预处理再生骨料混凝土性能的试验研究.pdf

2 0 1 2 年 第 1期 总 第 2 6 7 期 ) Nu mb e r 1 i n 2 0 1 2 ( T o ml N o 2 6 7 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材料及辅助 物料 M ATERI AI ， AND ADM I N【 CLE d o i ： 1 0 3 9 6 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 0 1 0 2 6 预处理再生骨料混凝土性能的试验研究 陈彦文。潘文浩。孙小巍 ( 沈阳建筑大学 材料科学与工程学院， 辽宁 沈阳 1 1 0 1 6 8 ) 摘要： 对再生骨料的表观密度、 吸水率、 压碎指标和孔隙率等基本性能进行了研究， 分析了采用水泥净浆进行表面处理后的再生骨料 混凝土性能的变化。 试验结果表明： 通过加人高效减水剂和掺入活性掺合料( 如硅灰等) ， 用再生骨料完全可以制备出2 8 d强度高于 5 O MP a 的混凝土； 再生粗骨料预处理对混凝土的抗冻性能影响显著， 因此可以通过预处理来改善粗骨料性能， 从而提高混凝土的抗冻性能。 关键词： 再生骨料混凝土；再生骨料； 抗冻性；抗渗性 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 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 0 1 0 0 8 1 0 3 Pe r f o r m a nc e s t u dy o f p r e t r e a t ed c on c r e t e wi t h r ec y c l ed a ggr e ga t e CP ,N Yan WC TI ， PAN W e n - ha o， SUN Xi a o we i ( S c h o o l o f Ma t e r i al S c i e n c e a n dE n g i n e e ri n g ， S h e n y a n g J i a n z h uUn i v e r s i t y ， S h e n y ang 1 1 0 1 6 8 ， Ch i n a ) Ab s t r a c t ： T h ef u n d a me n t a l c h a r a c t e r i s t i c s o f r e c y c l e da g g r e g a t e s u c h a s a p p a r e n t d e n s i t y， wa t er a b s o r p t i o n ， c r u s h i n gin d e x a n d p o r o s i ty and S O o n we r e s t u d i e d， a Re r t h e s u r f a c e t r e a t me n t o n r e c y c l e d a g g r e g a t e wi th c e me n t p a s t e ， the c h ang e s o ft h e p e r f o r ma n c e o fr e c y c l e d a g g r e g a t e c o n- c r e t e we r e a l s o s t u d i e d T h e r e s u l t s s h o we dt h a t wi t h s u p e r - p l a s t i c i z e r a n d a c t iv e a d mi x t u r e ( s i l i c a fume ) a d d e d ， the c O mp r e s s iv e s t r e n g t h s o f t h e c o n c r e t e wi th r e c y c l e d a g g r e g a t e at 2 8 d we r e hi g h a b o v e 5 0 MPa ； t h e p r e t r e a tm e n t o f r e c y c l e d a g gre g a t e h a d gre a t i n flu e n c e o n the fros t - r e s i s t a n c e p r o p e r t y o f the c o n c r e t e W i t h r e c y c l e d a g g r e g a t e b e e n p r e t r e a t e d ， t h e fr o s t r e s i s t a n c e p r o p e r t y c a n b e e n h a n c e d Key wor ds ： c o n c r e t e wi th r e c y c l e d a g gre g a t e； r e c y c l e d a g g r e g a t e ； f r o s t r e s i s t a n c e p r o p e r t y； i mp e r me a b i l it y 0 引言 随着建筑业的迅速发展， 由建筑业产生的建筑垃圾急剧增 加 ， 对环境产生了较大的影响， 对社会造成了一定的危害。 将废 弃混凝土经过破碎、 除杂、 分级等处理后作为再生骨料 ， 并利用 再生骨料配制再生混凝土的技术不仅可以解决废弃混凝土带 来的环境污染 ， 还可以节约天然骨料资源， 带来显著的社会效 益、 经济效益和环境效益 ， 是一条节约资源 、 能源 ， 减轻地球环 境负荷及维护生态平衡的可持续发展道路。 1试 验 1 1 试验原材料 ( 1 ) 水泥： 采用沈阳冀东水泥厂生产的P O 4 2 5 级水泥。 其 有关技术性能指标分别见表 1 。 表 1 水泥的物理力学性能指标 需 比 安定性 2 6 5 合格 1 3 5 1 9 0 7 0 8 7 2 7 6 5 0 0 ( 2 ) 拌和用水： 拌和用水为生活饮用 自来水。 ( 3 ) 外加剂： 采用的高效减水剂， 外观为粉状、 呈黄褐色。 掺 量为水泥质量的 l 时， 减水率为2 1 4 。 ( 4 ) 河砂 ： 采用河砂 ， 细度模数 z = 2 8 4 ； 含泥量为 4 5 ； 表观 密度p 6 4 0 k g m ； 气干状态下的堆积密度P Q ，f - 1 5 8 0 k g r n ； 计 算孔隙率为 4 0 。 收稿 日期 ：2 0 1 1 _ 0 7 _ 2 5 2 再生粗骨料的制备处理及性能研究 再生粗骨料采用废弃的混凝土试件， 经过人工破碎 ， 得到 再生混凝士用粗骨料， 骨料最大粒径为 3 0 l r l lT l 。 再生粗骨料颗粒 绝大部分为表面附着部分废旧砂浆的次生颗粒 ， 少部分为与废 旧砂浆完全脱离的原状颗粒， 还有很少一部分为废旧砂浆颗粒。 通过对破碎筛分得到的再生粗骨料粒径与天然骨料的粒径技 术指标见表 2 。 表 2 再生粗骨料及天然骨料颗粒级配 筛孔孔径 规范( 5 2 0 m m) 颗粒 再生粗骨料颗粒 天然粗骨料颗粒 m m 累计筛余 累计筛余 累计筛余 对破碎筛分后得到的再生骨料进行了强化处理， 强化后的 再生骨料的技术指标见表 3 5 。 由表 3 5 看出， 再生粗骨料的颗粒级配与天然骨料的颗粒 级配相类似 ， 相差很小。 其 自然级配差异性较大， 因此应进行筛 分才能得到级配符合要求的再生粗骨料。 这样利用再生骨料拌 制再生混凝土不存在级配上的障碍。 再生粗骨料的表观密度比 天然粗骨料低。 其吸水率是天然骨料的 8 5 倍 ， 且颗粒粒径越大， 8 1 表 3各粗集料不 同粒级的吸水率 天然粗骨料 1 3 8 5 1 4 7 5 1 4 0 0 4 1 5 4 0 9 再 生粗骨料 1 3 2 5 1 3 6 0 1 3 5 0 4 1 2 3 9 1 裹浆后骨料 1 4 4 0 1 4 5 0 1 4 3 5 3 8 5 3 8 7 吸水率越低。 再生骨料较天然骨料堆积密度小而孔隙率高。 再 生粗骨料在破碎过程中会产生大量的微裂缝， 这对再生混凝土 的工作性和强度会产生不 良影响。 其压碎指标比天然粗骨料 大， 但均达到了粗骨料要求。 经处理后的再生骨料 ， 压碎指标有 所提高， 但是吸水率明显降低。 3 再生粗骨料混凝土的性能研究 3 1 试 验 方案 再生粗骨料混凝土配合比是以坍落度为控制 目标 ， 进行调 整的配合比。 即： 根据混凝土拌合物的实际用量和新拌再生混凝 土的表观密度反算而得， 详见表 6 。 试验测得再生粗骨料混凝土 拌合物的表观密度： 采用再生粗骨料R C A按表 6 配合比配制的 混凝土表观密度为( 2 3 9 0 5 ) k e g m 。 表 6 再生骨料混凝土的实验室配合比 项 目 水 再 料 天 料 慧 注 ： 5 ， 1 0配合 比中的再生骨料经过曩浆处理 。 3 2 再生骨料混凝土的工作性试验研究 再生骨料混凝土的工作性试验研究， 如表 7 ， 图 1 3 所示。 3 3 再生粗骨料混凝土弹性模量的试验研 究 再生粗骨料混凝土弹性模量的测试结果如表 8 所示。 从表 8 看出， 再生混凝土仍遵循着抗压强度高则弹性模量 高的规律。 裹浆处理后的骨料使得两组再生混凝土的弹性模量 都有不同程度的提高。 由于再生粗骨料表面附着废旧砂浆， 导 致再生粗骨料弹性模量降低， 因此所配再生混凝土弹性模量随 之降低。 然而， 经过裹浆处理后的再生骨料表面的许多微裂缝会 8 2 表 7 再生混凝土性能试验结果 2 5 0 2 00 吕1 5 0 1 00 5 0 0 C3 0 C5 0 图 1 骨料裹浆处理对 C3 0 、 C 5 0混凝土坍落度 的影响 3 7 28 龄期 ， d 骨料裹浆处理对 C 3 0混凝土强度的影响 3 7 28 龄期 ， d 图 3 骨料裹浆处理对 C5 0混凝土强度 的影响 表 8 再生粗骨料混凝土强度与弹性模量 如 加 m O 2 仰 加 m o 葛、 鹱 图 黑 吸入预先裹的水泥浆， 使得再生骨料的表面缺陷得到修复 ， 骨料 强度得到提高， 相当于对混凝土的增强效果； 另外， 粗骨料表面 包裹着水泥浆， 使得界面结合得到加强， 因此， 也使得混凝土的 弹性模量有所增加。 4 再生粗骨料混凝土耐久性试验 4 1 再生粗骨料混凝土抗冻性的试验研究 混凝土抗冻融循环试验采用的试件尺寸为 1 0 0 mmx l O 0 m n l x 4 0 0 mm立方体( 每组三块) ， 2 8 d 龄期， 冷冻室温度控制在一 1 5 一 2 O的范围内， 冻融循环周期为 4 h 。 设定循环次数为 1 5 0次， 循环结束后 ， 从设备中取出试样， 首先进行外观检查， 将表面擦 干后， 进行称重， 记录质量损失。 最后进行抗压强度试验。 表 9混凝 土质量损失率与强度损失率 由表 9 可以看出， 凡是采用 1 0 0 的再生骨料配制的混凝土 ( 如编号 2 ， 7 ) 经过 1 5 0次冻融循环后 ， 抗压强度损失均大于对 应的其他试样， 同时也说明， 再生骨料取代量越大， 冻融后强度 损失越大； 混凝土体系中掺有硅灰的试样 ， 冻融后强度损失较 小， 如强度为 C 5 0的试样。 采用表面处理的再生骨料配制的混凝 土， 无论其冻融后的质量损失率还是强度损失率都低于表面没 有处理的骨料所配制的混凝土， 也就是说 ， 再生骨料经表面处 理后所配制的混凝土具有较好的抗冻性。 再生混凝土的抗冻融性能与再生骨料取代率 、 骨料的表面 处理等有极大的关系， 因为再生骨料本身存在一定的微裂纹， 致 使再生骨料 自身的吸水率较天然骨料大 ， 抗冻融性能也就低于 天然骨料， 所以再生骨料取代率对再生混凝土的性能影响较大； 而经过表面处理后的骨料克服了这一缺点 ， 这样也就提高了骨 料 自身的致密性， 混凝土的抗冻性 自然就提高了。 4 2 再生粗骨料 混凝土抗渗性的试验研究 按照本研究中配合比制作规格为 + 3 0 0 mmx 3 0 0 n l l Y l 的圆 柱体， 成型后脱模， 然后放人( 2 0 + 2 ) 水中养护至 2 8 d 。 取出试 样放入箱子中， 倒入水 ， 使液面为 2 0mn l 。 浸泡数天后， 劈开测 量水在再生骨料混凝土中的迁移高度， 从而分析其抗渗性。 表 1 0 迁移高度 如图 4 所示， 随着再生骨料取代率的增加， 水在混凝土内 的迁移高度也是不断增加的， 也就是说， 再生混凝土的抗渗透 性随着再生骨料取代率的增加而降低。 图 5 说明， 再生骨料经表 面处理后， 能够明显提高再生混凝土的抗渗透性。 5结论 ( 1 ) 再生混凝土的力学试验结果表明 ： 再生混凝土 的抗 鲁 宕 、 惶 再生骨料取代率 ， 图 4 骨料取代率与液面迁移 高度的关 系 7 6 5 诖 鲢4 囊 s 2 l 参考文献 ： 【 1 】肖建庄， 雷斌 再生混凝土耐久性能研究 J 混凝土， 2 o 0 8 ( 5 ) ： 8 3 8 9 2 朱剑锋 新型再生混凝土条板应用实例 J 中国建材 ， 2 0 0 6 ( 2 ) 3 】 中国建筑材料科学研究院绿色建材和建材绿色化 M E 京： 北京化 学工业出版社， 2 0 0 3 4 】 刘婷婷 再生混凝土高性能化试验研究 D 西安 ： 西北工业大学， 2 o o 6 【 5 罗容， 冯光乐， 棱天青再生混凝土研究综述【J 1 中外公路， 2 0 0 3 ， 2 3 ( 2 ) 【 6 刘婷婷 张涛 再生混凝土研究现状和存在问题叨 山东建材， 2 0 0 5 ( 4 ) 【 7 】 王新波， 杨永生， 颜伟 再生骨料及再生混凝土基本J 性能研究 J 】 _ 山西 建筑， 2 0 0 8 ( 3 4 ) 作者简介 ： 联 系地址 ： 联 系电话 ： 陈彦文( 1 9 6 5 一 ) ， 女， 高级试验师。 沈阳市浑南东路 9 号 沈阳建筑大学材料科学与工程学院 ( 1 1 0 1 6 8 ) 0 2 4 2 4 6 9 0 3 1 9 8 3