废弃混凝土再生粗骨料对混凝土性能的影响

第43卷第17期

2 0 1 7 年 6 月

SHANXI ARCHITECTURE

山西建筑

Vol. 43 No. 17Jun. 2017

文章编号：1009-6825 (2017) 17-0104-03

废弃混凝土再生粗骨料对混凝土性能的影响+

高燕1

杜盼1

吴从亮2

(1.四川建筑职业技术学院，四川德阳618000; 2.四川华西绿舍宏泰混凝土有限公司，四川德阳618300)

摘要:用废弃C15混凝土试块制备的再生粗骨料部分或全部替代碎石拌制混凝土，探讨了再生粗骨料替代率对不同强度等级混 凝土和易性和抗压强度的影响。结果表明：替代率较小时对混凝土和易性有所改善，但较大时会引起混凝土坍落度下降。当替代 率增大，低等级混凝土抗压强度略微增加，中高等级混凝土抗压强度逐渐下降。关键词：再生粗骨料，抗压强度,和易性，混凝土中图分类号:TU528 〇

引言

随着城市化建设速度的加快，混凝土材料的消耗量越来越 多，而骨料是混凝土材料中体积比重最大的组分[1’2]，其用量巨 大，某些地区甚至出现供不应求的现象;另一方面建筑物的拆除、 路面返修、混凝土生产、工程施工或其他状况下产生大量的废弃 混凝土 [3,4]，废弃混凝土有鲜明的时间性、空间性和持久危害性， 不仅侵占土地、影响市容，还污染环境、危害健康[5]，因而对其进 行循环再生利用显得尤为必要。

综合上述因素，同时结合四川华西绿舍宏泰混凝土有限公司 在生产过程中每天会对混凝土取样、成型、养护、测试强度，并形 成大量的废弃混凝土试块。故本文将C15混凝土取样试块经破 碎、处理后制备再生粗骨料,并研究C15再生粗骨料替代率对不 同强度等级混凝土和易性和抗压强度的影响。

试验原料及方法

1)水泥：四川省彭州市亚东水泥有限公司生产的P. 042. 5R 级普通硅酸盐水泥，其主要技术性质见表1。

表1水泥的主要技术性质

抗折强度3

文献标识码:A

矿粉，比表面积为407 m2/kg、流动度比为99%，28 d活性指数 76%。

3) 4) 5)

减水剂：四川华西绿舍建材有限公司外加剂复配厂生产的 细骨料:四川省广汉市产河砂，中砂，细度模数2. 6。粗骨料:碎石，四川省绵竹市产碎石，5 mm ~ 31.5 mm连续

聚羧酸高效减水剂HLP-2,固含量11%，减水率27%。

级配;再生粗骨料，废弃C15混凝土试块经TYE-2000B型压力试 验机压碎后，将大颗粒混凝土块敲碎并筛分，得到再生粗骨料（如 图1所示），其筛分级配见表2,属于5 mm ~31.5 mm连续级配。

1

1.1原材料

d

/MPa

28 d

8.9

抗压强度3

d

/MPa28 d

46.6

^■孑 $矿$ 孑

初凝时间

11LH/mm

31.526.519.043

16.0

529.576

4.7591

2.36

标准稠度

用水量/%25.6

比表面积

m2/kg

352

min

199

终凝时间

min

累计筛佘/%

212100

5.428.7240

1.2试验方案

2)掺合料:粉煤灰，四川省江油市火电厂生产的I级粉煤灰， 试验采用四川华西绿舍宏泰混凝土有限公司混凝土施工配 45 |xm筛筛余为8.2%、需水量比为92%，28 d活性指数71% ;粒 合比，分别配制C20,C40,C60三种强度等级混凝土，配合比见 化高炉矿渣粉，四川省峨眉山市宏源建材有限公司生产的S75级表3。[6] 焦楚杰，孙伟,秦鸿根，等.钢纤维高强混凝土单轴受压本

构方程[J].东南大学学报（自然科学版），2004(3):366- 369.[7]

严少华，钱七虎，孙伟，等.钢纤维高强混凝土单轴压缩下

应力一应变关系[J].东南大学学报（自然科学版），2〇01 (2) ：77-80.

[8]周顺鄂，卢忠远，焦雷，等.泡沫混凝土压缩特性及抗压强

度模型[J].武汉理工大学学报,2010,32(11 ):9-13.

The experimental research on mechanical

properties of foam glass concrete under axial compressive^

Qian Changgen Wen Minjie*

(Jiaxing Vocational Technical College, Jiaxing 314036, China)Abstract ： Three different miture ratio of foam glass concrete were prepared using waste scrap foam glass, compression mechanical properties of foam glass concrete was tested under axial compressive conditions, analysis on load-deformation curve characteristics of foam glass concrete. The test result shows that there are two steps in foam glass compression process, namely elasticity phase, brittle solid phase and point yield.Key words： foam glass, concrete, shrinkage performance, yield failure point

收稿日期=2017-03-23 ★:四川建筑职业技术学院院级课题（川建院2016作者简介:高燕（19-)，女，硕士，助教

KJ27)

第43卷第17期2 0 1 7年6月

表

类型20

高燕等:废弃混凝土再生粗骨料对混凝土性能的影响

• 105 •

3

0

2516

混凝土配合比

粉煤灰

623716

砂914802700

粗骨料1 0301 078

kg/m3

外加剂4.346.5610.92

C60混凝土的坍落度只有10 mm,这是因为C60单方混凝土中的

用水量最少(从表3可以看到），导致其坍落度达到最低。

C

C40C60

水1611149

水泥2483494

矿粉

2.2 抗压强度

对表4中的混凝土进行拌合、成型、养护、测试强度，其抗压 强度如图4所示。

从图4a)可见，C20混凝土 7 d和28 d强度均随再生粗骨料 1 120

将表3中的粗骨料碎石部分或全部用再生粗骨料替代，再生 粗骨料的替代率分别为〇% ,35% ,70% ,100% ,得到试验配比编 号如表4所;^:。

表

4

试验分组表

再生粗骨料替代率/%

C混凝土编号

0

2-120

C

40

C4-16-160352-2

4-26-2

70

2-34-36-3100

2-4

4-4

6-4

1.3试验方法

GB/T1) 混凝土和易性试验方法。混凝土拌合物和易性试验根据

50080—2002普通混凝土拌合物性能试验方法标准进行，采

用HJW60型混凝土试验用搅拌机试拌20 L,出机后拌合均匀，进

行坍落度试验，并观察其粘聚性和保水性。

2) 强度试验方法。混凝土抗压强度试验根据GB/T 50081—

2002普通混凝土力学性能试验方法标准进行。混凝土试件尺寸

为100 mm X 100 mm X 100 mm,标准养护至相应龄期后，进行抗压

强度测试。

2

结果与讨论

2.1拌合物性能

对表4中的混凝土配比进行试拌，得到各混凝土坍落度如图 2所示。从图2中可以看到随再生粗骨料替代率的增加，三种混 凝土的坍落度均呈现先增大后减小的趋势，其中再生粗骨料替代

率达到35%时，混凝土的坍落度达到最大。出现此现象的原因是 再生粗骨料的吸水率比碎石高[6]，当再生骨料替代率较小时，可 改善混凝土的粘聚性和保水性（对比图3a)和图3b)可发现），反 而使得混凝土流动性增大，但当再生粗骨料替代率进一步增加， 混凝土的坍落度逐渐降低。

a)0%

图

3 C60||.35^

混凝土拌合物

此外从图2中还可发现再生骨料替代率大于35% ,C20混凝 土的班落度出现急剧下降，这是因为C20混凝土的水泥浆体量较 少(从C20,C40,C60的混凝土配合比可以看出），还被吸附在再 生粗骨料表面，从而大大影响了混凝土流动性;当骨料全部为再 生骨料时，各强度等级的混凝土已难以满足泵送施工要求，其中

替代率的增加而增长，一方面是因为再生粗骨料吸水率较高，导 致拌和混凝土净用水量减少，较低的净水灰比可使混凝土硬化强

度提高[7];另一方面是因为再生粗骨料表面包裹有水泥砂浆，新 旧水泥砂浆之间由于弹性模量相差较小而更容易结合;其次还因 为再生粗骨料表面的孔隙及微裂缝会吸人新的水泥颗粒，水化产物 能使新旧水泥砂浆结合更加紧密，综合各种因素使得强度增加。

从图4b)可见，C40混凝土 7 d强度在再生粗骨料替代率为 35%时出现增加的原因与C20相同,但随着替代率的不断加大，

再生骨料的自生缺陷占据主导地位[8]，导致强度下降。混凝土

28 d抗压强度随着替代率的不断加大呈缓慢下降，是因为后期混

凝土的强度主要取决于骨料与水泥石之间界面过渡区的结构特

征。与替代率为〇%的混凝土相比，再生粗骨料混凝土包含着原

碎石与旧水泥石的界面、原碎石与新水泥石的界面以及再生骨料

表面的旧水泥石与新水泥石界面。复杂的界面结构使得再生骨

料混凝土在外力作用下更容易引起开裂破坏，导致其后期强度相

对不高[7]。

从图4c)可见，C60混凝土的7 d和28 d抗压强度随再生粗

骨料替代率增大呈明显下降趋势，是因为除了复杂的界面结构 外,再生粗骨料的原生混凝土强度远低于混凝土的配制强度，成 为影响混凝土强度的主要因素。

26.3

26.5

自D22

函fI

16

15.7

—^'7

10

0 35 70 1000 35 70 100

再生粗骨料替代率/%

a再生粗骨料替代率/%

)C20

b)C

40

-♦Df-m-2：-728

dd

m

Ic)C60

图

4

再生混凝土的抗压强度

3结语

1)

采用再生粗骨料替代碎石拌制混凝土，对于中高等级混凝

土替代率低于70%不会对混凝土和易性造成较大影响，甚至有所

改善，对于低等级混凝土替代率不宜超过35%。

2)

再生粗骨料对混凝土的强度影响呈现不同的趋势，替代率

高对低等级混凝土强度有利，对中高等级混凝土强度不利。

3) 考虑到再生粗骨料对混凝土和易性、强度的影响，C15生粗骨料宜用于中低等级混凝土，且替代率宜为35%左右。

4)

再生粗骨料的强度直接影响到再生粗骨料混凝土的强度。不同强度原生混凝土制备的再生粗骨料对混凝土强度的影响有 待进一步探讨。

参考文献：

再

• 106 •

第43卷第17期

2 0 1 7 年 6 月

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山西建筑

Vol. 43 No. 17Jun. 2017

文章编号：1009-6825 (2017) 17-0106-02

粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响

(1.河北劳动关系职业学院，河北石家庄050002 ; 2.邢台职业技术学院，河北邢台0035)

摘要:采用相同水灰比、相同砂率，以粉煤灰为单一变量，通过10组掺加粉煤灰的混凝土进行试验,得出粉煤灰对混凝土抗压强 度的影响。试验结果表明：随着粉煤灰掺量的增大，对混凝土的早期强度影响不大，后期强度出现波动，先增加后减小；当粉煤灰 掺加量为30%时，混凝土的后期强度最大。关键词:粉煤灰，混凝土，抗压强度，硅酸盐水泥 中图分类号:TU502〇

引言

文献标识码:A

试验取水泥量分别为250 kg/m3,设定粉煤灰的掺量从40 kg/m3

赵莉1 丁志宇1时瑞国2

粉煤灰是我国燃煤电厂排放量最大的灰色粉状工业废弃物

之一，有关资料显示，到2020年我国粉煤灰的年总排放量将会达 到30多亿吨，对环境造成了严重污染[1]。利用粉煤灰作为掺加 料以代替部分水泥配制混凝土，不仅可以节约大量的水泥和细骨 料，还可以减少粉煤灰对生态环境的污染，达到粉煤灰的合理利 用，并且粉煤灰可以降低混凝土的水化热[2]、同时提高混凝土拌 合物的和易性，达到改善混凝土性能，从而达到降低成本和工程 造价的目的[3] 。本文拟通过试验研究粉煤灰对混凝土抗压强度 4的影响。

试验概况

本试验采用P. 042.5普通硅酸盐水泥，细度模数为2. 3级配 良好的中砂，5 mm ~20 mm连续级配的石子，粉煤灰的烧失量为 2%，外加剂为聚羧酸，其减水率为25%，试验所用的水是自来水。

130 k^m3 ,考虑到与工程实践相结合，本试验将混凝土的坍落

度定在160 mm,水灰比定为0.45。随着粉煤灰掺量的增加，由于

到

粉煤灰的需水量较大，造成试件的流动性较差，为了提高混凝土 拌合物和易性，所以增加了外加剂的掺量。本文采用的粉煤灰混 凝土配合比如表1所示。

1.3试件制备

本次试验参照GB/T 50080—2002普通混凝土拌合物性能试 验方法标准制备1〇〇 mm X 100 mm x 100 mm混凝土立方体试件 刷抹一层油脂。将混凝土拌合物装人试模并使其稍有富裕，然后 振动试模，试模表面呈现水泥浆后，去除富裕的拌合物并用抹刀 抹平。试件成型后，在混凝土初凝前1 h ~2 h内需进行抹面，要 求沿模口抹平。放置24 h后对试件进行编号、拆模，然后将试块 马上送人养护室中，使其在架上保持10 mm ~ 20 mm的距离，并应 避免用水直接冲淋试件。

30个。试件制作前，先检查试模、拧紧螺栓,并在模具内表面轻轻

1

1.1主要原材料

1.2 混凝土配合比

JGJ 55—2000普通混凝土配合比设计规程[4]中规定了工业

与民用建筑所用钢筋混凝土最小水泥用量为260 k^m3所以本

，

1 • 4试验设备

按照GB/T 50081—2002普通混凝土力学性能试验方法标

准[5]进行试验，在河北劳动关系职业学院材料结构试验室对粉煤

冯乃谦张智峰，马骁

,.生态环境与混凝土技术[J].混凝

土,2005(3) :3-8.2010,36(8) ：182-183.

[2] 张晓华,孟云芳，任杰.浅析国内外再生骨料混凝土现状 [6] 朋改非，黄艳竹，张九峰.骨料缺陷对再生混凝土力学性能

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[3] 石发恩，朱萌萌，柯瑞华，等.废弃混凝土资源化研究进展 [7] 侯永利，郑刚.再生骨料混凝土不同龄期的力学性能[J].

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张玉秀

.

国内外再生粗骨料研究新进展

[J].山西建筑， [5]

Gao Yan1 Du Pan1 Wu Congliang2

(1. Sichuan College of Architectural Technology, Deyang 618000, China；2. Sichuan Huaxi Green Homeland Hongtai Concrete Co. , Ltd, Deyang 618300, China)Abstract： C15 waste concrete blocks were prepared to produce the recycled coarse aggregate, and it replaced gravel in concrete partially or com- pletely. The effect of recycled coarse aggregate replacement rate on the workability 仙d compressive strength of different

were investigated. The results showed that low replacement rate improved workability of concrete, high replacement rate reduced the slump of concrete. The compressive strength of low strength grade concrete slightly increased with the replacement rate increases, but the compressive strength of mid or high strength grade concrete decreased.Key words： recycled coarse aggregate, compressive strength, workability, concrete

收稿日期=2017-03-17

作者简介:赵莉（1987-)，女，硕士，助教

Effect of waste concrete recycled coarse aggregate on properties of concrete*