再生混凝土工作性与抗压强度试验研究.pdf
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1、第 3 1卷第 3期 2 0 1 4年 9月 土木工程与管理学报 J o u r n a l o f Ci v i l En g i n e e r i n g a n d Ma n a g e me n t Vo 1 3 1 No 3 S e p 2 01 4 再 生混凝土工作性与抗压 强度试验研 究 索 伦 , 彭 鹏 , 田 波 。 ( 1 交通运输部公路科学研究所, 北京1 0 0 0 8 8 ; 2 内蒙古工业大学土木工程学院, 内蒙古呼和浩特0 1 0 0 5 1 ; 3 道路结构与材料交通行业重点实验室, 北京1 0 0 0 8 8 ) 摘要 : 通过表面粗糙度试验证实了与同粒径
2、的天然碎石相比, 再生粗骨料棱角多, 表面粗糙度大。针对再生 粗骨料上述缺陷, 设计正交试验对再生骨料混凝土工作性进行了优化 , 分别讨论了再生骨料取代率、 附加水选 取 、 减水剂掺量、 粉煤灰掺量4个因素对再生混凝土和易性和抗压强度的影响, 采用极差分析并优选出合理配 合比。试验结果表明: 再生粗集料表面粗糙度大于天然碎石, 减水剂掺量和再生粗骨料取代率对再生混凝土和 易性影响显著, 粉煤灰是影响再生混凝土早期抗压强度的主要因素, 附加水选取以再生骨料 3 0 m i n吸水率计 算为宜, 满足再生混凝土良好和易性和抗压强度的最佳再生混凝土组分为: 再生骨料取代率 5 0 , 附加水选择
3、再生骨料 3 0 m i n吸水量, 减水剂掺量选择0 2 , 不掺加粉煤灰。 关键词: 再生混凝土; 表面粗糙度 ; 正交试验 ; 和易性; 抗压强度 中图分类号 : T U 5 2 8 0 4 1 文献标识码: A 文章编号: 2 0 9 5 - 0 9 8 5 ( 2 0 1 4 ) 0 3 - 0 0 3 9 -0 4 Re s e a r c h o n W o r k a bi l i t y a n d Co mpr e s s i v e St r e ng t h o f Re c y c l e d Co n c r e t e SUO Lu n ,PENG Pe n g
4、,T I AN Bo , 。 ( 1 R e s e a r c h I n s t i t u t e o f H i g h w a y Mi n i s t r y o f T r a n s p o r t , B e i j i n g 1 0 0 0 8 8 , C h i n a ; 2 S c ho o l o f Ci v i l En g i n e e r i n g, I n n e r Mo n g o l i a Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y,Ho hh o t 01 0 05 1, Ch i n a; 3 K
5、e y L a b o r a t o ry o f R o a d S t r u c t u r e a n d M a t e ri a l T r a n s p o r t a t i o n I n d u s t ry, B e ij i n g 1 0 0 0 8 8 , C h i n a ) Ab s t r a c t :R e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e h a s mu l t i p l e e d g e s a n d h i g h s u rf a c e r o u g h n e s s c o n
6、 fi r me d b y t h e s urfa c e r o ug h n e s s t e s t c o mp a r e d wi t h t h e s a me s i z e o f n a t u r a l c o a r s e g r a v e 1 To s o l v e t h e a b o v e pr o b l e ms ,o rtho g o na l t e s t ha s b e e n d e s i g n e d f o r 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 wo r
7、k a b i l i t y o p t i mi z e d, a n d t h i s p a pe r a l s o d i s c us s e d t h e i n flu e nc e o f r e c y c l e d a g gre g a t e r e p l a c e me n t r a t i o,s e l e c t e d a dd i t i o n a l wa t e r ,d o s a g e s u p e r p l a s t i c i z e r a n d fl y a s h o n t h e c o mp r e s s
8、 i v e s t r e n g t h a n d wo r k a b i l i t y o f r e c y c l e d c o n c r e t eMe t h o d o f r a n g e a n a l y s i s wa s u s e d t o c h o o s e a r e a s o na b l e mi x t u r eT he t e s t r e s u l t s s h o we d t ha t :r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e s u r f a c e r o ug
9、 h n e s s i s hi g h e r t ha n na t u r a l gra v e l ,wa t e r r e d u c i n g d o s a g e a n d r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e r e p l a c e me n t r a t e o f r e c y c l e d c o n c r e t e h a s a s i g n i fic an t i mp a c t o n wo r k a b i l i t y o f r e c y c l e d c o nc
10、 r e t e Th e ma i n f a c t o r o f a f f e c t i n g e a r l y c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f r e c y c l e d c o n c r e t e i s fl y a s h,t h e a p pr o p r i a t e c h o o s e o f s e l e c t e d a dd i t i o n a l wa t e r i s 3 0 mi n u t e s wa t e r a b s o r pt i o n o f r e c y
11、 c l e d a g gre g a t e T h e o p t i ma l wo r k a b i l i t y o f r e c y c l e d c o n c r e t e t o me e t t h e b e s t c o mb i n a t i o n o f o rth o g o n a l a n d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h i s 5 0 r e c y c l e d a g gre g a t e r e p l a c e me n t r a t i o3 0 mi n u t e s s
12、 e l e c t e d a d d i t i o nal wa t e r o f r e c y c l e d c o a r s e a g gre g a t e d o s a g e o f 0 2 s u p e r p l a s t i c i z e r a n d n o fly a s h Ke y wo r d s:r e c y c l e d c o n c r e t e;s u rfa c e r o u g h n e s s ;o rth o g o n a l t e s t ;wo r k a b i l i t y;c o mp r e s
13、s i v e s t r e n g t h 利用废弃混凝土进行破碎、 筛分制成再生骨 料可以很好地缓解资源紧缺的现状。但是再生骨 料在生产过程中 , 废弃混凝 土块受到破碎机械 的 冲撞 、 挤压和研磨 , 造成损伤累积 , 因而与天然骨 料相比, 内部裂纹多, 吸水率大, 其品质好坏直接 影响再生混凝土的强度。本研究从改善再生混凝 土工作性的角度出发 , 通过试验分析了再生骨料 取代率 、 附加水选取 、 减水 剂掺量 、 粉煤灰掺量 4 收稿 日期 : 2 0 1 4 - 0 6 - 0 8 修 回日期 : 2 0 1 4 -07 1 0 作者简介 :索伦( 1 9 8 8 一 ),
14、男 , 内蒙古 呼和浩特人 , 硕士研究生 , 研究方 向为路用再生混凝土性能( E m a i l : s o l o 6 3 3 4 y e a h n e t ) 4 0 土木工程与管理学报 2 0 1 4正 个因素对再生混凝土和易性和抗压强度的影响, 为再生混凝土的施工和应用提供理论依据 。 1 试 验概况 1 1 表面粗糙度试验 再生骨料表面棱角多且表 面粗糙 , 目前 尚无 测试粗骨料表面积的统一方法 , 此处采用相对表 面粗糙度作为表征骨料表面结构的指数, 具体计 算见公式 ( 1 ) , 式 中, 、 分别 为裹浆 前后 的 质量, 值越大 , 说明骨料表面越粗糙。 A= 式
15、中: A为相对表面粗糙度。 1 2 正交试验设计 为减少试验数量并得到最佳组合 , 采用正交 试验法, 选择 L ( 3 ) 正交表, 采用以下 4 个因素。 ( 1 )再生混凝土强度受再生粗骨料取代率影 响显著 J , 本试验共考虑 3种取代率 ( 因素 A ) , 分另 0 为 3 0 、 5 0 、 1 0 0 。 ( 2 )再生骨料表面附着大量 的水泥砂浆 , 导 致其孔隙率较大, 进而吸水率和吸水速率也增大, 为满足和易性和工作性的需要, 在拌制再生混凝 土时需根据再生骨料吸水率适当选取 附加水 J 。 以往研究在附加水 的选取上并没有统一的选取方 法, 试验考虑了再生骨料 1 0
16、mi n 、 3 0 m i n 、 2 4 h吸 水率的吸水量( 因素 B ) 来进行 附加水添加 , 通过 试验得到一个相对合适 的附加水选取标准。 ( 3 )高效减水剂对水泥有明显的分散作用 , 它能吸附在水泥颗粒上 , 使水泥颗粒带负电荷 , 由 于高效减 水剂 阴离子本 身 的相互 作用 , 使水 泥 颗粒相互排斥, 释放出水泥浆絮凝中的水分, 从而 大大提高新拌再生混凝土的和易性 。试验采用减 水剂掺量( 因素 c ) 为 0 5 、 0 2 、 0 的水泥用量。 ( 4 )粉煤灰可 以改善混凝土拌合物的和易性 和保水性并提高耐久性。试验采用内掺法, 分别 取粉煤灰掺量 ( 因素
17、D) 1 0 、 2 0 、 3 0 。 1 3 试验材料 水泥为北京金隅牌 P 0 4 2 5硅酸盐水泥 ; 水 为普通 自来水 ; 天然 骨料为 52 6 5 m m连续级 配碎石 ; 再生骨料为来 自交通运输部公路试验场 废弃混凝土试块 , 经颚式破碎机碎后, 人工清洗筛 分后得到, 制得 的再生骨料如图 1所示 。两种骨 料级配相同, 级配采用粒径为( 4 7 59 5 m m) 粗 骨料 :( 9 51 6 m m) 粗骨料 : ( 1 6 2 6 5 m m) 粗骨料 =0 3 1 : 0 4 5 : 0 2 4 , 基本性能见表 1 ; 砂 为天然河砂 , 细度模数 2 6 ;
18、粉煤灰为呼市某电厂 级粉煤灰 ; 外加剂为西卡牌萘系高效减水剂 , 褐 色粉末 , 减水率大于 2 0 。 图 1 再生粗骨料 1 4配合 比设计 正交试验 Z l 组为基准组 , 用水量 以 z 1为基 准 , 水胶比全部采用 0 4 7, 砂率 3 5 。各组配合 比见表 2, 其 中N A表示天然骨料掺量 , R A表示再 生骨料掺量 , F A表示粉煤灰掺量 , Ag e 表示 附加 水掺量 , 表示减水剂掺量。 表 1 粗 骨料基本性能 基准组 A1 B1 C1 Dl A1 B2 C2 D2 A1 B 3 C 3 D3 A 2 B 1 C 2 D 3 A 2 B 2 C 3 D 1
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