再生砖骨料研究_杨金龙.pdf
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1、80 材料:实验与研究信息记录材料 2022年12月 第23卷第12期 0 引言随着新型城镇化进程的深入开展,大量的城中村改造工程和新型城镇建设工程需要拆除或改造大量已有建筑物,与之相对应的是产生巨大量的建筑垃圾。据报道,前瞻保守预计我国建筑拆除面积 20222026 年将保持在5%低速增长,前瞻初步测算到 2026 年我国建筑拆除中建筑垃圾的产量将达到 18 亿吨以上。我国建筑行业所耗费的骨料每年超过了 94 亿吨,使得国内部分地区的天然砂石不可再生资源逐渐减少,加之各行业对天然砂石的不间断开采,还会引起山坡水土流失,河道破坏等严重的自然灾害,随着这些严重的生态环境问题渐渐出现,绿色节能可持
2、续的社会经济发展模式已成为当代社会的发展主题。通过对建筑垃圾进行归类分析,其中黏土砖占比 14%。将建筑物中拆除的黏土砖破碎成的不同粒径再生砖骨料(RBA)来代替自然界中的天然骨料,如今已成为一种高效处理和利用建筑垃圾的手段。但是使用 RBA 材料作为骨料较使用传统河砂的结构而言,其各方面的性能都有所减弱,还不能进行大规模地推广和使用,为了改善 RBA 材料在工程应用中的各项性能,分析其工作、力学及收缩性能,给 RBA 材料的推广和工程应用提高支持和参考。黏土砖废弃物的其中一种处理方式为使用砖骨料替代天然河砂,本文详细介绍了 RBA 作为环保材料的研究现状并分析其应用前景。1 再生砖骨料的工作
3、性能当碎砖作为骨料应用于结构时,其带来的较高吸水性会在极大程度上对再生砖骨料结构的工作性能带来影响。大多数学者通过使用附加水提前预湿,在一定程度上提升再生砖骨料结构的工作性能。再生砖骨料在实际施工时,其具有的流动性和坍落程度,是确保施工安全的前提。然后当水灰比相同时,再生砖骨料结构的强度却不及普通结构,再生砖骨料中含有大量的旧水泥砂浆和其他杂质,从而降低了再生砖骨料的活性。对于再生砖骨料,骨料表面的粗糙度越高,其内摩擦和机械咬合力越大。在实际施工中,再生砖骨料结构可以通过提高保水性和附着力来提高再生砖骨料的工作性能。根据配合比规范,坍落度与水灰比的相关性是确定结构质量特性的重要基准指标。在不同
4、水灰比和再生砖骨料替代率的协同作用下,整个再生砖骨料在使用过程中能够满足实际工程的要求,提高再生砖骨料作为环保材料的应用性能。例如,在相同水灰比的条件下,再生砖骨料的适当取代,使再生拌合物的坍落度参数几乎与普通拌合物相同,满足了实际施工需要。此时,使用再生砖骨料结构可以有效降低施工成本,满足经济要求。张明鑫等1通过研究碎砖骨料的预处理手段对实际工程工作性能影响时发现,使用附加水法预处理碎砖骨料能够同时提升再生结构的力学性能和工作性能。Ge2和车法等3对掺有红砖粉材料结构的拌和性能与后期性能进行了研究,结果显示,当红砖粉掺量超过 10%时,能够明显降低拌合物的坍落度,而对其表观密度影响可以忽略。
5、2 再生砖骨料的力学性能力学性能参数是结构稳定性的重要指标,也是衡量再生砖骨料材料在使用过程中能否满足使用的基本参数。从再生砖骨料的材料特性而言,表观密度低、压碎指标高、孔隙率高、吸水率高、粗糙度高等先天劣势将导致再生砖骨料结构产生力学多变的特征,与天然骨料相比,在力学性能方面将呈现出较高的差异性。De Brito 等4的试验表明,再生结构力学性能随着替代率的增加几乎呈线性降低,特别是 100%替代率的废砖粗骨料结构的抗压强再生砖骨料研究杨金龙,胡金娣,胡一鸣(华北水利水电大学土木与交通学院 河南 郑州 450000)【摘要】随着建筑业的快速发展,急剧增大的混凝土需求量与高品质砂石骨料短缺的矛
6、盾日益突出。再生砖骨料的应用,不仅能够解决拆除的废弃黏土砖的处理问题,还能降低因资源过度开发所引起的生态环境破坏问题。综述了再生砖骨料工程应用中的工作性能、力学性能以及再生砖骨料的收缩性能,并对再生砖骨料工程应用中的强度和耐久度提出意见。【关键词】黏土砖;再生砖骨料;力学性能;收缩性能【中图分类号】TQ172 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624(2022)12-0080-03DOI:10.16009/13-1295/tq.2022.12.006 81材料:实验与研究信息记录材料 2022年12月 第23卷第12期 度和抗折强度分别降低了 45%和 26%。Martins5同样研究
7、了废砖粗骨料的力学性能随着替代率增加的降低规律。由于高替代率的 RBA 混凝土的力学性能下降较多,所以Gomes 等6研究了小于 50%替代率(6.25%、12.5%、25%和 50%)的废砖粗骨料结构物,发现砖骨料结构的力学性能较普通结构仍有较大差距,严重的是当 RBA 替代率达到 50%时,再生结构的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量分别降低了 23.6%、20.1%和 22.2%,力学性能均出现较大降低。Nepomuceno 等7首先评价了废砖粗骨料的物理性能,然后研究了废砖粗骨料小部分替代天然粗骨料,尽管 RBA 替代率的增加与结构的力学性能成负相关,其主要原因是废砖粗骨料自身强度较低,
8、但是采用废砖粗骨料制备低强度结构物是可行的。而 Gonzalez 等8认为掺入 RBA 的结构物,其弹性模量会有所降低,但是 35%替代率以内的废砖粗骨料结构可以用来制备符合欧洲标准的预制预应力梁构件。吴春杨等9研究得到随着废砖粗骨料替代率的增加,再生结构的抗压强度和弹性模量都有所降低,且其破坏形式与基准结构类似。高丹盈等10研究不同的纤维类型对废砖粗骨料结构进行改性,重点研究了纤维增强再生结构的力学性能。分析得到了纤维有效地提高了废砖粗骨料结构的抗压强度和劈裂抗拉强度,尤其是端钩型的钢纤维对废砖粗骨料结构的力学性能提高较为明显。对再生砖骨料结构的力学性能试验进行测定时,由于测试人员采用的测试
9、方式和仪器的不同,会导致测试的数据有很大的差别。以美国的研究人员为例,将再生砖骨料与标准的河砂进行了比较,发现其强度比一般的结构物要差 10%14%,通过多次试验,认为再生砖骨料结构的抗压强度下降的主要因素是由于再生砖骨料混合时出现了老式水泥砂浆,影响了其界面过渡区的显微硬度;由于其在交界处的受力性能明显比标准差,从而产生了受压承载力的缺陷,从而使其无法满足结构工程的需要。而英国的一些学者也在此基础上发现,再生砖骨料结构具有较标准结构高 6%8%的抗压强度。不同种试验方法、材料组成及环境差异对再生砖骨料物理性能影响较大,导致的测量值差异很大,离散型较大。3 再生砖骨料的收缩性能据研究可知,因收
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