

A