再生骨料混凝土二次造壳搅拌工艺的试验研究.pdf
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1、第 3 1 卷 第 1 期 2 01 5年 3月 北 京 建 筑 大 学 学 报 J o u r n a l o f B e i j i n g Un i v e r s i t y o f C i v i l E n g i n e e r i n g a n d Ar c h i t e c t u r e Vo I 31 No 1 M a r 2 01 5 文章 编号 : 1 0 0 4 6 0 1 1 ( 2 0 1 5 ) 0 1 0 0 0 8 0 4 再生骨料混凝土二次造壳搅拌工艺的试验研究 穆静 波 , 黄振 邦 , 崔雅倩 ( 北京建筑大学 土木与交通 工程学 院,北京 1
2、0 0 0 4 4 ) 摘要:为研究再生骨料混凝土二 次造 壳搅拌工艺的技 术效果 , 提 出了减 少水泥与二次搅拌相结 合的搅拌工艺通过与传统搅拌工艺的对 比试验 , 表 明再生骨料混凝土采用适当的二次造 壳搅拌 方 法 , 在减 少水泥 用量 5 的情 况下 , 其 力 学性 能几乎 不 受影响 , 且 其 工作 性和 耐 久性 还略 有 提 高 二 次造 壳搅拌 工 艺可 以节约 水泥 , 进 一 步增加 环保 效 果、 提 高经 济效 益 关键词 : 再生骨料混凝土 ; 二次造壳;搅拌工艺;水泥用量 中图分 类号 : T U 5 2 8 0 6 2 文献 标志 码 :A Te s t
3、a n d S t u d y o f Re c y c l e d Ag g r e g a t e Co nc r e t e wi t h S e c o nd a r y M a n u f a c t ur i n g Sh e l l M i x i ng Ap pr o a c h Mu J i n g b o ,Hu a n g Z h e n b a n g, C u i Ya q i a n ( S c h o o l o f C i v i l a n d T r a ff i c E n g i n e e r i n g , B e ij i n g U n i v
4、e r s i t y o f C i v i l E n g i n e e r i n g a n d A r c h i t e c t u r e ,B e ij i n g 1 0 0 0 4 4 ) Ab s t r a c t : F o r t h e s t u d y o f t h e t e c h n i c a l e f f e c t o f r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e wi t h s e c o n d a r y ma nu f a c t u r i n g s h e l l mi
5、 x i n g a p p r o a c h,t h e s e c o n d a ry ma nu f a c t u r i n g s h e l l mi x i n g a p p r o a c h c o mb i n e d wi t h r e d uc i n g c e me n t i s p r o p o s e d i n t h e p a pe r Co mpa r e d wi t h t h e t e s t o f t r a d i t i o na l mi x i n g a p p r o a c h,i t i n di c a t e
6、 s t h a t t he s e c o nd a r y ma n u f a c t u r i n g s h e l l mi x i n g a p p r o a c h c o mb i n e d wi t h r e d u c i n g fiv e p e r c e n t o f c e me n t h a s l i t t l e i n f l u e n c e o n t h e me c ha n i c a l pr o pe r t i e s o f r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e
7、t e, a n d i t s wo r k a bi l i t y a n d d ur a b i l i t y h a v e a b i t o f i mp r o v e me n t Th e r e f o r e,t h e s e c o n d a r y ma n u f a c t ur i n g s h e l l mi x i n g a p p r o a c h c a n r e d u c e t h e c e me n t d o s a g e,i n c r e a s e e n v i r o nme n t a l e f f e c
8、 t ,a n d i mp r o v e t h e e c o n o mi c b e n e f i t Ke y wo r ds:r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e;s e c o n d a ry ma n u f a c t u r i n g s h e l l ;mi x i n g a p p r o a c h;c e me n t do s ag e 将废 弃混 凝 土进行 回收并加 工制成 再生 骨料 来 制作 混凝 土 , 对于 保 护 环境 、 节 约 资源 、 建 设 生 态 建 筑和实现城市的可
9、持续发展具有重要意义但与天 然骨料相比, 再生骨料表面含泥量高 , 大多附着 旧水 泥砂浆或灰粉 , 内部裂缝多 , 孑 L 隙率大、 吸水率高、 压 碎指标 值 高 , 且 其 密 度 及 强 度 均 较 低 导 致 再 生 骨 料混凝 土 的密度 和 弹 性模 量 较 低 , 拌 合 物 和 易性 较 收稿 日期 : 2 0 1 41 22 2 基金项 目: 北京市教育委员会科技计 划面上项 目( K M2 0 1 2 1 O 0 1 6 0 0 2) 作者简介 :穆静波 ( 1 9 5 5 一 ) , 男 , 教授 , 研究方向 : 施工技术 与管理 差 , 硬化 后力 学性 能和耐 久
10、性 普遍 较差 , 而再 生骨 料 混凝 土 中的新 水 泥石与 再生 骨料 中 的老砂浆 及原始 骨料之 间存 在界 面 过渡 区 , 它往 往 成 为 混凝 土 中最 薄弱部位 , 从而再生骨料混凝土 的性能较普通 混凝土有较大程度的降低研究表 明, 二次造壳搅 拌 工艺 可 以改善 混凝 土 内在 界 面 关 系 , 弥 补再 生 骨 料 的缺 陷 , 提 高 再 生 骨 料 混 凝 土 的 性 能 孙 成 第 1期 穆静波等 : 再生骨料混 凝土二次造壳搅拌工艺 的试验研究 9 城 、 V i v i a n W Y T a m 对再 生骨 料混 凝 土不 同二 次搅 拌 工 艺 的研
11、 究 以及 张 学 兵 对 再 生 混 凝 土制备工艺的研究 , 均认为二次搅拌 工艺具有较好 的效果 对于再生骨料混凝土 , 由于其骨料与天然骨料 有较大差异 , 如何仅通过改变搅拌投料顺序提高其 强 度和性 能 , 或者 在 强 度 和 性 能基 本 不 变 的情 况 下 能够节约水泥等胶凝材料是本文研究的重点穆静 波 等人 对再 生混 凝 土 的搅 拌 工 艺 进 行 了研 究 , 认 为 二次 搅 拌 工 艺 能 综 合 提 高再 生 混 凝 土 的 各 项 性 能为进一步研究再生骨料混凝土二次造壳搅拌工 艺的技术效果 , 在降低 5 水泥用量的前提下 , 进行 了本文试验提出了减少水
12、泥用量 5 的二次造壳 搅 拌工 艺 1 二次造 壳搅 拌工艺及其作用机理 所 谓 二 次搅 拌 工 艺 , 是 指 在 考虑 混 凝 土 组分 中 各 物料 相互 均匀 混 合 作 用 的 基础 上 , 利 用 物料 投 料 量 、 搅拌 顺序 对 混凝 土 内部结 构形 成影 响 , 综合 提高 混 凝 土性能 的工艺方 法 本 课 题组 前 期经 过 6种 不同投料顺序的造壳搅拌工艺试验研究 , 得到在强 度 、 耐久性及工作性均较好的搅拌工艺, 该搅拌工艺 的流 程 为 : 先加 入 天 然 石 子 ( N A) 、 砂 ( S ) 和 7 0 水 ( W1 ) ; 搅 拌 3 0 S
13、 后 , 加 入 全 部 水 泥 ( C) ; 然 后 搅 拌 3 0 s 后 , 加入剩余水( W2 ) 和减水剂 ( 减 ) ; 再搅拌 3 0 s 后 , 加 入再 生粗 骨料 ( I R A) ; 最后 搅 拌 1 2 0 s 后 形成 混 凝 土拌合 物 传统的一次搅拌工艺采用水泥 、 砂石 、 水 、 外加 剂 经计 量后 一 次投入 拌 筒进 行搅 拌 ,若 干 时 问后 出 料形成新拌混凝土 , 具有投料程序简单 、 搅拌时间短 的优点, 但也存在很 多不 足其新拌 混凝 土砂石表 面易形 成一 层 自由水膜 , 增 大 了界面 区 的水灰 比 , 从 而 削 弱 了水泥 浆
14、与集 料 的粘 结 强 度 , 使 水 泥 浆 体 的 作用 远未 发挥 出来 ; 混凝 土 中 的水 泥 浆 放 在 显 微镜 下时会发现, 仍有 1 0 一 3 0 的水泥颗粒粘聚成微 小 的水 泥 团 , 水 泥 水 化 很 不 充 分 , 见 图 1 ( a ) 而 二 次 搅拌 工 艺能 很大 程度 上弥 补传 统搅 拌工 艺 中存在 的不 足 : 通 过先 搅 拌水 泥浆 或 水 泥 砂 浆 来 促 进水 泥 颗 粒 的分散 程 度 , 消 除水 泥颗 粒 黏 聚 成 的微 小水 泥 团, 使水泥水化充分 , 提高混凝土的强度由于消除 了水 泥颗粒 黏 聚成 的微 小 水 泥 团
15、, 使 水 能 充 分分 散 于水泥颗粒间 , 能充分发挥水在混凝土拌合物中改 善 流 动性 的作 用 , 见 图 1 ( b ) ” ” 此 外 , 二 次 造 壳 搅 拌工艺 进 行 了两 次 造 壳 : 其 一 , 在 投 入 天 然粗 、 细骨料与第一部分水润湿搅拌后 , 投入的水泥立即 粘附 在天 然骨 料表 面 的水 膜 上 , 强 化 了水 泥 的水 化 反 应 , 限制 了 C H 晶体 的扩散 而 强化 了界 面层 , 从 而 对 天 然 粗 骨 料 进 行 了 造 壳 加 上 起 初 加 水 量 为 7 0 , 使天 然骨 料表 面形 成 了致 密 的低水 灰 比浆壳 其二
16、 , 投入的再生粗骨料 与搅拌均匀的水泥砂浆再 次搅拌时, 再生粗骨料直接与水泥砂浆接触 , 使水泥 砂浆 包裹 在骨 料表 面 , 从 而对 再 生粗骨 料进 行造 壳 加上再生粗骨料的高吸水率 , 这就 自然造成 了再生 粗骨 料表 面 的相 对 低 水 灰 比浆 壳 综 上 , 通 过 上 述二次造壳搅拌工艺的造壳效应 ( 见 图 2 ) , 可 以改 善再 生骨 料混 凝 土 的微 观 结 构 , 增 强 混凝 土 的强 度 和相 关性 能 _: _ I _ ( a ) 一次搅拌工艺 ( b ) 二次搅拌工艺 图 1 不 同搅 拌工艺对 水泥分散的效应 - - - 。 。 。 水灰比
17、大的水泥f 砂浆 ) 浆 图 2二次造 壳搅拌 工艺 的造 壳效应 2 二次造 壳搅拌工艺试验研究 2 1试 验设 备及 材料 本试验用搅拌机为浙江上虞飞达试验机生产的 H J W一 6 0型 强制 式 单 卧 轴? 昆凝 土 搅 拌 机 , 搅 拌 轴 转 速 4 8 r m i n , 出料容量 6 0 L _无需改造设备 , 造成成 本 的浪 费水泥 采用 河北燕 郊 新 型建 材有 限公 司生 产 的钻 牌 P C 3 2 5 R复合 硅 酸盐 水 泥砂 为 天然 普 1 0 北京 建筑 大学 学 报 通河 砂 , 属 区细 砂 再 生 粗 骨 料 是 由北 京 市石 景 山 区的 中
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