废玻璃粗骨料混凝土的施工性能和强度试验研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第 3期 (总 第2 5 7期) Nu mb e r 3 i n 2 Ol l ( T o t a I No2 57) 混 凝 土 Co nc r e t e 实用技术 P RACTI CAL TE CHN0L OGY d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 3 0 3 9 废玻璃粗骨料混凝土的施工性能和强度试验研究 刘光焰 。秦 ( 1 广西大学 土木建筑丁程学院 ,广西 南宁 5 3 0 0 0 4 ;2 荣 。王晓峰 f I2 桂林理T大学 土木与建筑工程学院 ,广西 桂林 5 4 1 0 0 4 )
2、摘要 : 废玻璃经过破碎后作为混凝土粗骨料 , 按 一定 比例掺入到混凝土 中代替部分天然碎石或河石骨料, 有助于废物利用与 内然资源 的保护。 按 照 0 、 1 5 、 2 5 、 5 0 、 7 5 、 1 0 0 的比例代替天然碎石 配制 C2 5 普通 昆 凝 土, 测试其新拌混凝土的施T性能以及它的 3 、 7、 1 4、 2 8 d立方体抗压强度知 验结果表 明, 废玻璃代替部分天然碎石后 , 所拌合的混凝土具有 良好的工作性能和强度 , 废弃玻璃粗 骨料可 以代 替天然骨料使用 。 关键词 : 废玻璃粗骨料 ;混凝土 ;立方体抗压强度 ;施工性能 ;废玻璃取代率 中图分类号 :
3、 T U5 2 8 0 4 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 1 2 1 0 4 Exp er i me nt a l i nv e s t i g a t i on on t h e s t r e ng t h a nd c on s t r uc t i on pr op er t y of t he wa s t e gl a s s e s c oar s e a ggr e ga t e c on c r e t e MUG u a n g - y a n 。 Q I NR o n g WANGXi a o f
4、 e n g 。 ( 1 Co l l e g e o f Civi l E n g i n e e rin g a n d Ar c h i t e c tur e , Gu a n g x i Un i v e r s i t y, Na n n i n g 5 3 0 0 0 4, Ch i n a 2 C i v i l E n g i n e e r i n g C o l l e g e , Gu i l i n I n s t i tut e o f T e c h n o l o g y , G u i l i n 5 4 1 0 0 4 , C h i n a ) Abs t
5、 r a c t :Afte r wa s t e g l a s s e s i s c r a s h e d a s c o a r s e c o n c r e t e a g g r e g a t e s a n d r e p l a c e n a t u r e ma c a d a m a c c o r d i n g t o s a me p r o p o r t i o n , i t h a s c o n - t r i b ut e d t o ma k e u s e o f wa s t e ma t e r i a l s a n d p r o t
6、e c t e n v i r o n me n t Th e r e s e a r c h i s b a s e d o n u s ing wa s t e g l a s s e s , b y 0, 1 5 , 25 , 5 0 , 7 5 a n d 1 0 0 i n t h e ma t e r i a l t O r e p l a c e n a tur e m a c a d a m a n d ma k e C2 5 c o n c r e t e , t h e n t e s t c o n s t r u c t i o n wo r k p r o p e r
7、 t i e s a n d c u b e c o mp r e s s i v e s t r e ng t h o f 3, 7, 1 4, 2 8 d T he l a b o r a t o r y t e s t s r e s ul t s s h o w t h a t wa s t e g l a s s a g g r e g a t e c o n c r e t e h a s g o o d wo r k p r o p e rti e s a n d c u b e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h Ke ywor ds :
8、wa s t eg l a s s c o a r s e a g g r e g a t e s ; c o n c r e t e ; c u b ec o mp r e s s i v e s t r e n g t h; c o ns t r u c t i o np r o p e r t i e s ; wa s t eg l a s s r e p l a c e me n t p e r c e n t a g e 0 引言 混凝土是一类多相人T复合材料 , 除了含水 泥砂浆、 粗骨料 、 细骨料 、 未水化水泥颗粒 、 孔隙及裂纹外 , 还可以根据不同的性能 要求在其间掺人其
9、他各种各样的夹杂相, 如碳纤维、 钢纤维、 碎玻 璃 、 粉煤灰 , 还有各种废旧物如废 旧轮胎 、 塑料以及爆破拆迁后的 废旧混凝土 、 砖块和石块等, 除满足设定的要求外 , 还能起 到一定 的绿色环保作用 , 社会意义显著 。 对土木建筑学者来说 , 有效地利 用有限的资源 , 减少建筑材料对环境的负荷 , 在材料的生产 、 使用 和废弃过程中保持资源平衡, 是一项义不容辞的责任。 然而混凝土 作为当前最大宗的人造材料 , 其生产消耗大量的资源和能源, 污染环境。 为生产混凝土, 我 国每年要开采砂石近 4 0多亿 t ; 而且 预计 2 0 1 1 年全 国混凝土用量将达到 2 3 0
10、 亿 m ,骨料消耗数量将 更加惊人。 它的原料 : 砂 、 砾石 、 碎石大部分都是从大自然中获取 的, 天然砂石资源已经不容我们无节制地开采下去了, 寻找天然骨 料的替代骨料将是节约天然砂石资源的有效途径。 另外, 随着经济 的发展 , 城市中的废玻璃 日益增加 。这些玻 璃使用后, 部分被重新加工成新玻璃, 但因为加工的成本昂贵, 大部分作为垃圾被丢弃, 未能充分利用。 玻璃类废弃物的再生处 理市场存在着排斥效应与供需失衡等问题, 进而影响了玻璃资 源 回收市场 的需求。 基于环境的考虑, 应增加再生处理市场的需要 , 才能真正 收稿 日期 :2 0 1 0 - 1 0 - l 3 基金
11、项目:广西教育厅科研项 目( 桂教科研 2 0 0 9 2 5 号 , 2 0 0 9 1 1 MS 1 0 1 ) 解 决废玻璃 资源回收的问题 , 并为可持续环保 之路奠基 , 废玻 璃 相对于其他材 质更 具有可 回收再生 的优势 , 欧洲 、 美国等先 进国家积极推动玻璃的资源化, 瑞士洛桑学院也以废玻璃回收 再生作为国家竞争力的指标之一引 。 大规模地将废玻璃作为混凝 土的骨料使用, 不仅为大量减少城市固体垃圾找到了一条有效 途径 , 而且还会对发展绿色环保型建筑起到重要的推动作用 _3 。 因此 , 把废弃玻璃粗骨料作为混凝土粗骨料使用, 具有非 常重要的意义。 1 废弃玻璃粗骨料
12、 1 1 废 弃玻璃 特性 废弃玻璃根据其物理和化学性质, 其坚硬与天然砂性质相 似 , 其主要特性 如下 1 : ( 1 ) 粒形佳: 废玻璃处理经二次破碎机筛选后 , 其表面具多 棱 角之特性 , 可提 高与骨料之间黏结效果 , 故可取 代砂石作为 建 筑材料之用。 ( 2 ) 硬度高 : 玻璃硬度较河J I I 砂石高, 如以玻璃和砂石摩 擦 , 砂石表面会被玻璃刮伤, 且由于玻璃质地坚硬且耐磨性佳。 ( 3 ) 易破碎 : 因玻璃易碎特性, 所以应用在混凝土中, 细骨 料要比粗骨料效果好。 ( 4 ) 密度 : 废 玻璃 密度约为 2 5 g c m , 砂 密度为 2 6 6 g c
13、 m , 故玻璃可取代骨料 。 1 21 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m ( 5 ) 透水性: 玻璃吸水率低, 相对的透水性较一般砂石料高。 f 6 ) 吸水率低: 很多废弃玻璃吸水率几乎接近零。 ( 7 ) 反光性 : 玻璃具 反光特性 , 应用在混凝土中可以增加建 筑物的反光, 尤其足道路 ( 8 ) 耐久性 : 玻 璃无法 以生物分解 且不腐蚀 、 耐酸 , 适 合长 期保存使用。 1 2 废 弃玻 璃的基 本物理特 性 有 以上分类可以看 H , 玻璃 的种类很多 , 性能差异也很 大。 弃玻璃的物理性暖 其干净度和颜色的不 同而有所差异 。 一 般来说
14、 , 玻璃的基本特性 , 如表 1 。 表 1 废弃玻璃物理性质 1 3 废弃玻璃的化学性质 玻璃 的主要化学成分为 S i O 、 C a O、 N a O、 A I O 。 其中在一般 的玻璃二氧化硅含量为 7 0 左右, 与砂石形式相似 。 废弃玻璃 的化学成分嘲, 如表 2 。 表 2 废弃玻璃的化学成分 玻璃来源 S i O 2 AI 2 O 3 B 2 O3 N a O K 2 O C a O Mg O 平板玻璃7 0 7 2 O 1 5 1 3 1 5 O 1 8 1 O 3 5 玻璃酒瓶6 0 6 5 4 9 8 l O 1 3 1 2 1 6 O 2 废弃碎玻璃 6 3 6
15、9 2 4 5 2 3 8 - 4 8 1 4 1 1 5 6 1 1 3 6 2 7 1 2 3 3 1 1 4 废玻璃骨料的加工 废玻璃来源很多 , 有容器玻璃 、 平板玻璃 、 玻璃纤维 以及特 殊玻璃等 , 每种玻璃均有不同的颜色。 先将 回收的废玻璃经过清 洗 _ r 净 , 剔除各类非玻璃 杂质 , 然后进行破碎 , 再清洗干净 , 再 次放入小型磨机 内, 利月 j 高强度瓷球为研磨介质 , 经过 5 mi n研 磨, 能形成不同粒径的玻璃骨料( 图 1 ) 。 研磨后的玻璃 , 需要经过 分离不同的粒径。 如图 2 为粒径大于 5 mm以上的废玻璃粗骨料。 玻璃骨料加工 的主要
16、流程 如图 3 。 图 2 粒 径 5 2 0 mm 的废弃玻璃粗骨料 图 3 废弃玻璃粗骨料;O a T流程 图 1 5 废弃玻璃粗骨料的表观密度 、 堆积 密度、 紧密密 度和 坚 固性试 验 废弃玻璃粗骨料的级配符合国家标准 J GJ 5 2 2 o 0 6 普通 混凝 土用砂 、 石质量及 检验方法标准 要求 , 满足普通混凝土使 用要求 。 废弃玻璃粗骨料的表观密度 、 堆积密度 、 紧密密度和坚固 性 如表 3 。 表 3 废弃玻璃粗骨料 的物理特性 试验项 目 表观密度 堆积密度 紧密密度 孔隙率 坚 固性指标 名称 ( k g m ) ( k g m ) ( k g m ) (
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