再生透水型生态混凝土试验研究.pdf
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1、2 0 1 2年 第 7 期 (总 第 2 7 3 期 ) N u mb 7 i n2 0 1 2 ( T o t a l No 2 7 3 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 预拌混凝土 RE ADY M Dr ED CONCRETE d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 0 7 0 2 9 再生透水型生态混凝土试验研究 刘荣桂 ,张瑶 。徐 荣进 ,何政钦 ( 江苏大学 ,江苏 镇江 2 1 2 0 1 3 ) 摘要 : 通过水泥外掺硅 粉浆 液、 水泥外掺 I 级粉煤灰浆液 、 盐 酸溶 液对 破碎 C 3
2、0废弃混凝土所得的再生骨料进行改性后 ; 采用不 同的 搅拌和投料方式, 制备出透水型生态混凝土, 得出用盐酸溶液进行改性的骨料制备出的透水型生态混凝土 2 8 d 抗压强度最高达 1 8 8 MP a , 透水系数 1 0 5 mm s 。 关键词: 透水型生态混凝土; 再生骨料;改性;抗压强度 ;透水系数; 中图分类号 : T U5 2 8 7 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 0 7 0 0 8 9 0 4 St u dy on r e c y c l e d por ou s ec o- c onc r e t e L I UR
3、o n g - g u i , Z HA NG Y a o , XURo n g -j i n , HEZ h e n g - q i n ( J i a n g s u Un i v e r s i t y , Z h e n j i a n g 2 1 2 0 1 3 , C h i n a ) Abs t r a c t :Th e s t ud y us e d c e me n t mi x e d wi t h s i l i c a f ume s l u r r y c e me n t mi x e d wi t h I p u l v e riz e d c o a l a
4、 s h s l u r r y h y d r o c h l o r i c a c i d s o l u t i o n t o mo d i f y t h e r e c y c l e d a g g r e g a t e fr o m the b r o k e n C3 0 wa s t e c o n c r e t e ; u s i n g di f f e r e n t mi x i n g a n d f e e d i n g wa y, p r e p a rin g p e r v i o u s e c o - c o nc r e t e, o b -
5、 rui ne d b y h y d r o c h l o r i c a c i d s o l ut i o n f o r mo d i fi e d a g gr e g a t e p r e p a r a t i o n o f p o r o us e c o c o n c r e 2 8 d c o m p r e s s i v e s t r e n g t h o f u p t o 1 8 8 M P a, 1 0 5 mm s p e r me a b i l i ty c o e f fi c i e n t Ke ywor d s: po r o u s
6、e c o - c o n c r e t e ; r e c y c l e da g gre g a t e; mo d i fie d; c o mp r e s s i v e s tre n g t h; p e rm e a b i l i ty c o e f fic i e n t 0 引 言 近年来, 随着世界城市重建以及基础设施扩建的快速发展, 产生的建筑垃圾的数量越来越巨大, 其中废弃混凝土占到了总 量的 3 0 ,- 4 0 , 给人类的生活与环境带来了许多负面影响【 】- 5 。 出于保护 自然资源和生态环境的目的, 世界各国对废弃混凝土 的再生利用进行了大量研究,
7、在国外已经达到了应用阶段, 但我 国由于起步比较晚, 再生混凝土的研究尚处于实验室阶段, 目前 少量再生混凝土用于路面、 基础和非承重结构 , 而用于承重结 构如房屋建筑、 桥梁工程还没有出现 。 另一方面, 随着现代化 的进程 , 人的活动范围不断增大, 人们趋向于追求舒适 、 安全的 生活环境 , 这就对那些公共设施提出了更高的要求雨天路 面要能够迅速排除降水 , 防止路面积水和夜间反光, 改善车辆 行驶及行人行走 的舒适性 与安全性 ; 能够很好的吸收车辆行驶 时产生的噪声 , 创造安静舒适的交通环境。 公园、 超市等大型公 共场合应能迅速排水, 方便人们出行。 这些要求使得透水性材料
8、的研究应用得以发展。 欧美、 E t 本等一些发达国家, 从 2 O世纪 8 0年代起开始研发了透水性混凝土材料, 并将其应用于堤坝、 广场、 步行街、 道路两侧和中央隔离带、 公园内的道路及停车场 等实际工程【7 _ 0 1 。 此外 , 由于我国硬化地面面积快速增加, 导致 地下水资源得不到有效补充, 作为一个水资源短缺的国家, 发 展透水路面材料有利于水土保持。 虽然说我国也有学者尝试用 废弃混凝土破碎而来的再生骨料配制透水性混凝土, 并取得了 较好的结果, 但是其配制的混凝土中由于没有掺加细集料砂子, 因此其强度并不高 1 1 】 。 收稿 日期 :2 0 l 2 _ o 1 - 0
9、5 本研究采用配制强度等级 C 3 0的废弃混凝土破碎而来的 再生骨料配制透水型生态混凝土, 初步研究了不同方法对集料 进行改性, 且比较各种方法对透水型生态混凝土性能的影响, 探 讨了保证其透水性前提下, 何种方法能最大的提高其强度。 1 试验原材料 1 1 原材料性质 ( 1 ) 水泥 : 普通硅酸盐 P O 4 2 5级水泥, 密度 3 0 1 e C c m , 8 0 m筛筛余 5 O , 比表面积 4 0 6 9 m2 k g , 标准稠度用水量2 8 。 ( 2 ) 集料: 由某搅拌站结构实验室废弃的混凝土构件经破 碎加工而成, 其设计强度为 C 3 0 , 采用 5 1 6 5
10、 m l T l 粒径的集料, 试验所用骨料物理性质如表 1 所示 。 表 1 集料物理性质 ( 3 ) 外加剂 Z S 1 : 自主研制的一种透水型生态混凝土添加剂。 ( 4 ) 盐酸: 浓度为 3 5 , 市购。 ( 5 ) 水: 自来水。 2 再生骨料改性试验 ( 1 ) 水泥外掺硅粉浆液: 硅粉的主要成分为 S i O , 硅粉粒径 在 0 0 7 0 2 tx m, 比水 泥颗粒粒径范 围( 7 - 2 0 0 I m) J , 2个 数量 级 , 能充填于水泥颗粒间, 使水泥石具有致密的结构, 从而提高 8 9 混凝土强度。 ( 2 ) 水泥外掺 I 级粉煤灰浆液。 再生粗骨料强化
11、的试验条件 见表 2 。 表 2再生粗骨料 强化 的试验条件 ( 3 ) 盐酸溶液对再生粗骨料的改性试验。 原理: 盐酸与包裹在再生粗骨料表面的水泥砂浆中水化产 物 C a ( O H) : 反应, 破坏和改善再生粗骨料颗粒表面 , 从而改善 再生骨料性能。 C a ( OH) 2 十 2 H C l + c a C 1 2 + 2 H 2 0 ( 1 ) 方法: 按照处理每 1 k g 再生粗骨料所需要的盐酸量量取合 适的盐酸量, 将 HC I 倒人适量的水中, 搅拌均匀后, 把再生骨料 倒人调配好的溶液中, 浸泡将 9 0 mi n 。 在此期间, 用棒加以搅拌 或用力来回颠簸 , 尽量赶
12、走骨料表面的气泡, 最后将再生骨料 用带筛孔的器皿沥出, 并在( 1 1 0 + 5 ) 下烘干。 3 骨料 改性试验 结果与讨论 改性方法对再生粗骨料基本性能的影响, 见表 3 。 表3 改性后的再生粗骨料基本性能 方法 空 从表 3可以看出, 经过水泥外掺硅粉浆液、 水泥外掺粉煤 灰浆液强化后的再生粗骨料的含水率 、 吸水率一般都高于未 强化的再生粗骨料 , 且吸收速率很大。 造成这一现象的原因是 因为再生粗骨料颗粒棱角多, 表面粗糙 , 组分中包含相当数量 的硬化水泥砂浆 , 再加上水泥石本身孔隙比较大, 且在破碎过 程 中 , 其 内部 往往会产 生大 量 的微 裂缝 , 而 经过浆
13、液强化 后 , 再生粗骨料表面又被裹 了一层厚厚的硬化浆液 , 这又会在一 定程度上增大其吸水率。 经水泥外掺硅粉浆液、 水泥外掺粉煤 灰浆液强化后的再生粗骨料的表观密度较未强化的粗骨料明 显的增大, 但还低于天然粗骨料。 这说明浆液能在一定程度上 充填再生粗骨料 的孔隙, 减小再生粗骨料的孔隙率和孔隙中 的含气量 , 从而使强化后的粗骨料表现密度提高。 经水泥外掺 硅粉浆液、 水泥外掺粉煤灰浆液强化后的再生粗骨料的压碎指 标较未强化再生粗骨料有较明显的降低。 这表明浆液能在一 定程度上充填再生粗骨料的孔隙和黏合破碎过程中其内部产 生的一些微裂缝, 因而强化后再生粗骨料本身的强度得到一定 程度
14、的提高。 盐酸改性是所有改性处理中效果最好的, 这是因为盐酸与 包裹在再生粗骨料表面的水泥砂浆中水化产物 C a ( OH) : 反应, 破坏和改善再生粗骨料颗粒表面, 从而改善再生骨料的性能。 4 再 生透水 型生态混凝土配合 比设计 透水混凝土配合比设计时要兼顾强度和孔隙率, 本试验采 用体积法。 所谓体积法指以原有粗集料孔隙率为基础, 依据目标 孔隙率经详细计算得水泥、 水及外加剂等组成材料的掺量, 以控 90 制填浆体积, 具体配合比见表 4 。 表 4 透水混凝土配合比设计 利用不同改性方法处理后的再生粗骨料取代 1 0 0 的天然 粗骨料, 按照表4配合比制备水灰比W C分别为 0
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