堿激發(fā)礦渣水泥再生混合料配合比優(yōu)化研究

摘要：為提高固廢利用率，研究堿激發(fā)膠凝材料中的不同配比對(duì)再生骨料取代天然骨料的性能影響，以不同級(jí)配、水泥摻量、NaOH、石膏摻量為變量，高爐礦渣等質(zhì)量取代30%的水泥，通過正交試驗(yàn)的方法，科學(xué)測(cè)定其抗壓強(qiáng)度，評(píng)價(jià)其路用性能。通過正交試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)影響混凝土強(qiáng)度的因素由強(qiáng)到弱依次為水泥摻入量、石膏摻入量、NaOH加入量。研究發(fā)現(xiàn)，水泥含量5.0%，NaOH加入量6.0%，石膏加入量10%時(shí)，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度最大。

關(guān)鍵詞：礦渣"再生骨料"堿激發(fā)"正交試驗(yàn)

Research"on"the"Optimization"of"the"Mix"Ratio"of"the"Recycled"Mixture"of"Alkali-Activated"Slag"Cement

LI"Bohan

The"Bridge"Engineering"Co.，Ltd."of"CTCE"Group，"Changchun，"Jilin"Province，"130000"China

Abstract："In"order"to"improve"the"utilization"of"solid"waste，"this"paper"studies"the"influence"of"different"ratios"in"alkali-activated"cementitious"materials"on"the"performance"of"recycled"aggregates"instead"of"natural"aggregates."Taking"different"gradations，"cement"content，"NaOH，"gypsum"content"as"variables，"using"the"quality"of"blast"furnace"slag"to"replace"30%"of"cement，"it"scientifically"determinates"its"compressive"strength"through"the"orthogonal"test"and"evaluates"its"road"performance."Through"the"orthogonal"test，"it"is"found"that"the"factors"affecting"the"strength"of"concrete"from"strong"to"weak"are"cement"addition，"gypsum"addition"and"NaOH"addition，"and"that"the"maximum"compressive"strength"of"recycled"concrete"is"obtained"at"5.0%"cement"content，"6.0%"NaOH"addition"and"10%"gypsum"addition.

Key"Words："Slag;"Recycled"aggregate;"Alkali"activation;"Orthogonal"test

近些年，建筑行業(yè)對(duì)砂石資源的需求持續(xù)增長(zhǎng)，廢舊混凝土通過破碎成小塊，清洗、篩分等工序處理后得到再生骨料。研究發(fā)現(xiàn)，再生骨料的性能比天然骨料差，但仍具有優(yōu)秀的使用性能，再生骨料的生產(chǎn)和使用具備良好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

喬龍騰等人[1-2]研究了不同膠凝材料下，堿激發(fā)膠凝材料受水以及其他材料的強(qiáng)度影響。莫林強(qiáng)等人[3-4]對(duì)礦渣堿激發(fā)活化過程進(jìn)行一系列的試驗(yàn)探究，探索鋁硅酸鹽中礦渣水化及其聚合反應(yīng)的過程，并對(duì)其原理進(jìn)行闡釋。趙百超等人[5-6]以不同摻量再生骨料制備水穩(wěn)料，測(cè)定其性能發(fā)現(xiàn)，再生骨料的使用會(huì)降低水穩(wěn)料的力學(xué)強(qiáng)度。在此基礎(chǔ)上，本文通過正交試驗(yàn)的科學(xué)試驗(yàn)方法，探索不同級(jí)配、水泥摻量、NaOH、石膏摻量對(duì)堿激發(fā)再生骨料混合料性能影響。

1"試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用高爐礦渣（GGBS）和P.O"42.5水泥，其組成參數(shù)如表1所示，再生骨料級(jí)配如表2所示。

本研究采用的堿激發(fā)劑有NaOH和Na2SiO3溶液，NaOH溶液利用純度98%的固體NaOH粒配制，Na2SiO3溶液利用模數(shù)為1的固體Na2SiO3配制。

2"試驗(yàn)方案

將水泥熟料、礦渣和石膏粉按照質(zhì)量比"65∶30∶5進(jìn)行預(yù)混制備礦渣水泥，NaOH、Na2SiO3以礦渣摻入量為標(biāo)準(zhǔn)，按照Na2O含量的4%摻入。NaOH、石膏、水玻璃模數(shù)、水玻璃摻量的百分含量全部以礦渣加入量為基準(zhǔn)。不同級(jí)配下水泥摻量（4.0%、"4.5%、5.0%）、NaOH（6%、8%、10%）、石膏（6%、8%、10%）配比如表3所示。

為滿足交通荷載對(duì)半剛性基層要求，在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)下，探究不同級(jí)配、水泥摻量、堿激發(fā)劑摻量、石膏對(duì)水穩(wěn)料的影響。試件按照《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG"E51-2009）為指導(dǎo)進(jìn)行試件制備和養(yǎng)護(hù)。

3"試驗(yàn)結(jié)果和分析

3.1"擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG"E51-2009）中T"0804-1994無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料擊實(shí)試驗(yàn)方法測(cè)定混凝土混合料的最佳含水率和最大干密度，擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)試過程如圖1所示，其結(jié)果如表4所示。

不同級(jí)配下，RCA取代率由0～100%，混合料的最大干密度減小，最佳含水量增大。在骨料種類一致，水泥摻量一定時(shí)，第二種級(jí)配的最大干密度降低和最佳含水率最大，第三種級(jí)配的最大干密度降低和最佳含水率最小，這是由于第二種級(jí)配為骨架密實(shí)型混合料級(jí)配中值，級(jí)配均勻，密度大，吸水率高，第三種級(jí)配大粒徑較多，孔隙多，密度小，吸水率低。

3.2"正交試驗(yàn)結(jié)果分析

由表5和表6中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，不同級(jí)配、水泥摻量、石膏摻量都會(huì)影響再生混凝土的抗壓強(qiáng)度。并且試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明再生混凝土與普通混凝土一樣，抗壓強(qiáng)度不斷增強(qiáng)；通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析顯示：加入NaOH會(huì)激發(fā)礦渣的性能，提高再生骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度。在抗壓強(qiáng)度28d時(shí)，各因素的影響程度為水泥摻入量gt;石膏摻入量gt;NaOH加入量gt;級(jí)配比例。在抗壓強(qiáng)度28d時(shí)，級(jí)配為中值骨料級(jí)配，水泥含量5.0%，NaOH加入量6.0%，石膏加入量10%時(shí)，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度最大。

4"結(jié)語

各因素的影響主次為水泥摻入量gt;石膏摻入量gt;NaOH加入量gt;級(jí)配比例。在抗壓強(qiáng)度28d時(shí)，級(jí)配為中值骨料級(jí)配，水泥含量5.0%，NaOH加入量6.0%，石膏加入量10%時(shí)，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度最大。

參考文獻(xiàn)

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