再生混凝土物理力学性能试验研究.pdf
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1、第 43 卷 第 1 期 2013 年 1 月上 建筑结构 Building Structure Vol 43 No 1 Jan 2013 再生混凝土物理力学性能试验研究 * 郝彤, 石磊, 陈晶晶 ( 郑州大学土木工程学院, 郑州 450002) 摘要采用废砖粗骨料、 废混凝土细骨料完全替代天然骨料, 配制了 5 组不同配合比的再生混凝土试块。通过 试验得到立方体试块的抗压强度、 碳化深度以及棱柱体试块的轴心抗压强度、 弹性模量、 收缩等力学性能指标。经 分析得出轴心抗压强度与立方体抗压强度、 弹性模量与抗压强度的关系, 并对混凝土碳化和收缩公式进行了拟合。 关键词再生混凝土;抗压强度;碳化
2、;收缩;弹性模量 中图分类号: TU528文献标识码: A 文章编号: 1002- 848X( 2013) 01- 0073- 03 Experimental study on mechanical performances of recycled concrete Hao Tong,Shi Lei,Chen Jingjing ( School of Civil Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou 450002,China) Abstract: Preparation of five different mix of recycled bric
3、k concrete blocks was doneThe compressive strength, carbonation depth,elastic modulus,shrinkage and other mechanical performances were obtained through the tests The relationships between the axial compressive strength and cube compressive strength,elastic modulus and compressive strength were obtai
4、ned Carbonation and shrinkage formulas of concrete were also fitted Keywords: recycled concrete;compressive strength;carbonation;shrinkage;elastic modulus *2010 年度河南省墙改基金项目( 2010- 18) 。 作者简介: 郝彤, 博士, 教授, Email:haotong zzu edu cn。 0前言 再生混凝土是将废弃混凝土经过破碎、 清洗、 分 级, 然后按一定比例相互混合得到的“再生骨料” 作 为粗骨料或粗、 细骨料, 加入水
5、泥浆配制而成的混凝 土。本文用废砖粗骨料 100% 替代天然碎石、 用废 混凝土细骨料 100% 替代天然砂制作混凝土, 配制 了 5 组不同配合比的再生混凝土试块, 进行试验得 到 3, 7, 28d 的立方体试块的抗压强度、 碳化深度以 及棱柱体试块的轴心抗压强度、 弹性模量、 收缩等力 学性能指标, 为再生混凝土墙板的研究奠定基础。 1试验材料及试验方案 1. 1 试验材料 水泥: 河 南 某 公 司 生 产 的 复 合 硅 酸 盐 水 泥 PC32. 5; 水: 普通自来水; 骨料: 本文采用的骨料是 采用机械破碎后经人工筛分得到的废砖再生粗骨料 和废混凝土再生细骨料, 骨料的基本物理
6、性能如表 1 所示。 骨料的基本物理性能表 1 指标废砖再生粗骨料废混凝土再生细骨料 粒径范围 /mm5 75 0 5 表观密度 /kg/m31 6102 590 堆积密度 /kg/m37751 198 紧密密度 /kg/m38751 317 松散孔隙率 /%52 54 紧密孔隙率 /%46 49 24h 吸水率 /%16. 35. 8 含水率 /%0. 5 4. 7 细度模数4. 7 1. 2 试验方案及配合比设计 与天然粗骨料相比较, 废砖再生粗骨料的显著 特征之一是高吸水率, 因此, 再生混凝土单位用水量 是再生混凝土配合比设计中的关键, 大部分学者提 出了基于自由水灰比的再生混凝土配合
7、比设计方 法 1- 5, 本试验也采用该方法配制 5 组不同配合比的 混凝土, 依次命名为 RA, RB, RC, RD, RE, 各组配合 比见表 2。 再生混凝土配合比表 2 组 别 水灰比 砂率 /% 水 /kg/m3 水泥 /kg/m3 细骨料 /kg/m3 粗骨料 /kg/m3 附加水 /kg/m3 RA0. 605116026776472198 RB0. 5549160291718738100 RC0. 5047160320672752102 RD0. 4545160356624763103 RE0. 4043160400576770104 2再生混凝土的物理力学性能 2. 1 试
8、验方法 本试验配制了 5 组混凝土试块, 分别于 3, 7, 28d 龄期在每组中各取 3 个相同试块, 按照普通混 凝土力学性能试验方法 ( GB /T 500812002) 进行 试验, 得到立方体试块的抗压强度、 碳化深度以及棱 柱体试块的轴心抗压强度、 弹性模量、 收缩等力学性 能指标。 建筑结构2013 年 2. 2 试验结果分析 2. 2. 1 立方体抗压强度与水灰比的关系 自然条件养护下再生混凝土立方体试块的抗压 强度与水灰比的关系见图 1。从图中可以看出, 再 生混凝土 3d 的抗压强度随着水灰比的增加而减小; 7d 的抗压强度在水灰比为 0. 55 0. 6 时, 有上升趋
9、势; 而 28d 抗压强度与水灰比的关系并不明显, 但是 5 组不同配合比的立方体试块的抗压强度比较接 近, 介于 21 25MPa 之间, 这说明水灰比对自然养 护条件下低强度再生混凝土 3, 7d 抗压强度的影响 较大, 对 28d 抗压强度的影响不明显, 这一性能在实 际工程中可以加以利用, 选用高水灰比的混凝土, 节 省了水泥, 有很好的经济效益。 2. 2. 2 轴心抗压强度与立方体抗压强度换算关系 混凝土结构设计规范 ( GB 500102010) ( 简 称混凝土规范) 中采用的混凝土轴心抗压强度标准 值 fck与立方体抗压强度标准值 f cu, k间的换算关系为: fck= 0
10、. 88c1c2fcu, k( 1) 式中: c1为混凝土棱柱体轴心抗压强度与立方体抗 压强度的比值, 当混凝土强度等级不大于 C50 时, c1= 0. 76, 当混凝土强度等级为 C80 时, c1= 0. 82, 当混凝土强度等级为中间值时, 按线性变化插值; c2为混凝土的脆性系数, 当混凝土强度等级不大于 C40 时, c2= 1. 0, 当混凝土强度等级为 C80 时, c2 =0. 87, 当混凝土强度等级为中间值时, 按线性变化 插值; 0. 88 为考虑结构中混凝土的实体强度与立方 体试件混凝土强度差异等因素的修正系数。 本试验中再生混凝土强度等级小于 C40, c1取 0.
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