再生大骨料摻量影響自密實堆積混凝土的試驗研究

李文星，馮俊玲，劉冬冬

(1.河北工程大學 水利水電學院，河北 邯鄲 056021； 2.河北省邯鄲市邱縣水利局，河北 邯鄲 056000； 3.河北省邯鄲市水文水資源勘測局，河北 邯鄲 056000)

0 引 言

混凝土是當今世界上用量最大、使用范圍最廣的建筑工程材料，但隨著混凝土澆筑量的不斷增加，由此帶來的資源消耗環(huán)境污染等問題也不容忽視。據(jù)統(tǒng)計，我國每年會產生約4 000×104t的建筑垃圾 , 其中有25%～45%為磚塊。如若能將這部分廢棄磚塊回收作為混凝土的骨料 , 不僅可以節(jié)省垃圾處理費用，減少垃圾填埋占用的耕地面積 ,減輕環(huán)境污染 ,有著很好的經濟效益和社會效益 , 而且可以實現(xiàn)近年來倡導的建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。近些年來，高效減水劑的出現(xiàn)使配制自密實混凝土成為可能 ,自密實混凝土已成為混凝土技術的最新發(fā)展方向之一。

1 試驗概況

1.1 材 料

水泥：采用邯鄲金隅太行水泥有限責任公司生產的“太行”牌P·C42.5復合硅酸鹽水泥，依照《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)進行物理、力學性能檢測，其物理、力學性能參數(shù)見表1。

表1 水泥的物理力學性能

粗骨料：采用粒徑5～20 mm連續(xù)級配的碎石。

細骨料：采用級配良好的中砂細度模數(shù)為2.6。

粉煤灰：選用邯鄲電廠生產的Ⅱ級粉煤灰，比表面積4 600 cm3/g，密度2.33 g/cm3。

水：選用普通城市自來水，水質的各項指標均符合混凝土拌和用水要求。

外加劑：選用聚羧酸高性能減水劑，具有減水、高保坍、增強等特點。

1.2 配合比及試驗設計

試驗采用《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》(GB 50119-2013)中“混凝土外加劑形容性快速檢驗方法”，用上口徑50 mm、下口徑100 mm、高150 mm的砂漿擴展度筒測量初始以及30和60 min后的水泥砂漿擴展度，結果見表2。

表2 高效減水劑不同摻量的水泥砂漿擴展度

從表2結果可以看出，當聚羧酸高效減水劑摻量為0.60%左右時達到飽和點，其擴展經時損失率最低，本試驗選用聚羧酸高效減水劑摻量為0.60%。

通過相容性試驗外加劑摻量確定為0.60%，試驗采用C25等級的自密實混凝土進行澆筑，其配合比見表 3。其中W/B=0.41，砂率Sp=0.440。對該配合比的SCC進行自密實性能檢測，結果如下：坍落Slump=271 mm，坍落擴展度Slump Flowing=745 mm，力學性能見表4，其立方體抗壓強度fcc28=39.07 MPa，棱柱體軸心抗壓強度fca28=35.63 MPa。

表3 C25自密實混凝土配合比 /kg·(m3)-1

表4 自密實混凝土力學性能

1.3 再生粗骨料

再生骨料采用廢棄的紅磚，見圖1。

1.4 試件的澆筑及養(yǎng)護

利用混凝土攪拌機拌制好C25自密實混凝土，然后將自密實混凝土注入鋼模，邊注入鋼模邊拋加再生骨料。在自然條件下養(yǎng)護28 d后，對其進行取芯試驗。本試驗進行了4組試件，所有試件均為一批澆筑完成。試件參數(shù)詳見表4。

圖1 廢棄的紅磚

試件編號摻加骨料種類摻加骨料的比例試件尺寸RFC-1廢棄的紅磚0330 mm×330 mm×800 mmRFC-2廢棄的紅磚25%330 mm×330 mm×800 mmRFC-3廢棄的紅磚50%330 mm×330 mm×800 mmRFC-4廢棄的紅磚75%330 mm×330 mm×800 mm

1.5 試驗方法

對試件進行取芯，得到直徑100 mm、高100 mm的圓柱體和直徑100 mm、高200 mm的圓柱體，其抗壓強度、抗折強度、抗劈裂強度、軸心抗壓強度試驗按照《普通混凝土力學性能試驗方法》(GB/T50081-202)進行。試件放置及加載情況見圖2。

圖2 試件放置及加載情況圖

2 試驗結果及討論

4組試件力學性能試驗結果見表5。

4組試件加載過程中，均先出現(xiàn)豎向裂縫，試塊表面的裂縫不斷地發(fā)展，加載到一定程度表面混凝土開始剝落，并且開始出現(xiàn)再生大骨料的斷裂、破碎。其中，紅磚加的比例多的試件，剪切破碎的現(xiàn)象更為明顯，且抗壓試驗時紅磚先破裂。從抗壓強度可以看出，1～4號試件抗壓強度依次減小，從中得出再生大骨料堆石混凝土取決于紅磚的加量。紅磚的加量在25%以下時，其抗壓強度和不加紅磚的相差不多；當紅磚加量高于25%時，其大骨料不會發(fā)揮很好的骨架作用，容易產生裂縫并被劈裂。

表5 再生大骨料自密實堆積混凝土力學性能試驗結果

3 結 論

1) 經過相容性試驗，通過對比試驗組，在聚羧酸高效減水劑摻量在 0.60%左右時達到飽和點。當高效減水劑摻量達到飽和點時，砂漿的擴展度最大，砂漿擴展度經使損失率最小，流動性和保水性最好。

2) 再生大骨料自密實堆積混凝土抗壓強度受再生大骨料摻量影響較大，其抗壓強度隨著再生大骨料摻量增大而降低，并且與取代堆石的再生大骨料的原強度及其所占的比例密切相關。再生骨料原強度越高，在混摻骨料中占得比重越大, 圓柱體抗壓強度就越高。