道路高性能再生混凝土

道路高性能再生混凝土（精选10篇）

道路高性能再生混凝土 第1篇

1 试验

1.1 原材料

海螺牌42.5级普通硅酸盐水泥,实测28 d抗压强度48.5MPa,抗折强度7.9 MPa;浙江宁波北仑电厂产Ⅱ级粉煤灰;再生粗集料以宁波市某路面翻修时废弃的混凝土为集料源,采用锷式破碎机进行破碎,符合5～25 mm连续级配要求,技术指标见表1;细集料为河砂,表观密度2.61 g/cm3,Ⅱ区连续级配,细度模数2.74,含泥量1.0%;减水剂为上海花王化学有限公司生产Mighty-100高效减水剂。

1.2 试验方法

粗细集料的性能按JTG E422005《公路工程集料试验规程》进行测试。

新拌混凝土与硬化混凝土的物理力学性能按JTG E302005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》进行测试,其中立方体抗压强度所用试件尺寸为100 mm100 mm100 mm,弯拉强度所用试件尺寸为100 mm100 mm400 mm,试验结果均已乘相应的换算系数(抗压强度为0.95,弯拉强度为0.85)。

2 道路高性能再生混凝土的制备

2.1 制备工艺

道路高性能再生混凝土配合比的设计方法原则上与普通混凝土一致,但考虑到再生集料的特殊性质,其配合比设计又有其特殊性。由于再生集料有较大的吸水率以及集料表面粗糙的粒形效应和棱角效应,导致在配合比相同的情况下,再生混凝土存在坍落度小、经时损失大的问题。为此,本文在综合国内外研究成果的基础上,采用了“基于自由水灰比的配合比设计方法”,将再生混凝土的拌和用水量分为2个部分,一部分为集料所吸附的水分W2,这部分水在拌合物中并不能起到润滑和提高流动度的作用;另一部分为拌和用水量W1,这部分水分布在水泥浆中,赋予新拌混凝土流动性。集料所吸附的水分可按再生集料15 min吸水率计算得到或按经验确定。此外,为了使再生集料能够预先均匀吸水且操作方便,参照净浆裹石工艺与轻集料混凝土的制备工艺[3],采用的搅拌制度为:先将胶凝材料与粗细集料干拌30 s,然后加入总水量1/2的水再搅拌60 s,最后再加入剩余1/2的水及外加剂搅拌150s,出料制得再生混凝土。

2.2 正交试验设计

本研究选用L9(34)正交表,考察因素分别为水胶比、胶凝材料总量、砂率。具体配合比中考虑JTG F302003《公路水泥混凝土路面施工技术规范》的要求,粉煤灰掺量固定为15%,减水剂为0.6%,附加用水量W2按1.5%吸水率考虑,考核指标为28 d抗压强度fcu,28与28 d弯拉强度ff,28,具体因素、水平及试验结果分析见表2、表3。

注:*表示非常显著。

由试验结果可知,虽然再生集料属于低品质集料,但通过将粉煤灰作为矿物掺合料用于再生混凝土中,充分利用粉体的优化组合和活性激发技术以及界面强化效应,可使再生混凝土具有优越的物理力学性能。

由极差与方差分析可知,各因素对道路高性能再生混凝土28 d抗压强度的影响顺序依次为:胶凝材料用量水胶比砂率,且胶凝材料用量对抗压强度影响显著;28 d弯拉强度的影响顺序依次为:水胶比砂率胶凝材料用量,且水胶比对弯拉强度影响显著。

2.3 道路高性能再生混凝土与普通混凝土力学性能的比较

考虑水泥混凝土路面施工一般要求坍落度为30～50mm,同时考虑经济性,选用表2中的2#配合比与天然集料配制的基准混凝土进行对比,通过调整砂率使基准混凝土的坍落度与2#配合比一致。道路高性能再生混凝土与基准混凝土的具体配合比见表4,物理力学性能见表5。

kg/m3

由表5可知,2种混凝土的强度相差不大,28 d的强度均大于60 MPa,弯拉强度大于5.0 MPa。由于再生集料属于低品质集料,因此,通常认为随着再生集料掺量的增加,再生混凝土强度会逐渐降低,若仅使用再生粗集料且掺量控制在30%以内时,则强度降低不多;若完全使用再生粗集料,则会使混凝土的强度有较大幅度的降低[4]。但由本文的试验结果可知,道路高性能再生混凝土并不完全符合上述规律,当完全使用再生粗集料替代天然粗集料时,道路高性能再生混凝土的强度降低并不显著,分析原因在于再生集料同时能对道路高性能再生混凝土的强度产生以下有利影响[5]。

(1)再生集料中有大量的废弃水泥浆存在,这些废弃水泥浆中有Ca(OH)2存在,而Ca(OH)2可以起到碱性激发剂的作用,加速混凝土内粉煤灰早期活性的激发;此外,废弃水泥浆中可能仍有未水化水泥存在,未水化水泥遇水后可以继续水化,从而对混凝土的强度增长有一定的贡献[6]。

(2)与轻集料相似,再生集料的微孔、微管系统在新拌混凝土中具有吸水和供水作用,吸水作用使得集料附近处于局部低水灰比状态,因此减少了集料下部由于内分层作用而形成的“水囊”,避免了界面处Ca(OH)2的富集和定向排列,提高了集料与水泥的界面粘结力;供水作用可起到“内养护”的作用,使得集料附近的水泥能够充分水化,从而增加了集料表面附近水泥石的密实性;此外,在“内养护”作用下,粉煤灰能够完全参与水泥的水化反应,生成低钙型的水化硅酸钙凝胶,包裹在集料周围,填充了集料与水泥石之间的间隙,增加了集料与水泥石之间界面的密实度[7]。

(3)再生集料与新拌水泥浆体之间的相容性好,彼此有可能发生化学反应,此外,再生集料表面粗糙,界面咬合力强,对于改善界面过渡区的性质有利[8]。

3 结语

(1)通过将粉煤灰应用于再生混凝土中,充分利用粉体的优化组合以及界面强化效应,可配制出强度等级C60、坍落度满足施工要求的道路高性能再生混凝土。

(2)在所研究的因素中,对道路高性能再生混凝土28 d抗压强度的影响顺序依次为:胶凝材料用量水胶比砂率,其中胶凝材料用量影响显著;而对28 d弯拉强度的影响顺序则依次为:水胶比砂率胶凝材料用量,其中水胶比影响显著。

(3)道路高性能再生混凝土的强度并未因为使用再生集料而显著降低,其原因是再生集料对混凝土的力学性能具有一定的有利影响。

参考文献

[1]李华,缪昌文,金志强.水泥混凝土路面修补技术[M].北京:人民交通出版社,1999.

[2]尹健.高性能快速修补混凝土的研究与应用[D].长沙:中南大学,2003.

[3]沈建生,徐亦冬,周士琼,等.再生混凝土配合比试验研究[J].新型建筑材料,2007(8):18-20.

[4]徐亦冬,姜珂,周士琼.再生骨料与再生混凝土技术新动向与评述[J].新型建筑材料,2005(9):34-37.

[5]郭昌生,徐亦冬,卢新帆.不同龄期再生骨料对再生混凝土性能的影响[J].新型建筑材料,2007(3):78-80.

[6]刘顺妮.水泥-混凝土体系环境影响评价及其应用研究[D].武汉:武汉理工大学,2003.

[7]张勇,丁庆军,于发洲,等.轻集料混凝土的界面结构研究[J].混凝土,2002(10):29-31.

钢骨再生混凝土的耐火性能研究 第2篇

钢骨再生混凝土的耐火性能研究

研究了再生混凝土物理性能、高温性能、热工性能对钢骨再生混凝土耐火性能的`影响,研究结果表明,钢骨再生混凝土具有良好的耐火性能.以此为基础,计算分析了钢骨再生混凝土中钢骨的耐火时间,指出钢骨再生混凝土的耐火极限大于钢骨普通混凝土,有利于建筑抗火.

作 者：王兵 朱平华 作者单位：扬州职业大学,江苏,扬州,225009刊 名：新型建筑材料 PKU英文刊名：NEW BUILDING MATERIALS年，卷(期)：200936(12)分类号：X799.1 TU398关键词：钢骨再生混凝土 钢骨升温 耐火极限

道路高性能再生混凝土 第3篇

关键词：高性能混凝土；道路桥梁；施工工艺

相比于高强度混凝土，高性能混凝土无论从强度和刚度、耐久性、弹性等方面都有很大的提升，因此，近年来高性能混凝土成为了道路桥梁施工的新宠儿，本文从防止了道路因为受冻而出现的开裂、剥落等现象，就道路桥梁中高性能混凝土的应用进行阐述。

一、高性能混凝土的几个重要特点

高性能混凝土是混凝土技术研究的主要方向，作为有高性能要求的混凝土，高性能混凝土必须采用科学、规范的施工工艺和优良的材料，以确保其具备便于浇捣、体积稳定性好、早期强度高等优异性能。由于高性能混凝土具有的各种优异特性，引起了材料、工程领域的广泛重视，许多国家加大投入力度研发高性能混凝土技术，并积极推广高性能混凝土的应用，不仅优化了原材料选择和相应的配合比，还有效提高了高性能混凝土的物理力学性能和结构性能、耐久性等性能，使该方面技术的理论基础不断完善，实用价值不断提高。作为具有特殊性能，并且能满足特殊用途的高性能混凝土，选用常规材料配制，采用普通拌合等工艺无法满足其性能的要求，必须加强浇捣以提高其长期力学性能、刚度等性能，延长恶劣环境下的寿命。

二、高性能混凝土性能研究

1、强度

道路桥梁工程中，混凝土的强度是影响施工质量高低的重要因素，其具有较高的抗拉强度与抗压强度，采用高性能混凝土能够将建筑本身的承载力提高—倍，减少了工程中建筑重量和使用原料，而且提高了建筑的使用性。

2、耐久性

耐久性是混凝土的重要特性之一，在使用过程中，混凝土面临人为劣化和自然老化的考验。因酸碱腐蚀或者外力撞击而是混凝土产生磨损形变，甚至导致裂缝，称之为人为劣化。高性能混凝土比普通混凝土的抗腐蚀性更强，而且能够承受更大的外力。由于混凝土长时间使用，混凝土自身性能发生降低，称之为自然老化，自然老化无法避免。高性能混凝土能够延缓老化的现象。

3、坍落度

坍落度是判定混凝土质量的标准之一。高性能混凝土结构强度大，其水泥浆体和粗骨料间粘力强，使粗骨料下沉减慢，在振捣时，使下沉距离变短。高性能混凝土的稳定性和均匀性十分出色，避免了离析现象的出现。高性能混凝土坍落度较大，黏聚性和保水性优异，成型后均匀密实。

4、经济性

与普通混凝土相比，采用高性能混凝土成本较高，提高了工程建筑成本。但是由于其优异的性能，节省了原材料，使得工程中混凝土和钢筋的用量减少，而且延长了道路桥梁的使用寿命，创造了更大的使用价值，高性能混凝土保证了丁程良好的经济性。

三、高性能混凝土在道路桥梁工程中的应用

l、桥梁工程中高性能混凝土的应用

由于高性能混凝土浇注捣实方便，长时间能够保持极强的力学性能，在恶劣环境下依然能够保持优异的体积稳定性和较高的强度，以及良好的耐久性，在桥梁工程中应用十分广泛。为了提高桥梁工程的经济效益和增加使用寿命，工程中不仅对混凝土的强度有着较高要求，对其带来的经济性也十分关注，高性能混凝土越来越得到重视。桥梁工程中结构复杂，跨径长，因此要求混凝土必须具有很高的强度，采用高性能混凝土能够实现更大的主梁间距和长跨径， 其在浇筑主梁、墩部和墩基时得到广泛的应用，使得桥梁结构更加坚固，增强了桥梁抵御外部环境破坏的能力，延长了桥梁的使用时间。在长大跨桥梁和离岸结构物的工程中，高性能混凝土扮演着重要角色。

2、道路工程中高性能混凝土的应用

在道路工程中，高性能混凝土耐久度和强度较高，体积稳定性良好，并且易于施工操作，在长时间的使用过程中，能够承受雨水侵蚀、冰冻、和外力的磨损等影响。其优异的耐久性避免了发生路基下沉，保证了T程质量。高性能混凝土的配制与普通混凝土不同，选取的原料十分严格，对混凝土的成分比例进行优化，需要添加复合高效外加剂，并且将矿渣和粉煤灰等工业废料处理后加入其中。所制得的高性能混凝土强度高、质量均匀，相比普通混凝土，耐久性极大提高。在道路施工中，高性能混凝土可以根据相应的工程要求进行研发，优化施工工艺，提高道路使用寿命和经济效益。

3、高性能混凝土应用的施工工艺

高性能混凝土对施工工艺要求严格，施工时用水少，导致了较低的水胶比。混凝土拌合物较稠，对搅拌设备要求较高，建议使用卧轴式搅拌机等搅拌性能较好的设备， 在短时间内将高性能混凝土搅拌均匀。高性能混凝土的制备对原料称量比例要求十分精确，要求保持一定的拌合物的稠度，可以通过控石含水量来调整拌合物的稠度，搅拌时操作人员应当随时监测含水量，使得拌合物均匀，稠度符合标准，保证高性能混凝土的性能良好。其制备后应当通过罐车运输和浇注，便于添加复合高效外加剂，也可通过泵送，方便施工操作。为了增大混凝土的密实度，提高耐久性和强度，根据丁程建筑的不同需求，应掺入活性掺合料，加入减水剂，增强高性能混凝土的内部结构强度，具有更好的流动性，使其拥有优异的耐久性。高性能混凝土在施工时作业面积较大，根据施工时的气候条件，应适当延缓凝结时间，保持混凝土的稳定性和密实性，以便保证成型和养护。高性能混凝土在施工浇注后需要立即进行湿养护，避免由于其水灰比小，泌水少而导致的塑性收缩裂缝。另外还需对其进行保温，以免混凝土中过多的胶凝材料导致内外温差过大，产生裂缝，降低道路质量。

四、研究高性能混凝土在道路道桥中应用的主要意义

随着对交通运输要求的日益提高，发展“长寿命低维护路面”，采用高性能道面混凝土，提高混凝土的抗折强度与耐久性是当前道面混凝土的发展趋势。

l、高性能道桥路面混凝土的强度高性能道面混凝土的重要特征是具有高抗折强度。使用高性能道面混凝土可以显著提高道面的承载能力，延长使用寿命或减薄道面的厚度以降低工程造价。

2、高性能道桥路面混凝土的耐久性

高性能道面混凝土的主要特征是具有足够的耐久性，能够抵抗气候和环境的长期破坏作用，保证在道面的设计使用期限内，混凝土能够正常工作。

结束语

总而言之，目前，高性能混凝土技术发展迅猛，在道路桥梁工程中的推广十分重要，其对道路桥梁工程的发展和高性能混凝土的研发有着重要意义，人们应从战略高度来关注和认识高性能混凝土的推广。结合工程建筑要求，高性能混凝土的研发应当考虑混凝土自身特性，并逐渐改革道路桥梁工程中的施工工艺。

参考文献：

[l]张志伟.高性能混凝土在道路桥梁施工中的应用[J].黑龙江交通科技.2012.

[2]马鹏飞刍议道路桥梁高性能混凝土性能及施工工艺[J].科技信息.201 1.

[3]王英冬.浅析在冬季道路桥梁施工中混泥土浇筑方法[J].企业技术开发.201 1.

再生骨料及再生混凝土性能研究 第4篇

一、混凝土强度及主要影响因素

混凝土工程是钢筋混凝土工程中的重要组成部分, 混凝土质量的好坏, 即对结构的安全, 也对结构物的造价有很大影响, 因此, 在施工中我们必须对混凝土的施工质量有足够的重视。

混凝土质量的重要指标之一是抗压强度, 从混凝土强度表达式不难看出, 水灰比计算公式如下:Rh=0.46Rc (C/W-0.52) 式中:Rh为混凝土的试配强度, Rc为水泥强度, C/W为灰水比, 即水灰比W/C的倒数, 其中C代表水泥, W代表水。从式中可以看出, 混凝土强度同水泥强度成正比, 同灰水比成正比, 即同水灰比成反比, (水灰比为灰水比的倒数, 1÷灰水比即为水灰比, 1÷水灰比即为灰水比) , 因此, 灰水比越大则水灰比越小, 混凝土强度越大则水灰比越小。综上所述, 影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比。要控制好混凝土质量, 最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两相关主要环节。此外, 影响混凝土强度还有其它不可忽视的因素。

粗骨料对混凝土强度的影响, 当石质强度相等时, 碎石表面比卵石表面粗糙, 它与水泥砂浆粘结性比卵石强, 当水灰比相等或配合比相同时, 两种材料配制的混凝土, 碎石的混凝土强度比卵石强, 因此, 对混凝土的粗骨料的研究是必要的。

二、再生骨料的基本性能

1. 再生骨料的堆积密度和表观密度

同天然砂石骨料相比, 再生骨料表面包裹着相当数量的水泥砂浆, 由于水泥砂浆的孔隙率大, 棱角众多, 所以, 再生骨料的表观密度和堆积密度比天然骨料低。再生骨料的表观密度和堆积密度如表1。

再生骨料表观密度、堆积密度, 还与再生骨料母体混凝土的强度等级、配比、使用时间、使用环境及地域等因素有关。再生骨料的密度随着母体混凝土强度的降低而减低, 降低幅度达到7%, 当再生骨料的压碎指标变大, 骨料强度降低时, 骨料表观密度和堆积密度也随之变小,

中华人民共和国建筑用卵石、碎石国家标准GB/T14658-2001规定:骨料的表观密度应大于2500kg/m3, 堆积密度应大于1350kg/m3, 再生骨料的表观密度和堆积密度达不到天然骨料的标准。但由于再生骨料的低密度有利于抗震, 降低结构物自重, 因此, 有关再生骨料的相应规程应充分考虑再生骨料实际性能。

2. 再生骨料的吸水率

再生骨料的吸水率远高于天然骨料, 当骨料的粒径范围为5～20mmm时, 天然骨料的吸水率为2.2%左右, 从表2可知再生骨料的吸水率基本处于4%～10%之间。

影响再生骨料吸水率的因素很多, 主要有以下几个方面:第一, 影响再生骨料吸水率大于天然骨料的最主要原因是再生骨料表面包裹着一层砂浆, 这层砂浆使得再生骨料表面比天然骨料表面粗糙、棱角更多;且母体混凝土块在解体、破碎过程中的损伤累积, 使再生骨料表面砂浆内部存在大量微裂纹, 这些因素使得再生骨料的吸水率和吸水速率大大提高。第二, 再生骨料的吸水随着骨料粒径的减小而增大。第三, 再生骨料的吸水率还受到母体混凝土材料的强度、组成及使用环境的气候条件等因素的影响。再生骨料吸水率和压碎指标有密切联系, 其吸水率随着压碎指标的增大而增大。主要原因可以解释为, 再生骨料压碎指标的增大, 骨料表面的水泥砂浆覆盖的越多, 骨料表面的空隙率越大, 因此, 骨料的吸水率越大。同时, 母体混凝土所出的环境越干燥, 使用时间越长, 再生骨料的吸水率也相应的越大。

3. 再生骨料的压碎指标

压碎指标是表征骨料强度的一个参数。中华人民共和国建筑用卵石、碎石国家标准GB/T14658-2001规定:Ⅰ类骨料的压碎指标应小于10%, Ⅱ类应小于20%, Ⅲ类应小于30%。大多数再生骨料能满足国标中Ⅱ类骨料对压碎指标的要求, 又根据国标GB/T14658-2001, Ⅱ类骨料宜用于混凝土强度C30-C60, 及抗渗、抗冻和其它要求的混凝土。因此, 再生骨料的压碎指标性能满足大多数实际工程的需要。

再生骨料强度下降的主要原因有两点:第一, 再生骨料表面包裹着水泥浆、砂浆和泥块等一些其它的杂物, 由于这些包裹骨料表面杂物的较低强度以及破碎加工过程对母体混凝土中的天然骨料造成的损伤, 使得再生骨料整体强度降低。第二, 同时再生骨料的压碎指标还与再生骨料母体混凝土的强度和加工破碎方法有关。再生骨料母体混凝土的强度越高, 再生骨料的压碎指标越小, 加工过程中水泥浆体和砂浆脱落越多, 再生骨料的压碎指标就越小。

三、再生骨料混凝土的基本性能

再生骨料混凝土简称再生混凝土。废弃混凝土块经过破碎、清洗与分级后形成的骨料简称再生骨料;再生骨料部分或全部代替砂石等天然骨料配制而成的混凝土称为再生骨料混凝土。充分利用再生骨料混凝土, 不但能有效降低建筑垃圾的数量, 减少建筑垃圾对自然环境的污染, 同时, 利用再生骨料制造再生骨料混凝土还能减少建筑工程中对天然骨料的开采, 达到了保护环境的目的。

1. 抗压强度

众多的文献研究表明再生骨料混凝土的抗压强度和再生骨料的替代率密切相关, 当再生骨料替代率在30%以下时, 再生骨料混凝土与普通骨料混凝土抗压强度差距不大, 再生骨料混凝土抗压强度随着再生骨料替代率的增大而降低, 再生骨料50%取代天然粗骨料时, 再生骨料混凝土抗压强度降低5%～20%不等, 当再生骨料100%取代天然粗骨料时, 再生骨料混凝土抗压强度降低较多, 最大降幅达到30%。同时, 相关试验表明:由于再生骨料混凝土和天然骨料混凝土的骨料成分不同, 它们抗压强度随龄期的增长情况也不相同, 与天然骨料混凝土相比, 同一水灰比的再生骨料混凝土的28d抗压强度约低15%, 但其相差的幅度会随着龄期的增长而慢慢缩小。

再生骨料混凝土抗压强度受水灰比的影响非常大, 再生骨料混凝土随水灰比增加, 抗压强度急剧降低。水灰比平均增加0.1, 抗压强度下降20%左右。

2. 抗拉强度

道路高性能再生混凝土 第5篇

摘要：在我国政府高度重视道路建设的情况下，混凝土道路建设容易受到混凝土质量的影响，促使道路路用性能降低。究其原因，是水泥的流变性质、水泥颗粒分布、水泥的强度等因素会使水泥的技术性质发生变化，进而影响混凝土质量，促使混凝土道路的路用性能间接受到影响。对此，本文以分析水泥的技术性质为切入点，就水泥的技术性质是如何影响混凝土道路路用性能的予以探究。

关键词：水泥的技术性质；道路水泥混凝土；路用性能；影响

为了高质量的建成混凝土道路，提高混凝土道路的路用性能，就一定要对水泥的技术性质加以控制，否则其将影响混凝土道路路用性能，降低混凝土道路的应用性。所以，为了高质量、高效率的建成混凝土道路，在具体工程施工过程中，施工单位应结合工程施工要求及相关规范性文件，科学、合理分析水泥技术性质，从而科学选购水泥，避免水泥技术性质影响混凝土的使用。

一、道路混凝土用水泥的技术性质分析

（一）水泥的流变性质

水泥的流变性质对水泥使用效果有很大影响，为了保证水泥可以满足道路施工要求，明确水泥的流变性质是必要的。通过对水泥的流变性质的检测，确定水泥的流变性、塑性粘度、剪应变速等方面会影响水泥的流变性质。因此，在混凝土道路施工中如若不对水泥的流变性能加以控制，将会使道路的路用性能受到影响。

1.水泥基材的流变学模型

从流变学角度出发来分析水泥基材的流变性，可以了解到水泥浆体的屈服应力、流变类型、塑性粘度等均会使水泥基材的流变性发生变化。为了详细了解水泥的流变性质变化情况，在此笔者将对水泥基材的流变学模型予以分析。基于流变学及水泥流变性质特点，可以确定水泥基材的流变方程式为：

注：表示为剪应力，表示为屈服强度；表示为塑性粘度；表示为剪应变速率。

基于此公式来分析道路建设中，混凝土施工工序，可以确定混凝土运输、搅拌、振捣等工序，均会引起混凝土流动。因参数屈服强度、塑性粘度因素对水泥流动剪力影响。在混凝土流动的情况下，水泥屈服强度、塑性粘度参数会发生变化，进而影响水泥的流动剪力，促使水泥的流变性质改变。

2.凝结时间

而水泥在凝结成水泥石过程中，如若不能有效的控制凝结时间，容易引发水泥流变性质的变化。而在道路建设中，混凝土浇筑施工中混凝土凝固过程中，受到温度、荷载等因素的影响，促使混凝土凝结效果不佳，那么水泥的凝结时间也会加长，如此必然使水泥的流变性质发生变化[1]。

（二）水泥的物理、化学性质

1.水泥颗粒群特征

在混凝土道路建设中，水泥选用不当，使得水泥细度、颗粒等级等方面不符合施工要求，那么水泥颗粒群就会表现出不同的特征，使水泥的物理性质和化学性质发生变化。

2.水泥的化学组成及体积安定性

因水泥中有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等化学成分，会在水泥使用的过程中影响水泥的技术性质，尤其是水泥与水作用。因为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙均可以与水发生反应，改变水泥的化学性质。而水泥与水反应后在水泥石硬化的过程中温度、湿度等因素会影响水泥石硬化程度，改变水泥的体积安定性。

（三）水泥的力学性质

1.强度

水泥作为混凝土的重要原材料之一，水泥的力学性质对混凝土的性能有一定影响。水泥强度作为水泥力学性质最直接的体现，其容易受到水泥细度、水泥净浆等因素影响，促使水泥强度发生变化，那么水泥的力学性质也会有所改变。

2.水泥的变形与性能

在混凝土道路建设中详细检测水泥变形程度与性质是了解水泥力学性质的有利条件。而综合大量实践，可以确定的是水泥变形程度会受水泥的温度、水泥矿物等因素影响；而水泥的性能则会受水泥浆体的弹性模量的影响。所以，在控制水泥的力学性质时，可以通过控制水泥矿物、水泥温度、水泥浆体的弹性模量等变量来达到目的[2]。

二、水泥技术性质对道路水泥混凝土性质影响

（一）水泥的流变性质对新拌道路混凝土工作性质的影响

新拌道路混凝土还未凝结，最容易受到各种因素的影响，促使混凝土的工作性质发生变化。在混凝土凝结的过程中水泥流变性质的改变，或延长混凝土凝结时间、或影响混凝土凝结度等，促使混凝土的工作性质受到影响。选取某水泥厂不同细度的水泥，对其物理指标予以测试，可以不同标准稠度用量的水泥，其抗折强度和抗压强度不同，利用不同标准稠度用量的水泥来制备混凝土，那么混凝土将会受到影响，使其工作性质发生变化。对以上情况进行深入分析，确定水泥标准稠度用水量的增多，会使水泥的流变性增强，促使水泥的技术性质发生改变，影响水泥的工作性质。笔者以工厂水泥作为研究对象，分析水泥凝结时间与水泥技术性质之间的关系，得到两者关系曲线（如图一所示）。由此可以确定，水泥的凝结时间在1小时左右，如若其中受到某些因素的影响，容易增加水泥凝结时间，增加水泥的流变性能，促使新拌道路混凝土工作性质降低[3]。

图一 泥凝结时间对混凝土凝结时间的影响

（二）水泥颗粒分布对硬化道路水泥基材的影响

混凝土道路水泥基材硬化程度与水泥颗粒分布情况息息相关，一旦水泥颗粒分布情况发生改变，水泥基材的硬化程度就会发生改变。水泥颗粒分布之所以能够影响水泥胶砂性能，主要是水泥颗粒分布的改变，会使水泥颗粒参数、胶砂收缩性能、胶砂耐久性发生改变，进而改变了水泥的胶砂性能。而对于道路混凝土性能的影响，则是水泥颗粒分布参数的变化，还会影响混凝土的强度、混凝土的抗冻性、混凝土的渗透性，促使混凝土性能发生变化[4]。

结束语：

在当前我国混凝土道路建设不断发展的情况下，需要注意水泥的技术性质对道路混凝土工作性质的影响、对硬化道路水泥基材的影响等，有效控制水泥的应用，避免水泥的技术性质影响混凝土道路質量，降低混凝土道路的安全性和耐用性。

参考文献：

[1]左惠.水泥的技术性质对道路水泥混凝土路用性能的影响研究[D].长安大学，2010.

[2] 刘长虹.建筑施工中硅酸盐水泥的技术性质与应用[J].城市建设理论研究（电子版），2011（15）.

[3] 王玉梅，程国红.道路水泥混凝土施工流变性能研究[J].城市建设理论研究（电子版），2015，5（27）：442-443.

道路高性能再生混凝土 第6篇

据统计我国平均每年产生废旧混凝土1 300万t。对于废旧混凝土的处理已经成为人们研究的热点之一, 我国传统的处理方法是将废旧混凝土进行填埋或运往郊外堆放, 随着人们环保意识的增强, 以及建筑材料资源的过度消耗, 天然资源日益匮乏, 传统的处理方法已经不适合潮流的需要。基于材料使用可持续发展的理念以及绿色环保建材的思想, 应将这些废旧混凝土充分利用起来, 以缓解建筑工程材料中对于天然骨料的需求, 再生混凝土技术的出现为废旧混凝土的充分利用提供了科学的方法。

1 再生骨料的特性分析

再生骨料是将废弃混凝土经过破碎以后得到的骨料, 这类骨料表面都会含有一定未脱落的水泥砂浆。这类骨料的特性主要体现在以下几方面:1) 与天然骨料相比, 再生骨料表观密度低, 主要原因是其表面有一定数量的大孔隙率水泥砂浆。2) 在吸水率方面, 再生骨料要远大于天然骨料, 究其原因还是由于其表面包裹的水泥砂浆引起的。3) 在强度方面, 再生骨料的压碎值比天然骨料的要小, 主要原因在于再生骨料表面包裹着水泥浆以及其他一些强度较低的杂物, 从而导致再生骨料整体强度降低。

综上所述, 再生骨料与天然骨料相比较具有表观密度小, 吸水率高以及压碎值小的特点, 而正是这些特点导致了再生骨料混凝土与天然骨料混凝土的性能有着明显的差异。

2 再生骨料取代率对于再生混凝土的性能影响

本课题以C30混凝土为研究对象, 研究不同再生骨料取代率对混凝土的影响。本次实验中采用的混凝土的原材料主要有:水泥采用P.O42.5R的水泥;碎石采用连续级配, 测定其表观密度为2 650 kg/m3, 压碎值为6.2%。针片状含量为4.5%, 含泥量为0.2;砂采用中砂, 细度模数为2.75, 表观密度为2 665 kg/m3, 级配良好;减水剂采用Point-400S型缓凝高效减水剂;粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰;水采用自来水, 符合混凝土规范拌合用水的要求;再生骨料为废旧混凝土经过破碎后得到, 再生粗骨料的检验结果如表1所示。

2.1 再生混凝土配合比设计

本课题分别采用0, 25%, 50%, 75%, 100%五种不同再生骨料取代率的配合比进行再生混凝土拌合物性能, 力学性能以及耐久性性能的测试, 其中再生骨料的取代率为质量取代率, 其具体配合比设计见表2。

2.2 再生骨料取代率对于再生混凝土和易性的影响

本次实验通过测定不同取代率下的混凝土拌合物的坍落度、泌水性以及粘聚性, 来分析其对再生混凝土的和易性的影响规律, 实验结果如表3所示。

由图1可以看出, 在配合比相同的情况下, 随着取代率的提高, 再生混凝土的拌合物的坍落度是增加的, 其主要原因是, 再生骨料的吸水率大于天然骨料, 在实验前将再生骨料在水中浸泡了1 h, 使其充分吸满水, 引入足够量的附加水, 导致总体用水量增加, 因此坍落度随着增加。

由图2可以发现, 再生混凝土的泌水率随着再生骨料的取代率的增加而呈现上升趋势, 但是离析、泌水现象均不明显, 并且粘聚性和保水性都是良好的。

2.3 再生骨料取代率对于再生混凝土抗压强度的影响

再生骨料取代率对于混凝土抗压强度的测试结果见表4。

如图3所示可以发现, 再生混凝土的7 d强度、28 d强度随着再生骨料的取代率增加呈现降低的趋势, 主要原因是由于再生骨料孔隙率较大, 吸水率大, 并且在试验前将再生混凝土进行了预吸水饱和处理, 拌合混凝土时引进了更多的水, 而水分蒸发时, 降低了有效水灰比, 导致强度降低。

2.4 再生骨料取代率对于再生混凝土耐久性的影响

本实验从抗水渗透系数, 抗氯离子渗透实验以及碳化实验三方面测定了不同再生骨料取代率对于再生混凝土耐久性的影响, 实验结果见表5。

由图4分析发现, 再生骨料混凝土的抗渗性能随着取代率的增加呈现下降趋势。主要原因在于, 再生骨料孔隙较大, 吸入的水分在混凝土硬化时会在混凝土内部形成孔洞, 导致混凝土的密实度降低, 进而导致混凝土的抗渗性降低。

从图5可见, 随着再生骨料取代率的提高, 其碳化深度呈现上升趋势, 碳化性能呈现下降趋势。由图6可知, 随着再生骨料取代率的提高, 混凝土的抗氯离子渗透能力呈现下降趋势。主要原因在于, 再生骨料孔隙较大, 导致硬化后的混凝土密实度降低, 进而导致再生混凝土的碳化性能和抗氯离子渗透能力都呈现下降趋势。

综上所述, 再生混凝土耐久性能随着再生骨料取代率的提高呈现下降趋势, 至于能否满足工程的需要, 还需进一步进行试验研究。

3 结语

本课题主要针对于再生骨料取代率对于再生混凝土的性能的影响展开研究, 主要得出结论如下:1) 对于C30再生骨料混凝土, 在相同的配合比情况下, 随着取代率的增加, 坍落度和泌水率是增加的, 坍落度最大可增加10 mm左右, 但能满足施工要求。2) 再生骨料混凝土的7 d强度、28 d强度随着取代率的提高呈现下降趋势, 但总体能满足工作性要求。3) 混凝土耐久性能随着取代率的提高呈现下降趋势。至于能否满足工程的需要, 还需进一步进行试验研究。

摘要：介绍了再生骨料的特性, 从配合比、和易性、抗压强度、耐久性等方面, 分析了不同再生骨料取代率对再生混凝土性能的影响规律, 为再生骨料混凝土的设计及应用提供了科学依据。

关键词：再生骨料,再生混凝土,取代率,耐久性

参考文献

[1]许岳周, 石建光.再生骨料及再生骨料混凝土的性能分析与评价[J].混凝土, 2006 (7) :42-44.

[2]顾荣军, 耿欧, 袁江, 等.再生骨料的生产技术研究[J].混凝土与水泥制品, 2010 (1) :16-18.

再生混凝土性能优化研究 第7篇

近年来, 中国具有巨大的经济快速发展, 它每年都会有大量的建筑垃圾。这些建筑垃圾由于合适的垃圾填埋场或不足, 产生了严重的环境问题缺乏。和运输这些建筑垃圾填埋场, 这是钱, 将占据越来越宝贵的土地资源, 破坏生态平衡。世界应该是格格不入的, 可持续发展的主题。因此, 如何更好地处理建筑废料, 科研工作者将在前面的一个迫在眉睫的问题。

2 再生混凝土的定义

混凝土是人类文明发展的不可缺少的物质基础。混凝土骨料生产需要大量, 即砂、石。很长一段时间, 因为总来源广泛接触, 低廉的价格是无穷无尽的。结果造成山体滑坡。河流改道工程对自然环境的严重破坏。但随着世界人口的不断增长, 建筑业作为国民经济的支柱产业, 取得了突飞猛进的发展。由于资源枯竭的长期开采, 使得原有的聚合现象。建筑业的可持续发展, 总量性短缺的矛盾日益突出。在一定意义上, 天然砂和砾石是不可再生资源, 长期的地质时代的需要。如果无限制开采, 不久我们将面临短缺的天然骨料, 如煤, 石油, 天然气。

3 再生混凝土的应用开发

3.1 概述的研究和应用

早在第二次世界大战, 许多发达国家开始废弃混凝土的研究与开发利用。回收的问题已经举行了三次会议讨论废弃混凝土。再生混凝土已成为研究的主体, 一些国家, 如日本, 美国, 还通过立法保证及其应用研究的发展。早在1977年初, 日本政府制定了“再生骨料和再生混凝土规范”, 并先后在全国建立了回收处理厂处理的混凝土废弃物。

再生水泥和再生骨料生产1991, 日本政府还制定了“资源有效利用促进法》规定, 过程中产生的建筑垃圾。它必须处理“回收设施”。对废弃混凝土的处理方法是日本进入一个直径约40mm球形, 由300℃加热到很高的温度。颗粒相互混合, 摩擦, 骨料和骨料周围粘连水泥成分完全分离粉末。生产的水泥构件是用来提高从总的物质基础, 可用于结构与天然骨料。再生是实现100%的利用。美国政府制定了“超级基金”, 为再生混凝土的发展的法律保障。

3.2 发展和国内通用的应用

在我国, 再生混凝土的经济, 环保的特点, 越来越多的人更加关注对再生混凝土。我们的许多科研机构和大学进行了再生骨料和再生混凝土的初步研究, 主要在以下几个方面:再生骨料和再生骨料的基本性能, 改性增强效应, 技术, 再生骨料混凝土的性能和耐久性的再生混凝土配合比设计的再生混凝土性能再生骨料掺量。

4 再生混凝土的基本组成

4.1 原材料

再生混凝土粗骨料是实验室中使用的所有浇筑混凝土, 30混凝土强度等级, 经过两次人工破碎, 筛洗后。从外观上看, 再生过程是聚合由原来的砾石和附着砂浆, 和角。形状不规则的多面体, 天然骨料表面光滑, 少棱角分明, 更接近圆形的。再生粗骨料和天然骨料粒径是4.75和5.1之间。天然骨料和砂是从周围的山在广西桂林。

4.2 试样制备和维护

根据混合的生产原混凝土和再生混凝土, 将搅匀后100mm由立方体。24小时的去除是在标准养护室, 分别, 年龄为三维立方体测试, 7d, 14d和28d抗压强度。年龄棱柱体抗压强度和28d弹性模量。多哈150mm×300mm的圆柱试样的白色波特兰水泥的大小。

5 再生混凝土的基本性能

再生混凝土的性能主要是由再生骨料混凝土和混凝土力学性能的影响。与相同的混合物, 它比天然骨料混凝土制备, 再生混凝土的和易性, 力学性能和物理性能及其差异。

5.1 的再生混凝土的和易性

在相同水灰比, 再生混凝土的坍落度大于普通混凝土。原因是再生骨料表面粗糙度和孔隙率, 高水吸收, 从而减少混凝土坍落度。随着再生骨料掺量的增加, 再生混凝土的坍落度逐渐降低。再生混凝土的坍落度也随着水胶比的变化而变化。与天然骨料混凝土的变化规律是一致的。再生骨料表面粗糙度, 摩擦增加, 浇注混炼过程的混合物, 和持水能力的粘度, 因此再生混凝土聚比天然骨料混凝土。

5.2 的再生混凝土的力学性能

与原混凝土强度的再生混凝土, 再生的力量聚集在破碎技术。再生混凝土是聚集的替代率和再生率, 这是密切相关的。由于混凝土的强度, 主要利用环境和碳化程度各不相同, 解体, 破碎过程。质量控制措施是不同的, 导致的变化规律。混凝土强度的再生能力差, 不同的学者有不同的结论。

5.3 再生混凝土耐久性

一个全面的文献研究, 抗渗性, 抗硫酸盐侵蚀, 耐磨损, 耐冻融性都比天然骨料混凝土再生混凝土的差异。抗裂性比天然骨料混凝土。这是由于再生骨料混凝土的弹性模量低, 拉伸和压缩比。掺入粉煤灰对再生混凝土的抗渗性的意志和抗硫酸盐侵蚀, 大大提高通过降低水灰比, 提高再生混凝土的抗冻融耐久性。

6 再生混凝土力学性能试验

对再生混凝土, 再生骨料的性能是影响混凝土的再生性能最重要的因素。这是因为骨料的再生骨料的特殊性质, 不同的再生机械加工性, 和天然骨料混凝土的性能。再生集料棱角性较为明显, 粗糙的表面。孔隙较多, 其吸水率、压碎指标优于天然石材, 根据以往的研究, 使用再生混凝土骨料制备类似。工作性能和强度不理想, 难以满足工程应用的实际要求。

6.1 正交试验设计和测试组合

为了减少测试量, 它将使用正交试验法。采用正交试验的方法不影响对象的状态的性能指标的多因素的全面了解, 定期减少测试时间。它只做一些测试的代表, 以使在复杂的测试结果的科学分析。3因素4水平的实验设置。

6.2 正交试验层次分析法

层次分析法是美国学者提出在第二十世纪70次, 以一定的规模, 对人的主观判断的客观和定量。定性分析是一个简单的使用多标准评价方法。目前, 层次分析法已广泛应用于资源分配, 冲突分析, 方案评价, 规划。采用正交试验分析的方法和层次分析法应用于混凝土试验数据处理, 是一种新的尝试。

7 结论

在本文中, 对混凝土的力学性能与再生混凝土的坍落度试验。机械性能测试和钢纤维再生主要是根据水胶比。再生骨料的替代率, 粉煤灰替代率三个因素对再生混凝土再生骨料混凝土和钢纤维的力学性能。

摘要：再生混凝土是一种低消耗的绿色混凝土, 能耗低, 无污染, 可回收再利用。它已应用于实际工程中, 越来越多的关注已经提上再生骨料, 再生混凝土的性能及应用研究。本文首先介绍了再生混凝土的生产, 然后介绍了基本的组成和特点;最后对再生混凝土的一些分析。

关键词：再生混凝土,性能,优化

参考文献

[1]仁庆旺, 秋毛等.对再生混凝土的基本性能[J].现状研究.

再生混凝土的基本性能 第8篇

混凝土材料是人类文明建设中不可缺少的物质基础。随着人类文明的不断前进, 混凝土材料的人均消费量越来越大, 与此同时产生的环境问题也越来越显著。如何利用这些废弃混凝土已成为各国研究的热点。如果能将废弃混凝土破碎为级配合理的再生骨料, 重新利用到新拌的混凝土中去, 则既清洁了环境又节约了天然骨料资源。本文主要从再生混凝土的物理和力学性能与普通混凝土进行对比。

再生混凝土中的骨料组合形式可以分为以下几种:

(1) 粗、细骨料全部为再生骨料;

(2) 粗骨料用再生骨料, 细骨料仍采用天然砂;

(3) 粗骨料采用天然骨料, 细骨料用再生骨料;

(4) 用再生骨料替代部分粗骨料或部分细骨料, 或用再生骨料同时替代部分粗、细骨料。

试验研究表明, 用再生细骨料部分或全部替代天然细骨料配制的混凝土的使用性能明显降低, 不利于工程实践, 故本文着重介绍部分粗骨料用再生骨料, 细骨料仍采用天然砂配制的再生混凝土。

2 再生混凝土的物理性能

(1) 表观密度

由于再生骨料的密度小于天然骨料, 因此再生混凝土的表观密度比普通混凝土低。邢振贤等指出, 随着再生骨料取代率的增加, 再生混凝土表观密度有规律的降低, 再生混凝土全部采用再生骨料比基体混凝土表观密度降低7.5%。再生混凝土自重较低, 对减轻建筑物自重, 增大构件跨度有利。

(2) 热工性能

再生骨料有较大的孔隙率, 使再生混凝土的热导率下降。文献研究表明, 全部采用再生骨料的混凝土比普通混凝土热导率降低28%, 如果加入引气剂后热导率降低44%。可见使用再生混凝土能有效地提高建筑物的保温隔热性能。

(3) 超声波在再生混凝土的传播速度

在再生混凝土中, 再生骨料取代率、再生骨料的级配及再生骨料中水泥砂浆的含量对超声波传播速度产生很大的影响。孙振平等研究表明, 随着再生骨料取代率的增加, 再生混凝土中超声波传播速度减少, 但由于影响因素众多, 目前建立超声波传播速度与再生混凝土强度之间的数学表达式还比较困难。研究超声波在再生混凝土中的传播速度可以对再生混凝土强度的非破损检验提供必要的理论依据。

3 再生混凝土的力学性能

(1) 强度

再生混凝土的强度与基体混凝土的强度、再生骨料的性能、再生骨料的取代率以及再生混凝土的配合比等密切相关。由于基体混凝土的强度等级、使用环境、老化程度各不相同, 且废弃混凝土块破碎工艺及质量控制措施又不尽相同, 导致再生骨料的性能波动性较大, 使再生混凝土的强度变化规律性较差, 不同的研究者所得的结论也略有不同。Hansen等试验结果表明, 随着基体混凝土的强度降低, 再生混凝土的强度呈下降趋势, 但对于不同强度等级的再生混凝土, 再生骨料对其强度的影响不同:配制高强再生混凝土时, 再生骨料的品质对再生混凝土的强度影响最大, 配制中等强度再生混凝土时, 影响程度次之, 配制低强度的再生混凝土时, 再生骨料的性质对其强度的影响最小。一般情况下, 再生骨料混凝土的抗压强度低于基体混凝土或相同配比的普通混凝土的强度, 降低范围为5%～30%, 平均降低15%;当基体混凝土强度较低或再生混凝土设计强度较低时, 再生混凝土的强度可能高于基准混凝土的强度。主要原因是:再生骨料与新拌水泥浆之间有很好的相容性, 彼此存在发生化学反应的可能;再生骨料表面粗糙, 界面啮合能力强;再生骨料吸水率高, 加水搅拌后, 再生骨料大量吸收新拌水泥浆中多余的水分, 既降低了粗骨料表面水灰比, 又降低了混凝土拌和物的有效水灰比, 对于低强度混凝土而言, 强度对水灰比的变化非常敏感, 导致再生混凝土的强度增加, 此时, 可通过较小水灰比来获得与基体混凝土相近的强度。日本B.C.S.J认为, 再生混凝土的抗压强度比普通混凝土降低14%～32%, 得出的强度变化规律为:再生骨料的取代率增加, 再生混凝土的强度降低, 但降低程度与基体混凝土的强度等级关系不大;用再生骨料替代天然细骨料配制的再生混凝土的强度较再生骨料替代粗骨料配制的混凝土的强度降低;水灰比较低时, 可以使再生混凝土强度降低的程度得到缓解;再生骨料以采用粗颗粒 (≥10㎜) 最为合理, 而采用粒径为3～10㎜的再生骨料, 再生混凝土强度降低明显, 且在荷载作用下变形进一步增大, 但在混凝土中掺入超塑化剂有一定的补偿作用, 而采用小于3㎜的再生细骨料, 与配合比相同的基准混凝土相比, 抗压强度降低9%, 抗拉强度降低7%, 再生混凝土的抗弯强度约为基准混凝土强度的75%～90%。

(2) 弹性模量

影响再生混凝土的弹性模量的主要因素是再生骨料的取代率、再生骨料的强度和水灰比。通常再生骨料取代率越高, 水灰比越高, 弹性模量越低。邢振贤等研究表明, 全部采用再生骨料的混凝土比基体混凝土的抗压模量低8.9%, 抗拉模量低6.9%;水灰比由0.8降到0.4时, 再生混凝土的抗压弹性模量增加50%左右。另外, 若用再生细骨料替代部分或全部天然细骨料, 则由于再生细骨料中大量水泥硬化浆体碎屑的存在, 会降低弹性模量。

(3) 收缩

再生混凝土收缩变形较普通混凝土大, 主要原因是, 再生骨料表面附着的大量旧水泥砂浆导致再生混凝土配合比中较大的用水量和再生混凝土的弹性模量较低, 后期, 粘附在再生骨料上的水泥水化不完全也可能导致较大的收缩变形。Ravindrarajah等制作了100×100×400㎜3再生混凝土棱柱体试块, 经28d潮湿状态下养护后, 在温度30±1℃, 相对湿度7±5%条件下, 通过标距200㎜应变仪测量收缩应变来考察再生混凝土的收缩性能。试验结果表明, 相同水灰比下, 再生混凝土的收缩应变比普通混凝土大10%～90%, 且随着试验时间增加, 这种差别进一步加大。

再生混凝土的收缩还与充当再生骨料的基体混凝土水灰比有关。Hansen等预先配制了3种不同水灰比的普通混凝土 (水灰比分别为0.4, 0.7, 1.2) , 经40℃水中养护47d后, 破碎为与预先配制普通混凝土的天然骨料相同级配的再生骨料, 然后采用预先配制普通混凝土的3种配合比与以上3种类型的再生集料, 经过组合, 配制成9种再生混凝土。试件尺寸为100×100×800㎜3, 40℃水中养护47d后, 在温度25℃和相对湿度40%环境中观察其6个月时间内的收缩性能。试验结果表明, 再生混凝土的收缩变形量与基体混凝土的水灰比存在相关性, 基体混凝土水灰比越小, 相同水灰比下的再生混凝土的收缩变形越大, 这可能是由于高强度的基体混凝土产生的再生骨料表面含有较多的水泥砂浆造成的。

目前, 大多数学者已经认识到再生混凝土的收缩变形较大, 正在采取各种措施来改善其收缩性能, 并取得了初步进展。Mesbah等研究了不同掺量聚丙烯纤维和钢纤维对再生水泥砂浆的收缩性能的影响。试验结果表明, 影响再生砂浆收缩性能主要取决于二个因素:一是时间, 掺入纤维对收缩的抑制作用随时间增长而增加;二是掺入纤维物的规格和掺入量, 聚丙烯纤维对减小再生砂浆的收缩效果并不显著, 而钢纤维则能有效抑制收缩变形, 且掺入量越大, 这种抑制作用越明显, 1%钢纤维掺量能减小600d再生砂浆收缩变形的15%。此外, Mesbah等还研究了掺入聚丙烯纤维和钢纤维对再生砂浆收缩裂缝的影响。结果表明, 两者均能有效减小收缩裂缝宽度, 但钢纤维效果更佳, 这可能与钢度较大有关。屈志中研究表明, 再生混凝土中掺入一定量的膨胀剂制成补偿收缩混凝土, 可以在一定程度上减小再生混凝土的收缩。

(4) 徐变

影响再生混凝土徐变的因素很多, 从混凝土自身的角度看, 主要有再生混凝土的弹性模量和水灰比, 并与水泥的水化程度有关。再生混凝土弹性模量较小, 如果采用基于普通混凝土配合比设计的用水量, 再加上再生骨料经一定时间吸水量的配合比设计方法, 则再生混凝土的徐变将更大。Gerardu等研究表明, 相同条件下, 再生混凝土的徐变应变比普通混凝土大40%。目前, 国内外学者对如何减小再生混凝土徐变的研究较少, 理论上同减小收缩变形相似, 可以通过掺加一定的纤维物或膨胀剂来减小再生混凝土徐变, 但这有待于试验进一步验证。另外, 再生混凝土中掺入再生细骨料将导致更大的徐变应变, 这与再生细骨料较大吸水率有关。

由于再生混凝土具有较大的收缩和徐变变形, 再生混凝土不宜用于预应力构件, 对此, 前苏联再生混凝土应用建议中已有明确的规定。

4 结论

(1) 再生混凝土的表观密度比普通混凝土低。再生骨料的取代率增加, 再生混凝土的强度降低, 但降低程度与基体混凝土的强度等级关系不大。

(2) 再生骨料取代率越高, 水灰比越高, 弹性模量越低。再生混凝土收缩变形较普通混凝土大。

(3) 目前国内大多数的研究是针对再生混凝土的性质特性进行研究的, 应该就再生混凝土在结构上的应用进行进一步的研究。

摘要：对再生混凝土的基本性能的研究进行了综述, 主要包括再生混凝土的力学性能以及物理性能。最后提出了再生混凝土在其它方面需要进一步研究的问题。

关键词：再生混凝土,再生粗骨料,再生混凝土力学性能,再生混凝土物理性能

参考文献

[1] Hansen Tc.Recycling of demolished concrete and masonry.RILEMReport No.6, E&FN SPON, London, 1992

[2]邢振贤, 周曰农.再生混凝土性能研究与开发思路.建筑技术开发, 25 (5) , 1998:28-31

道路高性能再生混凝土 第9篇

1 开发工艺原理与特点

再生骨料含有30%左右的硬化水泥砂浆,导致吸水率、压碎指标等物理性能与天然碎石有很大不同。再生骨料表面粗糙、棱角多,以及混凝土块在解体、破碎过程中因损伤积累致使骨料内部存在大量微裂纹,这些因素都对配制再生骨料混凝土产生不利影响。因此,如何获取高品质的再生骨料,高效的回收工艺非常关键。

由骨料以上特性考虑采用机械、高温活化处理方式,有效剔除骨料颗粒上较脆弱的棱角和粘附在碎石表面的硬化砂浆,改善骨料性能,从而制备出高品质的再生骨料。项目组在原有研究的基础上通过对国内外回收工艺调研分析,结合深圳市废弃混凝土现状,参考日本的生产工艺流程,设计出2套低成本的再生骨料混凝土回收工艺。

1.1 工艺原理与设备

(1)预热-研磨加工工艺:首先人工法对废弃混凝土块进行分选,除去钢筋和木材,成为解体混凝土,再用鄂式破碎机进行初级破碎,破碎后碎块最大粒径为37.5 mm,用传送带送入加热装置,利用空气加热(热风炉)到300℃(高温活化),在加热脱水的过程中使黏附在再生碎石上的水泥石残渣脆化;然后把加热后的骨料送到转筒式研磨机中研磨3 min,出料后筛分得到高品质再生骨料,生产工艺流程如图1所示。

(2)干搅拌加工工艺:预热-研磨工艺的突出特点是有一个加热装置,但加热会提高生产成本,尝试通过干搅拌方式降低生产成本并获得高品质再生骨料。将解体混凝土用鄂式破碎机初级破碎并初次筛分,然后通过转筒式搅拌机对初次筛分的骨料进行干搅拌,二次筛分得到再生骨料,生产工艺流程如图2所示。

1.2 工艺特点

通过与传统工艺制备流程的比较可知,干搅拌工艺比传统工艺简单,所需设备少,大大节省了生产成本,经济效益显著;预热-研磨工艺更大程度地去除黏附于碎石表面的水泥石残渣和脆弱棱角,使再生骨料活化程度更高,且流程简易。

2 试验

试验采用单一来源已知强度的原生混凝土,由2套工艺加工得到再生骨料。破碎后骨料实际粒径基本小于31.5 mm,由于5 mm以下粒径的吸水量大等因素,不利于用来配制再生混凝土,因此再生细骨料不作研究。如无特别说明,下文中的再生骨料指再生粗骨料。

2.1 试验材料

再生粗骨料:配制标准的C20、C40、C60原生混凝土,加工后分别得到RCA20、RCA40、RCA60骨料;水泥:台泥牌PO42.5,其物理性能见表1;减水剂:深圳市五山外加剂有限公司生产,浓度为30%,掺量2.0%时减水率24.3%;天然砂:惠州河砂,中砂,细度模数2.8,含泥量1.1%;天然粗骨料:中山产碎石,5～25 mm连续级配,压碎指标8.9%;粉煤灰:漳州电厂生产的F类Ⅱ级,其物理性能见表2。

2.2 试验方法

由于国内没有再生骨料的规范,本试验中再生骨料的物理性能参照JGJ 522006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》和日本相关规范进行测试;预热-研磨工艺的热烘时间初步控制为0.5 h和1 h,简单破碎(直接鄂破)工艺作参考。再生混凝土中再生粗骨料取代率为50%。

3 试验结果与分析

3.1 再生骨料的物理性能

3.1.1 筛分析试验

简单破碎、干搅拌、0.5 h预热-研磨、1 h预热-研磨工艺分别用A、B、C、D工艺表示。骨料累计筛余试验结果见图3。

由图3可以看出,B、C、D工艺对RCA20骨料的作用效果很明显,且预热-研磨工艺筛分效果优于干搅拌工艺。预热-研磨工艺中,预热时间为0.5 h和1 h对RCA20骨料的活化效果区别不大,故RCA40、RCA60骨料不再分析C、D工艺的差别。与A工艺相比,B、C工艺使RCA40和RCA60中大粒径(大于19 mm)与小粒径(小于9.5 mm)骨料的比例减小,而中间粒径骨料的比例增大,表明大粒径骨料被研磨为中小粒径骨料,中小粒径骨料中的脆弱颗粒得到有效剔除,颗粒级配曲线逐渐变得平缓,级配效果得到改善。处理后的骨料堆积更密实,制备混凝土时拌合物骨料间空隙较小,所需的砂浆等胶体用量就会减少。

3.1.2 针片状含量

经不同工艺处理后,再生骨料中针片状含量见表3。

从表3可知,D工艺处理效果比B、C工艺差,C工艺优于B工艺;B、C、D工艺处理后骨料中的针片状含量比A工艺处理后的降低了31%～50%;随着原生混凝土强度的提高,B、C工艺对降低骨料中的针片状含量也变得更困难;加工后的骨料均属于Ⅰ类(JGJ 522006),满足高强度混凝土对骨料的要求,C工艺效果更明显。

3.1.3 再生骨料的吸水率

参照日本《再生骨料及再生混凝土使用规范》,骨料生产中不推荐使用吸水率超过7%的粗骨料,试验结果见表4。

由表4可见,干搅拌和预热-研磨工艺效果明显,相比简单破碎工艺而言,都有效降低了再生粗骨料的吸水率;B工艺处理后骨料吸水率降低了约17%,C工艺降低了约21%,D工艺降低约30%。3种再生骨料在干搅拌和预热-研磨工艺处理后,吸水率达均到日本规范2类标准[9]。

3.1.4 再生骨料的表观密度

不同工艺处理后再生骨料的表观密度见图4。

由图4可知,A工艺处理后再生骨料的表观密度都较规范偏小,RCA60也没有超过2500 kg/m3,不符合配制高强再生混凝土要求。相对A工艺,B、C工艺提高骨料表观密度4.0%～5.5%,两者区别不大,但表观密度都超过了2500 kg/m3,加工后的再生骨料符合配制高强混凝土要求。另外,随着原生混凝土强度的提高,B、C、D工艺加工效果并没有随之减弱,说明骨料脆弱棱角仍然被有效剔除,比表面积减小。

3.1.5 再生骨料的堆积密度

堆积密度分为紧实和松散2种状态,不同工艺处理后再生骨料的堆积密度见表5。

由表5可见,原生混凝土的强度对工艺效果影响不大,因为脆弱棱角被剔除后,骨料空隙率降低,但剥落的砂浆却质轻颗粒小,填充了部分空隙。相对A工艺,B、C工艺均将堆积密度提高了4%～7%,达到天然骨料的95%以上。

3.1.6 再生骨料的空隙率和筛除率

(1)空隙率反映了散粒骨料颗粒相互填充的致密程度,可作为控制骨料级配的依据。天然骨料的空隙率大概在40%～50%,而经过工艺处理后的再生骨料的空隙率在43%～50%,可满足高强度混凝土的配制要求。

(2)各工艺加工骨料后,细骨料和粉粒的筛除量占筛前总质量的比例也能够反映工艺的活化效果,细骨料筛除率η的表达式如下:

式中:m1、m2分别为筛前总质量和筛除物(粒径<5 mm)的质量。

经不同工艺处理后再生骨料的筛除率见表6。

筛除率可以反映工艺的活化程度,由表6可知,原生混凝土的强度越高,加工后骨料的筛除率越低,表明剔除骨料表面粘附的砂浆和脆弱棱角更困难。而相对于A工艺,B、C、D工艺处理后骨料的筛除率成倍增大,加工效果非常明显,表明骨料表面的脆弱棱角和砂浆剔除程度增大,骨料品质改善。

3.1.7 压碎指标

配制C60混凝土或C60以上的超高强混凝土时,骨料的压碎指标δa要求不大于13%,不同工艺处理后再生骨料的压碎指标见表7。

由表7可见,相对于A工艺,B、C、D工艺的压碎指标降低了约20%,活化效果明显。B工艺的压碎指标降幅最大,C工艺的降幅最小。B、C工艺处理后,RCA20不符合高强混凝土对碎石压碎指标δa的要求,随着废弃混凝土强度的提高,RCA40、RCA60从基本满足到完全满足配制高强度再生骨料混凝土的要求。

此外,预热时间并非越长越好,预热时间过长会对骨料带来不利影响,因为骨料在300℃热风炉中脆化,内部累积损伤裂纹会进一步扩展,造成新的脆弱棱角,降低骨料强度,预热时间的控制还有待后期进一步研究。

3.2 再生混凝土的力学性能

由于预热-研磨工艺的预热时间控制还有待探讨,骨料活化效果总体比干搅拌好,但干搅拌简便经济,更具有市场优势,故选取干搅拌工艺(B工艺)来制备再生骨料。经调试后再生混凝土的配合比见表8,试验结果见表9。

试验过程中发现,再生混凝土拌合物比原生混凝土有更好的和易性,B工艺制备的再生混凝土拌合物未出现泌水、离析现象,其工作性完全满足施工要求。

3.2.1 抗压强度

由表9可知,B工艺制备的再生混凝土的抗压强度基本高于A工艺,R20-1、R20-2、R20-3试件的抗压强度达到原生混凝土的85%以上,其余试件的抗压强度可达原生混凝土的95%以上;试验最优水胶比为0.40,高水胶比时,骨料的强度影响比较明显,低水胶比时骨料强度的影响不明显;水胶比并不是越低越好,再生混凝土的强度不仅跟水胶比有关,还跟骨料质量和回收工艺有密切关系。可见,在优化的配合比条件下,B工艺完全可以配制出高强度的再生混凝土。

3.2.2 轴心抗压强度

取最佳水胶比为0.40对应的配合比制备试件,再生混凝土的轴心抗压强度见图5。

由图5可见,轴心抗压强度随原生骨料强度的提高而增大,B工艺制备的效果优于A工艺;与原生混凝土相比,B工艺除R20-2的轴心抗压强度稍低之外,其它2种再生混凝土轴心抗压强度都超过了原生混凝土。

3.2.3 静力受压弹性模量

再生混凝土的静力受压弹性模量测试结果见图6。

由图6可知,经B工艺处理后,除R60-2与原生混凝土的静力受压弹性模量差不多外,其余2种再生混凝土弹性模量均有所降低,干搅拌工艺比简单破碎结果偏大。可见再生混凝土的脆性降低、韧性增强,说明再生混凝土受力时变形较大,耗能提高,有较好的抗震性能和抵抗动荷载能力。

3.2.4 抗折强度

再生混凝土的抗折强度测试结果见图7。

由图7可见,干搅拌工艺制备的再生混凝土的抗折强度均高于原生混凝土,最低为4.85 MPa,满足道路工程应用要求。随着原生混凝土强度的提高,干搅拌工艺效果更明显。

3.3 经济性评价和工程应用

根据深圳市现状,小规模加工废弃混凝土生产再生骨料,采用预热-研磨工艺的台班基价费如表10所示。

按50 m3/台班,再生骨料70元/m3(接近深圳市天然骨料市场价)计,则每台班的收入为3500元,利润为429元,可见,预热-研磨工艺的直接经济利润微薄。而干搅拌工艺简便,比预热-研磨少了热风炉和燃料费,直接利润为429+150+200=779元,更具有市场可行性。

从环境效益来看,深圳市若以初期每年回收废弃混凝土25万m3测算,可替代约50万t天然石料,价值约1500万元;每年可减少填埋占地5万m2,其产生的环境效益明显。

用干搅拌工艺制备再生骨料,工程采用0.4的水胶比,参照表8配料,用RCA40再生粗骨料100%取代天然碎石,将制备的再生混凝土应用到深圳市建科大楼的局部非承重部位,28 d、60 d检测显示,应用部位未出现裂纹等异常现象,工程应用符合相关要求。

4 结语

(1)干搅拌工艺制备的骨料基本满足高强混凝土规范对碎石的要求,且工艺所需设备少,简便经济;预热-研磨工艺能够制备出比干搅拌工艺更高品质的再生骨料,但预热时间的控制有待进一步研究,预热时间过长会引起骨料内部微裂缝的继续扩展,形成新的脆弱棱角。

(2)骨料来源对工艺的功效影响明显,低强度混凝土骨料干搅拌工艺功效优于预热-研磨工艺,高强度混凝土骨料预热-研磨工艺优于干搅拌工艺。

(3)再生混凝土试验表明,干搅拌工艺制备的再生混凝土拌合物的工作性比原生混凝土好,再生混凝土的抗压强度最高能达到原生混凝土的95%以上,且轴心抗压强度和抗折强度均超过了原生混凝土;并有效降低了弹性模量,这有利于结构抗震。

(4)干搅拌工艺的经济性和便捷性比预热-研磨工艺更明显,虽然预热-研磨工艺活化效果比干搅拌工艺更具优势,但生产成本会相应增大,两者各有优势;干搅拌工艺实际工程应用可行,应用前景广阔。

摘要：采用自主研发的废弃混凝土回收工艺,制备出高强度再生混凝土。分析了单一来源再生粗骨料的物理性能,再生混凝土的工作性、力学性能,探讨了各项性能变化的影响因素。结果表明,该回收工艺有效地改善了骨料质量,活化骨料性能,加工功效明显,制备的再生粗骨料能够满足高强度混凝土要求;制备的再生混凝土的强度和静力受压弹性模量与同配合比原生混凝土相近或更高,且再生混凝土拌合物的工作性能比原生混凝土好,达到高强度商品混凝土相关要求;该回收工艺制备再生骨料和再生混凝土市场可行,具有明显的环境效益和应用前景。

关键词：再生粗骨料,高强度再生混凝土,回收工艺,可行性

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道路高性能再生混凝土 第10篇

近年来,我国建筑业已逐渐进入高速发展期,建筑垃圾的排放量在这样的趋势下逐年递增[1,2],使得废弃混凝土再生利用技术成为了研究热点[3,4,5]。混凝土作为当今世界上使用量最大的人造建筑材料,每年的使用量大约为100~120亿m3,砂石用量要达到160~200亿t,而中国的建筑垃圾总量在2013年就已经超过了15亿t。与此同时,建筑垃圾的处置工艺并没有跟上现代混凝土技术快速发展的步伐,严重浪费了建筑材料资源,而由废弃混凝土制得的再生骨料可以有效解决这一难题,通过施行这样的举措不仅可以保护环境,对我国实现建筑业的可持续发展也具有非常长久的现实意义[6]。因此,关于建筑垃圾的循环再利用和再生骨料混凝土的广泛应用研究迫在眉睫[7]。

本文中所研究的再生粗骨料混凝土[8,9,10]是将废弃的混凝土块经破碎、清洗、分级后,按照一定比例混合形成的再生粗骨料,并全部取代天然粗骨料配制而成的混凝土。本试验按照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》、GB/T50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》和GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的试验方法,测定再生粗骨料混凝土的用水量、坍落度、抗压强度、抗渗透性能和抗碳化性能相关数据,研究再生粗骨料强化处理后对混凝土性能的影响。

1 试验原材料

水泥:P·O 42.5级普通硅酸盐水泥,其物理力学性能指标和XRF分析结果见表1和表2。

表1 水泥的物理力学性能指标

矿粉:青岛产S95级矿渣粉,其XRF分析结果见表2。

粉煤灰:青岛某电厂产Ⅱ级粉煤灰,其XRF分析结果见表2。

天然碎石:5~25mm连续级配花岗岩碎石,符合JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准(附条文说明)》要求,具体性能参数见表3。

天然河砂:符合JGJ 52—2006要求,级配良好,细度模数为2.4的中砂。

再生粗骨料:包括简单破碎再生粗骨料、一次物理强化再生粗骨料和二次物理强化再生粗骨料,具体性能参数见表3。

外加剂:采用青岛某公司生产的聚羧酸高效减水剂。

表2 水泥和矿物掺合料XRF分析结果

%

表3 试验用粗骨料性能参数

水:自来水。

2 试验方案

试验时先将废弃混凝土经颚式破碎机简单破碎处理制得简单破碎再生粗骨料,再将其分别通过物理强化(采用颗粒整形设备[11]进行一次和二次物理强化处理)、化学强化(采用浓度为6%的有机硅防水剂进行化学喷淋和化学浸渍处理[12],处理时间为48h)和物理-化学复合强化(先进行物理强化处理,将处理后的再生粗骨料再进行化学强化处理)处理后得到不同品质的再生粗骨料,利用这些不同品质的再生粗骨料制备再生混凝土,具体试验方案如下:

(1)胶凝材料的用量为400kg/m3,其中水泥200kg/m3、矿粉100kg/m3、粉煤灰100kg/m3,砂率为40%,聚羧酸高效减水剂用量为6kg/m3,通过调整用水量控制坍落度在180~220mm范围内。

(2)采用再生粗骨料100%取代天然碎石,本试验再生粗骨料混凝土的具体试验配合比见表4。

(3)通过试验测定混凝土的用水量、坍落度、抗压强度、抗渗透性能和抗碳化性能相关数据,系统研究再生粗骨料对混凝土性能的影响。

3 试验结果与分析

3.1 再生粗骨料对混凝土工作性能的影响

表4 再生粗骨料混凝土试验配合比

注:表中“简破”表示简单破碎再生细骨料,“简破+喷淋”表示简单破碎再生细骨料经过化学喷淋强化处理,“简破+浸渍”表示简单破碎再生细骨料经过化学浸渍强化处理,“一物”表示简单破碎再生细骨料经过一次物理强化处理,“一物+喷淋”表示简单破碎再生细骨料经过一次物理强化和化学喷淋复合强化处理,“一物+浸渍”表示简单破碎再生细骨料经过一次物理强化和化学浸渍复合强化处理,“二物”表示简单破碎再生细骨料经过二次物理强化处理,“二物+喷淋”表示简单破碎再生细骨料经过二次物理强化和化学喷淋复合强化处理,“二物+浸渍”表示简单破碎再生细骨料经过二次物理强化和化学浸渍复合强化处理。

试验测得的再生粗骨料混凝土的工作性数据见表5,再生粗骨料对混凝土用水量的影响情况如图1~图3所示。

由图1~图3可知,相比简单破碎再生粗骨料,通过物理强化、化学强化和物理-化学复合强化处理后得到的再生粗骨料制备混凝土时所需要的用水量均有明显减少,并且逐渐接近于天然碎石混凝土的用水量,再生混凝土的和易性也接近于天然碎石混凝土。

物理强化可使再生混凝土的用水量最大减少6kg/m3,降低幅度达3.9%,用水量较天然碎石混凝土仅增加5.3%,这是因为简单破碎再生粗骨料在物理强化处理后性能得到显著提高,由其制备的再生混凝土用水量大大降低;化学强化可使再生混凝土的用水量有一定的降低,相比天然碎石混凝土用水量增加幅度由9.6%降低到7.0%,化学强化效果有限;物理-化学复合强化可使再生混凝土的用水量显著降低,由未强化处理的154.0kg/m3减少到138.8kg/m3,降低幅度达9.9%,并且用水量要小于天然碎石混凝土,因为复合强化可使骨料表面附着的水泥砂浆被大量去除,有机硅防水剂在骨料表面也覆盖包裹了一层薄薄的憎水层,从而降低了再生混凝土的用水量。

表5 再生粗骨料混凝土工作性数据

图1 物理强化对混凝土用水量的影响

图2 化学强化对混凝土用水量的影响

图3 物理-化学复合强化对混凝土用水量的影响

3.2 强化工艺对再生混凝土抗压强度的影响

试验测得的再生粗骨料混凝土不同龄期的抗压强度值见表6,强化工艺对混凝土抗压强度的影响情况如图4~图6所示。

由图4~图6可以得出:

(1)再生粗骨料混凝土的抗压强度明显低于天然碎石混凝土,导致这一现象的原因是再生粗骨料的性能要比天然碎石差,由于简单破碎再生粗骨料表面粗糙且附着一定量的水泥砂浆,使其压碎指标值偏高,即使通过强化技术处理,再生粗骨料品质也低于天然碎石,由其制备的再生混凝土抗压强度势必偏小。

(2)通过物理强化处理后,再生混凝土的抗压强度得到显著提高,随着物理强化次数的增加,再生混凝土的抗压强度逐渐接近于天然碎石混凝土,其中在二次物理强化技术处理后再生混凝土的3d、7d、14d、28d及56d抗压强度分别较简单破碎再生粗骨料混凝土增加0.5%、10.1%、16.3%、18.5%及17.2%,这说明简单破碎再生粗骨料经物理强化处理后性能得到显著改善,其表观密度和堆积密度提高、压碎指标值降低,从而大大增加了再生混凝土的抗压强度。

(3)通过化学强化处理后,再生混凝土的抗压强度反而呈下降趋势,这是因为简单破碎再生粗骨料在浓度6%的有机硅防水剂喷淋和浸渍处理后骨料的吸水性能显著降低,反而提高了再生混凝土拌合物的有效水灰比,并且有机硅防水剂的存在影响了骨料界面之间的粘结性能,从而使得再生混凝土的抗压强度降低。

表6 再生粗骨料混凝土抗压强度

MPa

图4 物理强化对混凝土抗压强度的影响

图5 化学强化对混凝土抗压强度的影响

图6 物理-化学复合强化对混凝土抗压强度的影响

(4)通过物理-化学复合强化处理后,再生混凝土的抗压强度有一定程度的增加,相比未强化处理的再生粗骨料混凝土,其28d抗压强度最大提高了5.1MPa、56d抗压强度最大提高了3.8MPa,但是提升幅度小于单纯的物理强化再生骨料混凝土。

3.3 强化工艺对再生混凝土抗渗透性能的影响

试验中混凝土的抗渗透性能试验采用RCM氯离子扩散试验法,试验所测得的再生混凝土的氯离子扩散系数见表7,图7为RCM法测定混凝土的抗氯离子渗透性能,图8为氯离子渗透深度的显色情况,再生细骨料对混凝土抗渗透性能的影响情况如图9~图11所示。

由图9~图11可知,再生粗骨料混凝土的氯离子扩散系数要远高于天然碎石混凝土,其抗渗透性能要差于天然碎石混凝土,这是因为再生粗骨料表面粗糙且附着一定量的水泥砂浆,即使经强化处理,其品质也要差于天然碎石。

通过物理强化处理后,再生混凝土的氯离子扩散系数显著降低,且随着物理强化次数的增加,逐渐接近于天然碎石混凝土,相比天然碎石混凝土的氯离子扩散系数,简单破碎再生粗骨料混凝土、一次物理强化再生粗骨料混凝土和二次物理强化再生粗骨料混凝土的氯离子扩散系数分别增加1.01×10-12m2/s、0.53×10-12m2/s和0.17×10-12m2/s,这说明简单破碎再生粗骨料在物理强化处理后有效去除了骨料表面附着的水泥砂浆,骨料内部存在的微裂纹也大量减少,从而减少了氯离子渗透的通道,使得物理强化处理后的再生混凝土抗渗透性得到大幅增加。通过化学强化处理后,再生粗骨料的性能得到一定的改善,但再生混凝土的氯离子扩散系数反而呈上升趋势,这是由于浓度6%的有机硅防水剂在骨料表面覆盖了一层憎水层,再生粗骨料与水泥浆体之间的空隙增大,为氯离子提供了渗透通道,从而使得再生混凝土的抗渗透性能降低。通过物理-化学复合强化处理后,再生混凝土的氯离子扩散系数逐渐降低,其中在二次物理强化和化学浸渍复合强化处理后降低到4.13×10-12m2/s,相比未强化处理,降低幅度达13.6%,与天然碎石混凝土相比仅增加了0.36×10-12m2/s,较好地改善了再生混凝土的抗渗透性能。

表7 再生粗骨料混凝土的氯离子扩散系数

图7 RCM法测定氯离子渗透

图8 氯离子渗透深度的显色情况

图9 物理强化对混凝土抗渗透性能的影响

图1 0 化学强化对混凝土抗渗透性能的影响

图1 1 物理-化学复合强化对混凝土抗渗透性能的影响

3.4 强化工艺对再生混凝土抗碳化性能的影响

试验测得的再生粗骨料混凝土不同时间的碳化深度见表8,对混凝土抗碳化性能的影响情况如图12~图14所示。

由图12~图14分析可知:

(1)由再生粗骨料制备的再生混凝土的碳化深度和碳化速度都要高于天然碎石混凝土,再生混凝土的抗碳化性能明显要差于天然碎石混凝土。

(2)通过物理强化处理后,再生混凝土的碳化深度显著减小,且随着物理强化次数的增加,再生混凝土的碳化深度逐渐接近于天然碎石混凝土,其中在二次物理强化技术处理后,再生混凝土的3d、7d、14d及28d龄期碳化深度分别较天然碎石混凝土仅仅增加了0.8mm、0.1mm、0.1mm及0.5mm,这说明简单破碎再生粗骨料在物理强化技术处理后其品质得到显著提升,再生混凝土的抗碳化性能得到加强。

表8 再生粗骨料混凝土的碳化深度

mm

图1 2 物理强化对混凝土抗碳化性能的影响

图1 3 化学强化对混凝土抗碳化性能的影响

图1 4 物理-化学复合强化对混凝土抗碳化性能的影响

(3)通过化学强化处理后,再生混凝土的碳化深度反而呈上升趋势,再生混凝土的抗碳化性能降低,这是因为通过浓度6%的有机硅防水剂进行化学强化处理的简单破碎再生粗骨料在拌合时与水泥浆体之间的界面连接不紧密,为CO2进入混凝土提供了一定量的微细通道,从而使得再生混凝土的抗碳化性能降低。

(4)通过物理-化学复合强化处理后,再生混凝土的碳化深度有一定程度的降低,相比未强化处理的再生粗骨料混凝土,在二次物理强化和化学浸渍复合强化处理后,再生混凝土的3d、7d、14d及28d碳化深度分别减少了0.4mm、0.8mm、0.8mm及0.6mm,这是因为简单破碎再生粗骨料表面上原有砂浆的多孔结构会成为碳化的通道,但在物理-化学复合强化处理后骨料的性能得到改善,碳化的通道被部分消除,从而使再生混凝土的抗碳化性能得到改善。

4 结论

(1)简单破碎再生粗骨料经强化工艺处理后,再生混凝土用水量显著减少,其中在二次物理强化后再生混凝土的用水量较天然碎石混凝土仅增加6kg/m3,其和易性也接近于天然碎石混凝土。

(2)经物理强化和物理-化学复合强化处理后,再生混凝土的抗压强度均得到提高,其中在二次物理强化处理后再生混凝土的3d、7d、14d、28d及56d抗压强度分别较简单破碎增加0.5%、10.1%、16.3%、18.5%及17.2%;而经化学强化处理后再生混凝土的抗压强度有小幅度降低,这与混凝土拌合物的有效水灰比以及有机硅防水剂影响骨料界面的黏结性能有关。

(3)相比简单破碎再生混凝土,二次物理强化处理后,再生混凝土的氯离子扩散系数减小0.84×10-12m2/s,化学强化后氯离子扩散系数有小幅增加,二次物理强化和化学浸渍复合强化后降低了13.6%。

(4)简单破碎再生粗骨料经物理强化和物理-化学复合强化处理后,由其制备的再生混凝土的碳化深度和碳化速度均有所降低,再生混凝土的抗碳化性能得到加强,相比未经强化处理的再生混凝土,其中在二次物理强化和化学浸渍复合强化处理后,再生混凝土的3d、7d、14d及28d的碳化深度分别减少了0.4mm、0.8mm、0.8mm及0.6mm;而经化学强化处理后再生混凝土的抗碳化性能则会有小幅的降低。

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