C30混雜再生骨料自密實(shí)再生混凝土配合比設(shè)計

梁家綸 賈艷東

(遼寧工業(yè)大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，遼寧 錦州 121001)

0 引言

自密實(shí)混凝土(SCC)是指利用自身重力，使骨料完全填充模板的混凝土，即使結(jié)構(gòu)復(fù)雜也可以無須振搗就可完全填充，并且具有出色的骨料流動性[1]。再生混凝土是指拆除廢舊建筑物后，將剩余的混凝土進(jìn)行粉碎和篩分而形成的再生骨料，來代替天然骨料而制成的混凝土[2]。在我國現(xiàn)有建筑物中，紅磚是主要的建筑材料之一，這導(dǎo)致拆除建筑廢料時破碎的紅磚占很大比例。這些碎紅磚混在廢棄混凝土中，在分選的過程中很難與廢棄混凝土塊分離，導(dǎo)致一定比例的碎紅磚不可避免地混入生產(chǎn)出的再生粗骨料中[3]。對含有紅磚的混雜再生骨料的特點(diǎn)和自密實(shí)混凝土的配制方法，對混雜骨料自密實(shí)再生混凝土進(jìn)行了配合比設(shè)計和相關(guān)力學(xué)性能研究。

1 試驗(yàn)原材料性能

1)水泥：使用密度為3.1 g/cm3的渤海牌普通硅酸鹽42.5級水泥。

2)砂：普通河沙。

3)再生粗骨料：骨料直徑為5 mm～20 mm。根據(jù)JGJ 52—2006標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土用砂、石質(zhì)量檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[4]檢測得，堆積密度1 051 kg/m3，吸水率11.5%，含泥量2.6%。

4)減水劑：采用山東省萊陽市宏祥建筑外加劑廠生產(chǎn)的聚羧酸高效減水劑，減水率25%以上。

2 配合比設(shè)計方案

迄今為止，我國尚未對自密實(shí)混凝土配合比的設(shè)計方案采用統(tǒng)一的設(shè)計方法，國內(nèi)學(xué)者提出的配合比設(shè)計方法主要有：固定砂石體積法、全計算法、改進(jìn)的全計算法、參數(shù)設(shè)計法、骨料比表面積法等[5]。

應(yīng)用改進(jìn)的全計算法[6]，根據(jù)CCES 02—2004自密實(shí)混凝土設(shè)計與施工指南[7]和JGJ T283—2012自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[8]，對C30混雜再生骨料自密實(shí)再生混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計。

在整個實(shí)驗(yàn)過程中，粉煤灰的使用量固定為外加劑體積的30%[9]，混雜骨料完全取代天然骨料進(jìn)行配合比設(shè)計。試驗(yàn)所用配合比見表1。C30含磚混骨料自密實(shí)再生混凝土參數(shù)值見表2。

表1 C30含磚混雜骨料自密實(shí)再生混凝土配合比及編號

表2 C30含磚混雜骨料自密實(shí)再生混凝土參數(shù)值

由于含磚的混雜再生粗骨料吸水率較大對水膠比會產(chǎn)生影響，因此將用于制備混凝土的混雜骨料在水中浸泡24 h，然后晾至飽和干燥[10]。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 新拌混凝土的工作性能

根據(jù)CCES 02—2004自密實(shí)混凝土設(shè)計與施工指南[7]中的方法，對上述幾組混雜再生骨料自密實(shí)再生混凝土的新拌混凝土的坍落度擴(kuò)展度進(jìn)行測試，坍落度擴(kuò)展度試驗(yàn)如圖1所示，坍落度試驗(yàn)如圖2所示，結(jié)果如表3所示。

表3 新拌混凝土的工作性能

從表3中可知,坍落度在250 mm以上，坍落度擴(kuò)展度在550 mm以上的有序號為S3，S6和S7組。當(dāng)漿體體積約為0.385 m3/m3，砂率大于51.6%時，攪拌過程中的混凝土具有良好的流動性，同時沒有發(fā)生泌水現(xiàn)象。

3.2 立方體抗壓強(qiáng)度

每組制作三個150×150×150的立方體塊，將制作好的立方體塊養(yǎng)護(hù)28 d后，按照規(guī)范GB/T 50081—2002普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)[11]進(jìn)行測試。測試如圖3所示，結(jié)果如表4所示。砂率與28 d立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系如圖4所示。

表4 C30混雜骨料自密實(shí)再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度MPa

從表4中可看出，混雜骨料自密實(shí)混凝土28 d的抗壓強(qiáng)度最大值為36.8 MPa，最小值29.8 MPa，除S4組，其他組抗壓強(qiáng)度基本符合C30要求。從圖4中可看出，從S1組到S8組，每組的砂率依次增加，當(dāng)砂率介于50%～55%之間時，除S4組外，立方體抗壓強(qiáng)度的最大值僅僅比最小值高4.3%，差值為1.6 MPa。可以得出，砂率在50%～55%時，砂率對C30混雜骨料自密實(shí)再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度影響不大。

4 結(jié)論

對采用含磚的混雜骨料制作的自密實(shí)再生混凝土進(jìn)行了配合比設(shè)計，并測定新拌混凝土工作性能和28 d立方體抗壓強(qiáng)度，得出以下結(jié)論：

1)C30混雜骨料自密實(shí)再生混凝土的砂率在51.6%～54.7%之間，漿體體積在0.377 m3/m3～0.4 m3/m3之間時，坍落度達(dá)到235 mm～260 mm，坍落度擴(kuò)展度在572 mm～625 mm的范圍內(nèi)，混凝土在攪拌過程中具有良好的流動性，幾乎沒有泌水。2)C30混雜骨料自密實(shí)再生混凝土(S4組除外)的立方體抗壓強(qiáng)度在31.2 MPa～36.8 MPa之間，基本滿足C30混凝土的強(qiáng)度要求，表明可以采用紅磚的混雜骨料制作出具有良好工作性能和強(qiáng)度符合要求的自密實(shí)混凝土。3)當(dāng)砂率介于50%～55%之間時，砂率對C30自密實(shí)混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度影響不大。