废混凝土细粉料对水泥物理力学性能的影响研究.pdf
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1、文章编号:l 0 0 7 - 0 4 6 X ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 3 7 0 4 涸 废混凝土细粉料对水泥物理力学性能的影响研究 S t u d y o f E f f e c t o f Wa s t e C o n c r e t e F i n e P o w d e r o n Me c h a n i c a l P e r f o r ma n c e o f Ce me n t 康明 ( 上海宝田新型建材有限公司,上海2 0 0 9 4 2 ) 摘要:研 究了废混凝土细粉料对水泥标准稠度需水量、凝结时间、流动度、强度和干燥收缩率等物理力学性能的 影响。研究结果
2、表明,废混凝土细粉料对水泥物理力学性能具有重要影响,使得水泥浆体标准稠度需水量 增 大 ,初凝和 终凝 时 间缩短 ,水泥砂 浆流动度 降低 ,3 d和 2 8 d抗 压 强度及抗 折强度 显著 降低 ;但 废混 凝 土 细粉料 能 降低 水泥砂 浆 早期 干 燥收 缩 率 ,改善 水 泥砂 浆早 期干 燥 收缩 性能 。在 一 定掺 量 范围 内,废 混 凝土细粉料仍能确保水泥具有较好的物理力学性能。 关键词: 水泥砂浆 ,废 混凝土细粉料 ,物理力学性能,干燥收缩性能 中图 分 类 号 :X7 9 9 1 T Q1 7 2 9 7 9 文 献 标 志码 :A O 前 言 目前针对废混凝土细
3、粉料的研究和应用,主要集中 作为水泥煅烧原材料、活性激发以及替代部分水泥制备 再生混凝土等方面,并取得了一定的成果,但在其掺量 变化对水泥性能影响以及其在水泥中合适掺量范围的研 究还很少。基于此, 本文在分析废混凝土细粉料化学成分 、 矿物组成和颗粒粒度等物理力学性能参数基础上,研究 了废混凝土细粉料掺量变化对水泥浆体 ( 砂浆)的标准 稠度需水量、凝结时间、流动度、强度和干燥收缩率等 物理力学性能的影响,以期为废混凝土细粉料用于水泥 基材料提供一定的参考和指导。 1 试 验 1 1原材料 试验用水泥为 P I I 5 2 5 R硅酸盐水泥,海螺水泥有 限公司生产,化学组成和物理力学性能分别如
4、表 1 和表 2 所示, 颗粒粒度分布如图 1 所示。 试验用废混凝土细粉料 ( 简称 C F P) 是由上海宝田 新型建材有限公司回收的 C 3 0废弃混凝土剔除石子后, 经磨细加工得到的粉体材料。勃氏比表面积为 3 8 5 k g m 2 , 化学组成如表 1所示,经 X R D射线衍射分析仪测定,主 要矿物组成是石英、碳酸钙和钙矾石等;颗粒粒度分布 如图 1 所示。 试验用砂为I S O标准砂。 试验用水为自 来水。 表 1 水泥和废混凝土细粉料的化学组成 组件 Ca O S i O 2 A1 2 0 3 F e 2 0 3 S O 3 Na 2 0 Mg O K 2 0 T i O 2
5、 Mn O Z n O S r O L O I 水泥 6 5 2 2 0 8 4 9 9 3 2 2 2 2 2 0 2 1 1 1 4 0 6 6 0 2 2 0 0 5 O 1 0 0 1 3 1 0 6 CF P 1 7 0 5 7 2 9 】 0 3 6 l 1 3 8 】 2 7 】 3 5 2 3 7 045 0 0 8 0 0 1 0 0 3 表 2 水泥的物理力学性能 颗 粒粒 径 m 图 1 试验用水泥和废混凝土细粉料的颗粒粒度分布曲线 1 2 配合比及试验方法 水泥净浆中,废混凝土细粉料替代水泥的质量分数 分别为0 、1 0 、2 0 、3 0 、4 0 和5 0 ,用水量
6、为标 5 2 0 1 5 粉煤灰 3 7 准稠度时的需水量。水泥砂浆中,废混凝土细粉料替代 水泥的质量分数分别为 0 、1 0 、2 0 、3 0 、4 0 和 5 0 ,胶砂比固定为 1 : 3 ,水胶比固定为0 5 0 。 试验内容包括水泥净浆的标准稠度需水量、凝结时 间,水泥砂浆的流动度, 3 d和 2 8 d抗折强度和抗压强度 以及 2 8 d 干燥收缩率。 水泥净浆的标准稠度需水量和凝结时间的测试按照 G B T 1 3 4 6 2 0 1 1 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安 定性检验方法进行。水泥砂浆的流动度按照 G B T 2 4 1 9 2 0 0 5 水泥胶砂流动度测定方法
7、 ,水泥砂浆的抗 折强度及抗压强度测试按照 G B T 1 7 6 7 1 1 9 9 9 水泥胶 砂强度检验方法 ( I S O法 ) 进行,水泥砂浆的干燥收缩 率测试参照J G J T 7 O 一2 0 0 9 建筑砂浆基本性能试验方法 标准进行。 2 结果及分析 2 1 废混凝土细粉料对水泥净浆性能的影响 ( 1 ) 标准稠度需水量。图 2显示了废混凝土细粉料 掺量变化对水泥标准稠度需水量的影响。可以看出,随 着废混凝土细粉料掺量的增大,水泥浆体的标准稠度需 水量逐渐增大。未掺废混凝土细粉料的水泥净浆 ( 基准 水泥净浆 ) ,其标准稠度需水量为 2 6 0 ;当废混凝土细 粉料掺量为
8、1 0 和 2 0 时,水泥浆体的标准稠度需水量 分别略微增大为 2 6 3 和 2 6 7 ;当废混凝土细粉料掺 量超过 3 0 时,水泥浆体的标准稠度需水量显著增大; 其掺量 3 0 时,水泥浆体标准稠度需水量为 2 7 6 ;其 掺量分别为 4 0 和 5 0 时,水泥浆体的标准稠度需水量 已分别增大至 2 8 6 和 2 9 6 。由此可见,废混凝土细 粉料对水泥标准稠度需水量具有显著的影响,且随着其 掺量增大,水泥标准稠度需水量逐渐增大;但在其掺量 小于 2 0 时,废混凝土细粉料对水泥标准稠度需水量的 影响相对较小。废混凝土细粉料的颗粒粒径远大于水泥, 图 2 废混凝土细粉料对水泥
9、标准稠度需水量的影响 3 8 CoAL AsH 5 2 01 5 且颗粒分布较为均匀 ( 图 1 ) ,由此可知,废混凝土细粉 料导致水泥标准稠度需水量增大,应该是与其颗粒的形 状和颗粒密实度密切相关,而其颗粒粒径大小的影响很 小。 ( 2 ) 凝结时间。图 3显示了废混凝土细粉料掺量变 化对水泥凝结时间的影响。可以看出,随着废混凝土细 粉料掺量增大,水泥浆体的初凝时间呈现出逐渐减小而 后又有所增大的趋势,废混凝土细粉料掺量 3 0 时,水 泥浆体初凝时间最短 ( 为 8 5 ra i n ) ,相对于未掺废混凝土 细粉料的基准水泥净浆缩短了 2 0 m i n ;之后随着废混凝土 细粉料掺量
10、增大, 水泥浆体初凝时间延长, 其掺量 5 0 时, 水泥浆体的初凝时间已超过基准水泥净浆。 随着废混凝土细粉料掺量增大,水泥浆体的终凝时 间也呈现出逐渐减小而后又有所增大的趋势,但与初凝 时间变化情况有所不同,废混凝土细粉料掺量 1 0 时, 水泥浆体的终凝时间最短 ( 为 1 4 0 m i n ) ;之后随着废混凝 土细粉料掺量增大到 4 0 ,水泥浆体的终凝时间基本保 持在 1 5 0 m i n ,而其掺量 5 0 时,水泥浆体终凝时间又有 所延长,为 1 7 0 m i n ,与基准水泥净浆的终凝时间相同。 以上分析表明,废混凝土细粉料会显著影响到水泥 浆体的初凝时间和终凝时间,一
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