再生粗骨料在高强泵送混凝土中应用的试验研究.pdf

全 国中文核 心期刊 新 建筑 再生粕骨；I；斗 在高强泵送混凝土中 应用的试验研究 李超 “ ， 刘福田 ， 董全文 ， 谢慧东 ( 1 山东华森混凝土有 限公司 ， 山东 济南2 5 0 1 0 1 ； 2 济南大学， 山东 济南2 5 0 1 0 0 ； 3 济南市建筑工程质量 与安全生产监督站， 山东 济南2 5 0 0 1 3 ) 摘要： 通过对再生粗骨料各项性能试验研究， 分析再生粗骨料掺量对高强泵送混凝土性能的影响。通过进一步改善配合比， 将 再生粗骨料代替天然粗骨料掺量提 高到 3 0 ， 高强泵送 再生粗骨料混凝土各项性能指标能够满足施工技术要求 ， 并通过扫描电镜 分析高强泵送 再生粗骨料混凝 土的微观结构。 关键词： 废弃混凝土： 再生粗骨料； 高强泵送混凝土 中图分类号 ： T U 5 2 8 5 3 ， X 7 9 9 1 文献标识码： B 文章编号 ： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 1 ) 0 4 0 0 1 2 0 3 Ex pe r i me nt al s t u dy o n app l i c a t i o n of r e c y c l e d c o ar s e a gg r e ga t e i n h i g h s t r e ng t h pu m pe d c o nc r e t e L I C ， L I U F u t i a n ， D O N G Q u ,w e n 。 ， X I E H u i d o n g I ( 1 S h a n d o n g P r o v i n c i a l Hu a s e n Co n c r e t e C o L t d ， J i n a n 2 5 01 01 ， S h a n d o n g ， Ch i n a ； 2 J i n a n Un i v e r s i t y ， J i n a n 2 5 01 0 0 ， S ha n d o n g， C hi n a ； 3 J i n a n C e n t e r f o r Q u a l i t y S u p e r v i s i o n a n d S a f e t y i n P r o d u c t i o n o f B u i l d i n g E n g i n e e r i n g ， J i n a n 2 5 0 0 1 3 ， S h a n d o n g , C h i n a ) Ak 4 t r a c t ： B a s e d o n t h e e x p e r i m e n t a l s t u d y o n t h e p r o p e i e s o f r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e ， t h e e f f e c t o f r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e c o n t e n t o n t h e p e rfo r ma n c e o f h i g h s t r e n g t h p u mp e d c o n c r e t e wa s a n a l y z e d By f u r t h e r i mp r o v i n g t h e mi x， i n c r e a s i n g t h e r e p l a c e me n t r a t i o o f r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e c o n t e n t t o 3 0 ， a v a r i e t y o f i n d i c a t o r s o f h i g h s t r e n gth p u mp e d 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 c a n me e t t h e t e c h n i c a l r e q u i r e me n t s f o r c o n s t r u c t i o n B y s c a n n i n g e l e c t r o n mi c r o s c o p y， t h e mi c r o s t r u c t u r e o f t h e h i g h s t r e n g t h p u mpe d 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 wa s a n aly z e d Ke y wo r ds ： a b a n d o n e d c o n c r e t e ； r e c y c l e d c o a rse a g gre g a t e s ； h i g h s t r e n g t h p u mp e d c o n c r e t e 随着城市化进程的加快， 越来越多的城市面临旧城改造、 旧村改造，而在城市建设过程中，混凝土作为大宗的人造材 料，对自 然资源的占用及对环境造成的负面影响日 益引起人 们的关注f ” 。城市的升级改造、 市政工程的动迁、 重大项目的 基础建设等将产生大量废弃混凝土， 为解决这些问题， 混凝土 生产以及施工必须走可持续发展的道路，而用废弃混凝土生 产再生粗骨料应用于混凝土中，正是混凝土循环利用的有效 途径之一回 。随着高强、 高性能混凝土的发展， 将再生粗骨料 应用于高强高性能混凝土中也将逐步实现。 目 前， 用废弃混凝 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 0 - 0 9 作者简介 ： 李超， 男， 1 9 7 7年生， 辽宁朝 阳人， 工程师 。地址： 山东济南 高新 区 凤 山路 ( 济 南 市炼 油 厂 南 5 0 0米) ， 电话 ： 0 5 3 1 8 8 8 1 0 2 7 8 ， E ma i l ： h ua s e n s h i y a n s h i 1 6 3 c o rn。 1 2 新型建筑材料 2 0 1 1 4 土生产的再生粗骨料主要用来配制中低强度的混凝土，如果 再生粗骨料能在高强泵送混凝土中得到应用，就扩大了再生 粗骨料混凝土的应用范围， 节省优质天然骨料资源， 缓解骨料 供求矛盾， 更有利于生态环境保护。因此， 试验开发再生粗骨 料在高强泵送混凝土中的应用必将带来显著的经济效益和环 保效益_3 l 。 1 原材料 济南山水P 0 5 2 5 R水泥；淄博三美硅材料有限公司生 产的硅灰； 济南鲁新$ 9 5 矿粉； 淄博华伟聚羧酸减水剂， 减水 率 3 1 ， 固含量2 6 。 在本次试验中， 收集混凝土搅拌站生产的C 1 5 一 C 5 0 强度 等级的废弃混凝土， 先进行首次破碎处理， 再各按1 5 比例混 合， 然后进一步进行破除和分级处理， 得到 1 6 3 1 5 m m连续 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 李超， 等： 再生粗骨料在高强泵送混凝土 中应用的试验研究 级配的再生粗骨料， 再生粗骨料的粒径分布见表 1 ， 物理特征 参数见表 2 ， 吸水率见表 3 。 表 1 再生粗骨料 的粒径分布 表 2 再生粗骨料 与天然粗骨料的物理特征参数 根据表 1 表3 可知： ( 1 ) 相对于天然骨料， 再生粗骨料颗粒形状略为扁平， 颗 粒带有明显的硬化水泥浆体， 空隙较多， 表面略粗糙。 ( 2 ) 再生粗骨料的表面存在硬化水泥浆体， 使得其表观密 度和堆积密度略有降低。 ( 3 ) 经过精细加工， 再生粗骨料的颗粒级配完全可以达到 J G J 5 2 2 0 0 6 普通混凝土用砂、 石质量及检验方法标准 的 要求， 并且可以根据使用要求精准配制其颗粒级配， 其颗粒级 配的可控性远远超过目 前市场中的天然骨料。 ( 4 ) 再生粗骨料的吸水率随在水中浸泡时问的增加而明显 增大， 应用于预拌混凝土中， 此特性易造成混凝土坍落度经时 损失增大，所以预拌混凝土使用再生粗骨料应预先使其达到 饱和面干状态。 2 试验结果与分析 2 1 试验配比与结果 混凝土的试配强度为普通 C I O 0 泵送混凝土，再生粗骨 料为饱和面干状态， 采用机械拌和， 标准养护。测试抗压强度 的试件尺寸为 1 5 0 m m x l 5 0 m m x l 5 0 m i ll 。再生骨料混凝土的 配合比见表4 ， 0 、 1 0 、 3 0 、 5 0 、 1 0 0 再生粗骨料取代天然 粗骨料对高强泵送混凝土性能的影响见表 5 。 表 4 高强再生粗骨料混凝土 的配合 比 k g 编 号水泥砂天然粗骨料 再 生粗骨料水矿粉硅粉 减水剂 表 5 再生粗 骨料掺量对 高强泵送混凝土性能的影 响 2 2 试验 现象 未掺再生粗骨料的混凝土具有 良 好的和易性，混凝土无 离析现象， 扩展度较大； 随着混凝土中再生粗骨料掺量增加， 混凝土的和易性和流动性变差。 2 3 试验 结果 分析 ( 1 ) 在高强泵送混凝土中， 再生粗骨料掺量达到3 0 时， 混凝土和易性变差，主要是由于再生粗骨料相对于天然骨料 颗粒带有明显的硬化水泥浆体， 空隙较多， 表面略粗糙。高强 泵送再生粗骨料混凝土出现石子偏多现象，高强再生粗骨料 混凝土砂率需要适当增大。 ( 2 ) 再生粗骨料掺量为 1 0 、 3 0 时， 相对于基准混凝土 用水量降低，主要是由于再生粗骨料表面存在部分已经发生 水化反应的水泥浆体， 在高效减水剂的作用下， 再生粗骨料的 掺量低于3 0 不会引起混凝土用水量的增加， 但当再生粗骨 料的掺量超过3 0 ， 则混凝土用水量逐步增加。 ( 3 ) 在高强混凝土中加入再生粗骨料， 混凝土的7 d 抗压 强度在再生粗骨料掺量为 1 0 、 3 0 时较高， 其它掺量下混凝 土7 d 抗压强度相对于基准混凝土也都略有提高；混凝土的 2 8 d 抗压强度在再生粗骨料掺量为3 0 时最高， 1 0 0 掺量下 相对于基准混凝土降低，其它掺量下相对于基准混凝土有所 提高； 混凝土的6 0 d 抗压强度在 1 0 掺量时最高， 其它掺量 下相对于基准混凝土均有所降低。在高强泵送混凝土中掺加 适量的再生粗骨料能提高强度，主要是由于高强再生粗骨料 混凝土水灰比较小， 水泥石结构紧密， 适量的再生粗骨料吸附 的水分， 有利于增加高强混凝土的水化反应， 从而提高混凝土 强度。 2 4 优化后的配 比与结果 根据不同掺量下高强泵送再生粗骨料混凝土的试验结 果， 因再生粗骨料存在水泥浆、 吸水率大、 孔隙率大等特点， 高 强再生粗骨料混凝土和易性差，高强再生粗骨料混凝土应适 当增大砂率， 选择再生粗骨料的掺量为3 0 ， 进一步验证高 强再生粗骨料混凝土的工作性能和经济性能。 试配C I O 0高强泵送混凝土， 优化配比见表6 ， 优化后混 凝土的性能见表 7 。 N E W BUI L DI NG M AT ER I A L S l 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 李超， 等： 再生粗骨料在 高强泵送混凝土 中应用的试验研究 表 6 高强再生粗骨料混凝土优化配合 比 k g 编号水泥砂天然粗骨料 再生粗骨料水矿粉 硅粉 减水剂 Hl 4 1 0 7l 3 l 0 o O 0 1 2 3 8 0 7 4 1 0 7 H一2 4 1 0 6 4 5 7 0 0 3 0 0 1 46 8 O 7 4 1 0 7 表 7 优化后高强再生粗骨料混凝 土的性能 由表7 可见， 优化后， 再生粗骨料混凝土的和易性较好 混凝土的各项性能指标能够达到施工使用要求。 2 5 再生粗骨料混凝土的 S E M分析 图l 为H 一 2 试样水化2 8 d 的S E M照片。从图1 可以看 出， 骨料与水泥石间无明显裂缝， 整个水泥石基体都很致密， 在矿粉和硅灰的作用下， 再生粗骨料的吸水率大、 空隙多的缺 点得到有效抑制， 在水泥石基体内未见到片状的C a ( 0 H ) 晶 体。水泥水化已很完全， 水泥水化产物发育良 好， 骨料与水泥 石之间裂缝减少， 水泥石之间粘结紧密， 新旧水泥石界面过渡 区密实， 界面弱区的特征明显减弱， 再生粗骨料与砂浆的界面 上微缺陷减弱， 水泥石基本呈板块状。 一 一 一 一 ( a ) H 2 - C I O 0 ( 1 0 0 0 ) 3 结论 ( c ) H 2 一 C I O 0( 4 0 0 0 ) ( d ) H 2 一 C I O 0( 8 0 0 0 ) 图 1 H 一 2试样水化 2 8 d的 S E M照片 ( 1 ) 高强再生粗骨料混凝土的和易性随再生粗骨料掺量 的增加而变差，高强再生粗骨料混凝土的强度随再生粗骨料 掺量的增加呈不规则变化。 ( 2 ) 在高强混凝土中掺加未经润湿的1 6 3 1 5 m m再生粗 骨料，高强再生粗骨料混凝土相对于基准混凝土用水量随再 生粗骨料掺量的增加而先降低后增加。 ( 3 ) 在高强混凝土中掺加3 0 未经润湿的1 6 3 1 5 m m再 生粗骨料， 再生高强混凝土的和易性和流动性变差； 混凝士的 7 d 、 2 8 d 、 6 0 d 抗压强度相对于基准混凝土降低， 但高强再生混 凝土的2 8 d 强度达到7 0 M P a 以 上， 能够满足高强混凝土的设 计要求。 在高强混凝土中， 干燥的1 6 3 1 5 m m再生粗骨料掺量 大于5 0 时， 混凝土工作性变差， 不能满足施工技术要求。 ( 4 ) 在高强再生粗骨料混凝土中采用高效减水剂， 掺加矿 粉和硅灰后， 可明显提高混凝土强度， 改善混凝土和易性， 增 强施工性能。 ( 5 ) 在高强混凝土中加入3 0 未经润湿的 1 6 3 1 5 m m再 生粗骨料， 混凝土的各项性能指标能够达到施工使用要求。 参考文献： 【 1 】 池漪 再生骨料混凝 土高强高性能化途径及其性能研 究 D 1 长沙 中南大学 ， 2 0 0 7 l 4 新 型建筑材 料 2 0 1 1 4 l 2 l 杜婷 高性能再生混凝土微 观结构及性 能试验研究【 D 】 武汉 ： 华 中科技大学， 2 0 0 6 3 】 杜婷 ， 李惠强 强化再生骨料混凝土 的力学性能研究L 刀 混凝土与 水泥制品， 2 0 0 3( 2 ) ： 1 9 2 0 A ss部 c 一 种水下环氧胶粘剂及其制备方法 专利 申请号： C N 2 0 0 9 1 0 0 1 7 1 5 5 5 ， 公开号： C N 1 0 1 6 1 9 2 0 1 ， 申请 日： 2 0 0 9 0 7 1 6 ， 公开 日： 2 0 1 0 0 1 0 6 ， 申请 人： 青 岛红树林 投 资有 限公司。 本发 明环氧胶粘剂 由 A、 B双组分组成， 其质量组成为 ： 1 5 2 3 环氧树脂 E 一 5 1 ， 1 5 2 3 环氧树脂 E 4 J 4 ， 6 8 环氧 活性 稀释 剂 ， 2 一 5 增 韧 剂 3 0 4树 脂 ， 1 3 2 0 滑石 粉 ， 6 9 氧化 钙， 1 5 2 0 有机膨润 土 ， 2 4 钛 白粉 ， 0 5 1 0 偶联 剂 ， 0 3 1 0 分散 剂 ， 0 3 1 O 消泡 剂 ， 1 0 1 5 崮化剂 1 0 8 5 ， 5 1 0 固化剂 8 1 0 ， 1 5 2 2 固化 促进 剂。其中 ， 固化剂 1 0 8 5 、 固化剂 8 1 0及固化促进剂 为 B 组分， 其余为 A组分 。将 A、 B组分分别搅拌分散均匀后 ， 将 B组分倒入 A组分混合均匀， 即制得水下环氧胶粘剂 。本制 备方法简单， 产 品涂刷 性能好 ， 固化速度快 ， 粘接强度高 ， 耐 水、 耐酸碱腐蚀， 不污染环境。 可广泛用于在水中粘 结各种建 筑材料以及 修补混凝土裂缝 。 ( 王元荪) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m