再生混凝土Bolomey公式的修正.pdf
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1、第 1 5 卷第 4期 2 01 2年 8月 建筑材料学报 J 0URNAL 0F B UI LDI NG M ATE RI ALS Vol |1 5, NO 4 Au g , 2 0 12 文 章 编 号 : 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 5 3 8 0 6 再生混凝 土 B o l o me y公式 的修正 张永娟 , 何 舜 , 张 雄 。 , 刘 昕 , 卢伟群。 ( 1 同济 大学 材料 科学 与工 程学 院 , 上 海 2 0 1 8 0 4 ;2 同济大学 先进 土木 工程 材料教 育部 重点 实验 室 , 上 海 2 0 1 8 0 4 ;
2、 3 上海 宝 山南 方水 泥有 限公 司 , 上 海 2 0 0 9 4 1 ) 摘 要 :引入再 生粗 骨料 取代 天然粗 骨料 所产 生 的 附加 用 水量 这 一概 念 , 将 再 生混 凝 土单 位 用 水量 拆 分为“ 净 用水 量 + 附 加 用水 量 ” 在 再 生 骨料 取 代 率 R c ( 质 量 分数 ) 分 别 为 0 , 2 0 , 4 O , 6 0 , 8 0 和 1 0 0 时 , 保持 再 生混凝 土工 作性 基 本 一致 的条 件 下 , 根 据 混 凝 土 不 同单 位 用 水量 设 计 1 0组 混凝 土配合 比 , 研 究再 生混凝 土灰 水 比和
3、净灰 水 比与强度 的关 系 结 果表 明 : 再 生粗骨料 取 代 率 R 与再 生混凝 土粗 骨料 吸 水率 W 和表观 密度 p 均存在 良好 的 线性 关 系 ; 再 生混 凝土 强度一 灰 水 比及 强度一 净灰 水 比关 系均 符合 B o l o me y公 式 ; 利 用再 生混 凝 土 强度 一 灰 水 比及 强度 一 净灰 水 比回 归 系数之 间的量化 关 系 , 推 导 出用再 生混凝 土粗 骨料 吸水 率 W 或表观 密度 P 修 正 的再 生 混 凝 土 B o l o me y公 式 , 为再 生混凝 土配合 比设 计提供 较 为简便 的计 算公式 关 键词 :
4、B o l o me y公式 ; 再 生粗 骨料 ;再 生混凝 土 ;吸水 率 ; 表 观 密度 ;配合 比设 计 中图分 类号 : TU5 2 8 0 1 文 献标 志码 : A d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 O 1 2 0 4 0 2 0 M o d i f i c a t i o n o f t h e Bo l o me y Fo r mu l a i n Re c y c l e d Ag g r e g a t e Co n c r e t e ZHANG Y o n g - j u a n , HE S h u n
5、 , ZHANG Xi o n g1 , 2 , L儿, 厂 Xi n 1 , 2 , LU W 一 q u n 。 ( 1 S c h o o l o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g,To n al Un i v e r s i t y,S h a n g h a i 2 0 1 8 0 4,Ch i n a ; 2 Ke y La b o r a t o r y o f Ad v a n c e d Ci v i l E n g i n e e r i n g Ma t e r i a l s o f
6、Mi n i s t r y o f E d u c a t i o n ,To n g j i Un i v e r s i t y, Sha n gha i 2 01 8 04,Chi na;3 Sha ngh a i Ba o s h a n S out h e r n Ce me nt Co,Lt d,Sha ng ha i 2 00 941,Ch i n a) Ab s t r a c t :Ad d i t i o na l wa t e r c o ns u m pt i o n p r od uc e d by a d d i ng r e c y c l e d c o a
7、r s e a g gr e g a t e t o s ub s t i t ut e pa r t o r a 1 1 o f na t ur a l c oa r s e a g gr e g a t e wa s i n t r o du c e d a s a c o nc e pt ,t h e u ni t wa t e r c on s u m p t i o n i n r e c y c l e d a gg r e ga t e c o nc r e t e wa s d i vi de d i n t o t wo pa r t s : n e t wa t e r c
8、 o ns u m p t i o n a n d a dd i t i o n a l wa t e r c ons u m p t i o n Te n g r o u p s o f c o n c r e t e wi t h d i f f e r e n t p r o p o r t i o n s ( b y ma s s )we r e d e s i g n e d a c c o r d i n g t o t h e d i f f e r e n t u n i t wa t e r c ons umpt i o n,wh i c h k e pt t he wo r
9、 ka b i l i t y of c o nc r e t e a l mo s t t he s a m e whe n t h e r e c y c l e d c o a r s e a g gr e ga t e r e pl a c e m e n t p e r c e nt a ge s ( by ma s s )we r e 0 ,2 0 ,4 0 ,6 O ,8 O a nd 1 0 0 , r e s pe c t i ve l y Th e r e s u l t s s h ow t ha t t he r e a r e g oo d l i n e a r r
10、 e l a t i on s be t we e n t h e r e c yc l e d c o a r s e a g gr e g a t e r e p l a c e me nt p e r c e nt a ge s R a nd wa t e r a bs o r p t i on 硼c A o r a pp a r e n t d e n s i t y p c A o f c o a r s e a g gr e ga t e Bo t h t he r e l a t i o n b e t we e n c o m p r e s s i v e s t r e n
11、g t h a n d c e m e nt t o wa t e r r a t i o o f c o nc r e t e a nd t h e r e l a t i o n be t we e n c ompr e s s i ve s t r e n gt h a n d ne t c e m e nt t o wa t e r r a t i o of c on c r e t e a r e i n a c c o r d a n c e wi t h Bol o me y f o r m u l a Us i n g t he r e g r e s s i o n c o
12、e f f i c i e n t s of q ua nt i t a t i v e r e l a t i on be t we e n t he c o mpr e s s i ve s t r e ng t h a n d c e me n t t o wa t e r r a t i o o f c on c r e t e a nd t he r e l a t i o n be t we e n c o m p r e s s i ve s t r e n gt h a nd ne t c e me n t t o wa t e r r a t i o o f c o nc r
13、 e t e,t he Bo l ome y f o r m u l a wa s mo d i f i e d b y t h e wa t e r a b s o r p t i o n叫c A o r a p p a r e n t d e n s i t yD c A o f c o a r s e a g g r e g a t e t o s u p p l y t h e r e c y c l e d a g gr e ga t e c o nc r e t e pr o p or t i on wi t h a n e a s i e r f or mul a Ke y wo
14、 r d s:Bo l ome y f or mul a;r e c yc l e d c o a r s e a g g r e ga t e;r e c yc l e d a g gr e ga t e c o nc r e t e;wa t e r a bs o r p t i o n; 收稿 日期 : 2 0 1 1 0 3 0 8 ;修订 日期 : 2 0 1 1 O 8 2 2 基金项 目: 上海市科委创新计划项 目( 1 0 2 3 1 2 0 2 0 0 0 ) ; “ 十二五” 国家科技支撑计划项 目( 2 0 1 1 B A J 0 4 B 0 5 0 1 ) 第一作者:
15、张永娟 ( 1 9 6 0 ) , 女 , 上海人 , 同济大学教授 , 博士生导师 , 博士 E ma i l : To n g j i 5 1 2 1 6 3 c o w l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4 期 张永 娟 , 等 : 再生混凝土 B o l o me y公式的修正 5 3 9 再 生骨 料是 将 废 混 凝 土 块 经过 破 碎 、 清洗 和分 级等 一 系列加 工后 , 按 一定 比例 相互 配合 , 所 得 到 的 粒径 在 4 0 mm 以下 的骨 料 其 中粒 径 在 5 4 0 mm 的 为再生 粗 骨料 ( R C A)
16、_ 1 再 生 骨 料 混凝 土是 将 再 生骨 料全 部或 部分 替代 天然 骨 料配制 而 成 的新混 凝 土_ 2 循环 利用 再生 骨料 配制 再 生混凝 土 , 可 减轻 环 境 负荷压 力 , 是实 现可 持续 发展 的重 要途 径_ 3 由于再 生骨料 表 面 附着 大 量 的 旧水 泥 砂 浆 , 导 致其 吸水 率 和压 碎 指 标 较 天然 骨 料 大 , 所 以若 在 再 生混凝土配合 比设计 时仍沿用 传统 的 B o l o me y公 式 , 必 然会 产 生较 大 的误 差 为 了更好 地利 用 和推 广 再生混凝 土 , 国内外对再 生混凝 土 的配合 比设计
17、和 强 度公式都 作 了大量研 究 孔德 玉_ 4 发 现各种 粗骨 料 混 凝土 的 B o l o me y 公 式 中的系数 A 和 B均 与粗骨 料压 碎指标有 较好 的规 律 : 随着 粗 骨料 的 压 碎指 标 增大 , 其斜率 A 逐渐减小 , 而截 距 B逐渐 增大 ; 李坤 l 5 发 现 再生骨料 混凝土 强 度和 再生 骨 料 吸水 率 与压 碎 指标 比值之间存在抛物线关系, 并以再生粗骨料吸水率与 压碎指标 的 比值为参数 , 回归 出再生 骨料 混凝 土强度 的计算式 上述研究均 涉及再生 混凝 土强 度与再 生骨 料性能 的相互关 系 , 但研 究结果 有所差异
18、吸水 率 、 表 观 密 度 和压 碎 值 均 能 反 映 再 生 粗 骨 料 的性 能 特点 考 虑 到 目前 基 本用 再 生粗 骨 料 配 制 普 通 强度 等级 的 混凝 土 , 此 类 混凝 土抗 压 强 度 与 粗 骨料 的压 碎值 关 联性 相对 较 小 , 故 本 文 只将 吸 水 率 和表 观密 度作 为再 生粗 骨料 的评 价指 标 ; 另外 , 由于 再 生 骨料 的 吸水 率 比天然 骨 料 大 , 所 以计 算 再 生 混 凝 土抗 压 强度 时应 考 虑 骨料 的 吸水 量 本 文 通 过 大 量 试验 , 试 图探 寻 在 考 虑 再 生 混凝 土 的粗 骨 料
19、吸 水 率 ( 或表观密度) 这一影响因子条件下的再生混凝土 抗 压 强度 与灰 水 比的相 互 关 系 , 以便 为配 制 再 生 混 凝 土 提供 简便 可行 的配合 比公式 1 试 验 1 1原材 料及 其性 能 水 泥 : 上海海 螺 水泥 有 限 责 任公 司生 产 的 P O 4 2 5普通 硅酸 盐水 泥 ; 细 骨料 : 普 通 中砂 , 细 度 模 数 为 2 5 3 ; 天然 粗骨 料 ( NC A) : 5 3 1 5 mm 连续 级 配 天 然碎 石 ; 再 生粗 骨 料 ( RC A) : 强度 为 C 3 0 C 4 O的 混凝 土 经破 碎 、 清 洗 、 筛分
20、后 的粗骨 料 ; 拌 和水 : 自来 水 ; 化 学 外 加 剂 : 上 海 同 树 实 业 有 限 公 司 生 产 的 S u p e r P C聚羧 酸高效 减水 剂 , 固含 量 ( 质 量 分数 , 本 文所涉及 的含量 、 水灰 比等 除特别说 明外均为质量 分数 或质 量 比) 为 2 2 天 然 和 再 生粗 骨 料 的 技 术 指标 见表 1 表 1 粗骨料 的技术指标 T a b l e 1 S p e c i f i c a t i o n o f c o a r s e a g g r e g a t e s 1 2试验 方 法 鉴 于 再生 粗骨 料 吸 水 率 大
21、的 特点 , 为保 证 再 生 混凝 土 的和易 性 , 需 考虑 附加 用水 量_ 6 将混 凝 土单 位 用水 量 假设 为“ 净 用水 量 + 附加 用 水 量 ” , 其 中净 用 水量 为 配制 普 通混 凝 土所 需 用 水 量 , 附 加 用 水量 为再 生骨 料 比天 然 骨料 多 吸收 的 用 水 量 本 文 通 过 用水量折算系数【 _5 来计算附加用水量 定 义净 灰水 比为 再 生 混 凝 土 净 用 水 量 对 应 的 灰 水 比, 记 为 ( m m ) 净灰 水 比的计 算公 式为 : ( c mw) n一 二 m c ( 1 ) m w 一7 L L 叫 R c
22、 A 一叫 N c A 式 中 : m 为水 泥 的质量 , g ; m 为再 生 混 凝土 总 用水 量 , g ; y为用 水量 折算 系数 , 取 0 5 _ 5 ; L为再 生 粗 骨 料 用量 , g ; W 为再 生 粗 骨 料 的 吸水 率 , ; 叫 为 天然粗 骨料 的吸水 率 , 首 先设 计 再 生 粗 骨 料 取 代 率 R 分 别 为 0 , 2 O , 4 0 , 6 O , 8 0 及 1 0 0 的 6批再 生 粗 骨 料 , 测 试不 同粗 骨 料 的表 观密 度 和 吸 水 率 ; 其 次 在 各取 代 率下 按单 位 用水 量 不 同配 制 1 O组 不
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- 再生 混凝土 Bolomey 公式 修正
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