不同比例粉煤灰與硅灰對再生混凝土強度影響

崔佳偉 劉 慈 李艾澤 鄧佳卓 李珍淑*

(延邊大學工學院，吉林 延吉 133002)

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不同比例粉煤灰與硅灰對再生混凝土強度影響

崔佳偉 劉 慈 李艾澤 鄧佳卓 李珍淑*

(延邊大學工學院，吉林 延吉 133002)

將再生粗骨料以15%，25%，35%，45%的比例和再生細骨料以20%的比例按等量取代的方法加入混凝土中，探究了其對再生混凝土強度的影響，再將粉煤灰、硅灰以6∶4，7∶3，8∶2，9∶1的比例，等量取代25%和35%，加入混凝土中，研究其對混凝土和易性及抗壓強度的影響，并分析了不同齡期的再生混凝土的抗壓強度，篩選出了最優的配合比，為提高工業廢料及建筑廢物的利用率提供了理論依據。

再生混凝土，粉煤灰，硅灰，齡期，抗壓強度

0 引言

隨著各地城市化建設速度的加快，新舊建筑物的更替也隨之加快，所帶來的建筑垃圾處理問題也日益嚴重，再加上能源消耗的增加，如粉煤灰、硅灰等工業廢料的處理問題也日益嚴重，在此背景下，再生骨料、工業廢料已經日趨成為混凝土的主要取代材料，本次實驗主要探究大摻量礦物摻合料在不同比例的情況下對混凝土力學性能的影響，從而篩選出最優的摻合比例，為再生混凝土的設計提供依據，提高經濟效益和社會效益。

1 試驗概述

1.1 試驗材料與試驗方案

表1 試驗方案

1)試驗材料。

水泥為盾石牌P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，強度等級為42.5；再生粗骨料是將廢棄混凝土試塊通過顎式破碎機破碎后經清洗、破碎和篩分等處理而獲得的粒徑為5 mm～25 mm連續級配的再生碎石，其吸水率為5%；再生細骨料為粒徑控制在0.16 mm～5 mm范圍內的再生骨料，吸水率為5%；天然粗骨料為5 mm～25 mm碎石，天然細骨料為延吉產的河砂，細度模數為3.2，含水率為5.6%；粉煤灰為來自延吉市電廠表觀密度2 200 kg/m3的一級粉煤灰；硅灰為比表面積為17 900 m3/kg的一級微硅粉；減水劑為奈系；拌合用水為自來水。

2)試驗方案。

試驗方案見表1。

本試驗分為三部分共14組試塊，每組試驗制作150 mm×150 mm×150 mm的9個立方體標準試塊。通過攪拌機攪拌、裝模、振實后，放入標準養護室養護，測量齡期為7 d,28 d,56 d的試塊抗壓強度，分析數據后得出結論。

1.2 配合比設計

混凝土設計值為C30，因為混凝土中加入了大摻量的粉煤灰，再加上再生粗骨料的粒徑在5 mm～25 mm的連續級配上，混凝土流動性大，坍落度為50 mm～130 mm，單位用水量為190 kg/m3，水膠比為0.52，砂率為0.54，見表2。

表2 配合比設計表

2 試驗數據分析

實測抗壓強度及其坍落度見表3。

表3 實測抗壓強度及其坍落度

2.1 坍落度分析

由圖1可以看到，在礦物摻合料取代率為25%時，隨著粉煤灰從0%到90%所占比例的增加，混凝土的坍落度大致可視為逐漸增加，這主要是由于粉煤灰顆粒為圓球狀，在一定范圍內，能夠有效地改善混凝土的和易性，從而增加混凝土的坍落度。但當礦物摻合料取代率為35%時，混凝土在粉煤灰不同比例的情況下幾乎均比25%條件下低，也隨著粉煤灰比例的增加，坍落度增加，這主要由于當礦物摻合料大摻量的取代水泥的條件下，調整混凝土和易性。

當粉煤灰在礦物摻合料中所占比例為70%時，礦物摻合料取代率為35%時，對混凝土和易性最有利。

2.2 強度數據分析

1)早期強度分析。 由圖2可以看到，隨著再生骨料取代率的增加，混凝土的抗壓強度逐漸降低，且當取代率從35%增加到45%時，試件的抗壓強度降低16.8%，這主要是由于再生骨料自身的缺陷，由于再生骨料在粉碎過程中，內部受到擠壓，產生大量的微裂縫，且再生骨料存在很多孔隙。

由圖3可以看到隨著粉煤灰在取代礦物摻合料所占比例的增加，再生混凝土7 d抗壓強度在25%，35%礦物摻合料取代率的情況下均逐漸下降，且35%取代率條件下的強度比25%低，主要原因是隨著礦物摻合料取代率的增加，包裹骨料的水泥漿體減少，參與水化反應的水泥減少，因此混凝土強度相比較于不添加礦物摻合料有很大幅度的降低。

綜上所述，大摻量的礦物摻合料以及再生骨料對混凝土的早期強度有非常不利的影響。

2)后期強度分析。 通過圖4，圖5可以發現，摻量在25%，35%的礦物摻合料對混凝土后期的力學性能有非常大的影響，并且，在28 d～56 d期間強度提高了22%～30%，并且粉煤灰與硅灰為7∶3時，抗壓強度明顯優于其他比例。

說明，當粉煤灰與硅灰比例在7∶3時，為最佳比例。

由圖6可以看出，粉煤灰與硅灰按7∶3的比例，通過不同取代率的等量取代，對混凝土后期強度的影響，在20%～35%的區間內，礦物摻合料取代率每增加5%，7 d抗壓強度就下降約8.3%，但是后期強度都有不同程度的增加。

3 結語

本文通過大摻量礦物摻合料對再生混凝土性能的影響實驗研究得到如下結論：

1)大摻量礦物摻合料再生混凝土在再生細骨料取代率為20%，再生粗骨料的取代率為35%，礦物摻合料取代率為35%、粉煤灰與硅灰添加比例為7∶3時，可大幅度提高再生混凝土后期強度，并且通過加入連續級配的再生粗骨料，可以提高混凝土的流動性，改善混凝土的和易性。

2)粉煤灰在微觀條件下，為玻璃球狀，添加粉煤灰可以有效

改善混凝土和易性，但是，在水膠比一定的條件下，通過等量取代的方法，加入大摻量的粉煤灰會降低混凝土的流動性，在本實驗中，礦物摻合料取代率每增加5%，其坍落度就減小30 mm。

3)在大摻量的礦物摻合料中，復摻粉煤灰與硅灰的效果要明顯優于單摻粉煤灰的效果，在本試驗中，按照粉煤灰與硅灰7∶3的比例，可以有效提高再生混凝土的后期強度。

[1] 魯麗華.不同摻量粉煤灰混凝土的強度試驗[J].沈陽工業大學學報，2009(2):107-110.

[2] 劉萍華，許志敏，殷 波.大摻量粉煤灰高性能混凝土試驗研究[J].揚州大學學報(自然科學版)，2007(2):68-71.

[3] 王靜靜.大摻量礦物摻合料對混凝土性能的影響[J].生態建材，2015(3):39-46.

[4] 崔正龍.再生骨料特性對再生混凝土強度和碳化性能的影響[J].建筑材料學報，2012(2):264-267.

[5] 高丹盈，張麗娟，蘆靜云，等.再生骨料混凝土配合比設計參數研究[J].建筑科學與工程學報，2016(1)：8-14.

[6] 袁承斌，高文達.粉煤灰摻量對混凝土性能的影響[J].揚州大學學報(自然科學版)，2010(2)：62-65.

Experimental study on strength of recycled concrete with different proportions of fly ash and silica fume

Cui Jiawei Liu Ci Li Aize Deng Jiazhuo Li Zhenshu*

(CollegeofEngineering,YanbianUniversity,Yanji133002,China)

By adding recycled coarse aggregate in the proportion of 15%, 25%, 35%, 45% and recycled fine aggregate in the proportion of 20% into concrete by the method of equivalent substitution to study its impact on strength of concrete. Secondly, by adding fly ash and silica fume are replaced by 25% and 35% in the proportion of 6∶4, 7∶3, 8∶2, 9∶1 into the concrete to study its impact on workability and compressive strength of concrete, analyse compressive strength of different maturities and screen the best mix proportion. So as to provide theoretical basis for improving the utilization rate of industrial waste and construction waste.

recycled concrete, fly ash, silica fume, maturity, compressive strength

1009-6825(2017)07-0106-03

2016-12-14

崔佳偉(1993- )，男，在讀本科生； 劉 慈(1995- )，男，在讀本科生； 李艾澤(1995- )，女，在讀本科生； 鄧佳卓(1996- )，男，在讀本科生

李珍淑(1965- )，女，高級實驗師

TU528

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