再生混凝土骨料及其性能研究.pdf
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1、第 3 7卷第 7期 2 0 1 0年 7月 建筑技术开发 Bui l di n g T e c hn i qu e De v e l o pme n t Vo 1 3 7,No 7 J u1 2 01 0 再 生混凝 土 骨 料及 其 性 能研 究 柯德 强苏有文古松 ( 西 南科技 大 学土木 工程 与建 筑 学院 , 四川 绵 阳6 2 1 0 1 0 ) 术 摘要 传统的建筑材料生产和使用造成资源过度 消耗 、 能源短缺 和环境 污染等 严重 问题 。对 以废 弃混凝 土为原 材 料 的再 生骨料基本性能进行系统研究 , 通 过对 比再生混凝土与原生混凝土性 能的不 同, 分析 了其
2、性能改变 的 原 因, 并提出 了有效 的改性方法 , 同时得出 了较合 理 的再 生混凝 土配合 比。研究 表 明, 再生 骨料可 以配制普 通混凝 土 , 随着再生骨料替代率 的增加 , 混凝土和易性和强度会 降低 , 通过加入 一定的粉煤 灰 , 可以在保证强 度 的同时改 善其和易性 。 关键词 再生混凝 土 ; 再生骨料性能 ; 粉煤灰 ; 改性 中图分类号 T U 5 2 8 0 4 1 文献标 志码 A 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X( 2 0 1 0 ) 0 7 0 0 2 9 0 4 LABoRAToRY RES EARCH oN RECYCLED CoNCRETE
3、 AGGR EGATE AND PRoPERTI ES oF RECYCLED CoNCRETE Ke De q i a n g S u Yo u we n Gu S o n g A b s t r a c t Ke y w o r d s The t r a d i t i o na l wa y s o f pr o du c i ng t he c o ns t r uc t i o n ma t e r i a l a r e e a s i l y t o ca us e s o me s e r i o us p r o bl e ms l i k e t he o v e r c
4、 o n s umi n g o f e ne r g y,t he s h o r t a g e o f t he e n e r g y a n d e nv i r o n me nt a l p o l l ut i on Th i s pa p e r t r i e s t o d o s o me r e s e a r c h o n t he r e c y c l e d a g g r e g a t e c o nc r e t e u s i n g t h e wa s t e c o n c r e t e a s t he r a w ma t e r i a
5、 l b y t h e wa y o f t h e c o mp r e he n s i v e u t i l i z a t i o n o f t h e c o n s t r u c t i o n wa s t e Th e r e c y c l e d a g g r e g a t e c o nc r e t e wa s ma de us i n g t h e r e c y c l e d a g g r e g a t e a s t h e mai n ma t e r i a l b a s e d o n t he r e s e a r c h o f
6、 t he ba s i c p e rfo r ma nc e i n t h e r e c y c l e d a gg r e g a t e Wi t h t he c o mp a r i s o n b e t we e n t h e 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 a n d t h e na t ur e a g g r e g a t e c o n c r e t e, a n a l y z i ng t h e r e a s o n t o t he c h a ng e o f t h e p
7、e r f or ma n c e, pr o v i d e t h e e f f i c i e nc y wa y t o i mp r o v e t h e p e rfo r ma n c e f o c u s o n t h e p r o bl e m o f t h e r e c y c l e d a g g r e g a t e mo di f i c a t i o n me t h o d s, a nd a l s o g o t t h e r e a s o n a b l e t h e mi x pr o po rti on o f t he r e
8、 c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e Th e r e s e a r c h i nd i c a t e d t h a t : t h e r e c y c l e d a g g r e g a t e c a n b e u s e d t o p r o d uc e t h e o r di na r y c o n c r e t e, b ut wi t h t h e i nc r e a s i n g o f t h e m t he wo r k a b i l i t y a n d t h e s t r
9、e ng t h o f t h e c o n c r e t e wi l l r e du c e Add i ng s o me fly a s h e s c a n b o t h i mpr o v e t h e wo r k a bi l i t y a nd g u a r a n t e e t he s t r e ng t h o f t h e c o n c r e t e r e c y c l e d c on c r e t e; t h e p e r f o r ma n c e o f r e c y cl e d a g g r e g a t e;
10、 f l y a s h e s; wo r ka b i l i t y mo di f i c a t i o n 随着我 国人 口增 长和城 市化建设 的加 快 , 大量的 旧建 筑 物被拆 除, 产 生了越 来越 多的建 筑垃 圾 。每 拆掉 1 m 混凝 土建筑 , 就会产生 近 1 t 的建筑垃圾 , 目前我 国建筑 垃圾 的数 量 已经 占到城市垃圾总量 的 3 0 4 0 , 其 中废弃混凝 土 作为建筑垃圾的主要组成部分 , 通常采用 露天堆放 或简单填 埋方法来处理 , 不仅 占用大量空地存放 , 浪 费了土地 资源 , 同 时严重污染 了周边环境 , 不 符合可持续 发展
11、 的战略要求 。另 一 方面 , 新建建筑 物在建 设过 程 中又消耗 了大量混 凝土 , 据 统计 , 全球混凝土 的年产量 约 3 O亿 m , 中国的混凝土产量 占 项 目基金 : 四川 省 教育 厅 重 点 项 目( 0 7 Z A1 2 9 ) ; 8 6 3计 划 ( 编 号 2 0 0 9 AA 0 3 2 3 0 4 ) ; 四J I I 省 科 技 支撑 计 划 ( 编 号 2 0 0 9 G Z 0 0 4 3 ) 收稿 日期 : 2 0 1 0 0 41 5 作者简介: 柯德强 ( 1 9 8 3 ) , 男 , 重庆人 , 西南科技 大学硕 士研究生 。 到 了全球总量
12、 的 4 0 , 混凝土土 中的粗细骨料 占到 了混凝土 质量的 7 0 , 如此 大的用量 使得 山石遭受 过度开 采 , 造 成 了 水 土流失 , 加快 了 自然 资源 的消耗 , 随之带 来 了一 系列 关于 自然资源 、 能源 、 环 境保 护和 可持续 发展 等问题 。如何 最大 限度的减少 对 自然 资源 的开采 、 减 少环境 污染 , 实 现建 筑垃 圾 的资源化综合利 用成 为亟 待解 决的 问题。将废 弃混 凝土 破 碎 、 分级后并按 一定 比例混 合形 成 的再 生 骨料 , 实现 由传 统 的建 筑原 料 建筑 物 建 筑垃 圾 向建筑 原料 建 筑物建 筑垃圾 再
13、生原料循环模 式的转变 , 达到 资源 重复利用 , 确保 了建筑节 能的效 果。通过对再 生骨料 的基 本 性能及其配制 的再 生混凝土性能研究 , 探讨利 用再生骨 料配 制普通混凝 土的可行 性。 1 再 生 粗 骨 料 基 本 性 能试 验 1 1 试 验 原 材 料 1 ) 天然粗骨料 : 天然粗骨料为绵 阳市某采石 厂生产 的天 2 9 第7期 柯德 强, 等 : 再生混凝土骨料及其性能研究 第 3 7卷 然卵石 , 粒径为 5 4 0 IT H n , 试件编号为 N C A 。 2 ) 再生粗骨 料 : 西南 科技 大学 教 职工住 宿 楼震后 拆 除 废弃 混 凝 土 , 经
14、 人 工 破 碎 后 粒 径 为 54 0 m m, 试 件 编 号为 R C A 。 1 2 骨料基本性能 天然骨料 ( n a t u r a l c o n c r e t e a g g r e g a t e N C A) 为 连续 级配 , 再生骨料 ( r e c y c l e d c o n c r e t e a g g r e g a t e R C A ) 由于人 工破碎 的 原 因, 级 配为 自然级配 , 筛分得 到表 1 结果 。按照 普通混凝 土用碎石或卵石质量标准及检验方 法 J C J 5 3 1 9 9 2 对天然 骨料及再生骨料进行吸水率 、 表观密度及
15、压碎 指标 试验现将 试验结果分析如下 。 表 1 天然骨料与再生骨料 的级 配组成 公称粒级 累计筛余 mm 2 5 O 5 0 0 l 5 0 0 2 5 O O 3 0 0 0 3 5 0 O 4 0 0 0 RC A 5 4 0 9 2 6 9 0 7 7 5 O 5 1 5 4 2 9 3 6 1 1 6 1 NC A 5 4 0 9 6 5 5 7 3 1 9 7 O 1 2 1 骨料表观密度 表 2 再生混凝土骨料与天然骨料 的表观密度 再生粗骨料 天然卵石 表观密度 2 5 2 4 7 5 k s i n 2 8 5 0 2 9 k sm 粒 径 ram 5 4 0 m m 从
16、 表 2可 以看 出再生粗 骨料 的表 观密度 明显低 于天 然 粗骨料 , 原因是天然卵 石密度 大 , 而再生骨 料 中存 在大量 水 泥砂浆 , 其密度比卵石低 , 因此降低 了再 生骨料 的表观密度 。 1 2 2 骨料 吸水率 取 5 4 0 m lT l 连续 级配的天然粗 骨料 ( N C A) 和天然级配 的再生粗骨料 ( R C A ) 测得吸水 率( ) 如表 3所示。 表 3 天然骨料与再 生骨料 的吸水率 ( ) 5 ml n 1 5 mi n 6 0 mi n 再生骨料 2 6 9 3 3 2 3 8 4 天然卵石 1 4 3 1 4 6 1 4 7 粒 径 mm 5
17、 4 0 由表 3可见再生 骨料 的吸水率远 大于 天然 骨料。这是 由于再生骨料表面附有大量水泥砂浆 , 水泥砂浆 的吸水率大 于天然骨料 ; 再生混凝 土的原始粗 骨料为 卵石 ( 与该 对 比试 验 的天然骨料成 分基本相 同) , 由于混 凝土在 破碎 的过程 中 表面会产生大量裂纹会增加其 表面积 , 从而增加 其吸水 量 ; 同时由于有水泥 的存在 , 而水 泥水 化过程 又是一 个漫长 的过程 , 所 以在试验时必有一些水 化反应未充分 的水泥会继 续发生作用 , 从而又 增大 了吸水率 , 使得 再生骨 料 的吸水率 会远大于天然骨料 。 再生粗 骨料 由于其特殊 的化学成分
18、, 不 同的级配组合其 性状也大不相 同 。对为 了反 映不 同粒径 组合 与吸水 率的 关系 , 分别测试三种粒径范围的再 生骨料 吸水率 , 结果如表 4 所示 , 可见随着粒径的增加其吸水率逐渐减 小。这是 由于在 3 0 人工破碎混凝土时 由于水泥砂浆 强度较 原始粗 骨料低 , 5 1 0 m m的颗粒基本上是 附着在卵石表 面的水泥砂浆 , 而大粒 径 的卵石则不容 易被破 碎 , 在 1 02 5 m m 区间 内既有 砂浆 块 , 也有小部分被破碎 的卵石 , 在 2 5 4 0 m m 区间 内则 主要 是卵石 , 其表 面也 附着少量 的水泥砂浆 。因此 大粒 径的骨料 吸
19、水率最低 , 51 0 m m 的骨料吸水率最高 , 而 1 02 5 m m的 骨料 吸水率介于两者之间。 表 4 不同粒径再生骨料的吸水率 ( ) 崔 径 时间 5 1 0 m m l O 一 2 5 m m 2 5 4 0 m m l 0 4 8 7 3 2 4 1 9 7 3 O 5 3 2 3 9 3 2 1 8 1 2 3 骨料的压碎指标 表 5 再生骨料与天然骨料压碎指标值 由表 5示 , 再生粗骨料的压碎指标值高于天然 卵石 , 主要 是附着在再生粗骨料表面的水泥砂浆在压力的作用下, 从骨 料表面剥离出来 , 使其压碎值增大 。分 析认 为, 再生骨料 压碎指标与原始混凝土强度
20、有关 , 如果原始混凝 土强度越高 , 机体混凝土越不容易破碎 , 其压碎指标值也 越低 , 再 生骨料质 量也就越好。同时压碎指标值 也与骨料的破碎方 法有关 , 如 果在破碎过程 中, 水泥浆体与砂浆体脱落越多 , 压碎值越高。 普通 混凝 土 用 碎 石 或 卵 石 质 量 标 准及 检 验 方 法 ( J C J 5 3 1 9 9 2 ) 规定 : 配制 C 3 5以下混凝 土卵石压 碎指标值 必须 小于 1 6 ; 碎石压碎指标值必须 小于 1 O , 由以上 试验数据 可知 , 再生 骨 料 与 天 然 骨料 性 能 相 差 较 大 , 但仍 符 合 J C J 5 3 1 9
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