朱效荣  1970出生,教授、研究员级高级工程师,北京城建集团高级顾问,冀东发展集团首席科学家。
       论文
 
 
再生混凝土耐久性能的试验探究
 

再生混凝土耐久性能的试验探究

 

丁军,王春芳

(江苏镇江城科新型建材有限公司,江苏 镇江212004)

摘要:通过对国内外关于再生混凝土的研究,结合利用实际工程中的废弃混凝土,进一步探索再生混凝土骨料性能及再生混凝土的耐久性能。本文主要研究的耐久性能包括抗碳化性能和冻融循环的抵抗性。

关键词:再生混凝土;再生骨料;抗碳化性能;冻融循环试验

 

Research on durability of recycled concrete

DING Jun, WANG Chunfang

(Zhenjiang Chengke New Building Materials CO., LTD Jiangsu Zhenjiang 212004)

Abstract: The recycled concrete is researched on performance of recycled concrete aggregate and recycled concrete durability, Combined with the use of waste concrete in practical engineering, according to the documents in and abroad. This paper mainly studies the durability performance of recycled concrete is carbonation resistance and freezing-thawing resistance of recycled aggregate concrete.

Key words: recycled concrete; recycled aggregate; carbonation resistance; freez-thaw cycle test


 

前言


随着经济社会的发展,建筑行业也在迅速的发展,在此过程中伴随着大量的建筑垃圾。有关数据显示,美国每年的废弃混凝土产生量为6 000万t,日本约为1 200万t[1]。而我国废弃混凝土年产量也高达16000多万t,并且每年以一定的速率增加[2]。现如今,资源、环境的可持续发展是人们非常关注的社会热点,再生混凝土就是在可持续发展的基础上发展而来的。再生混凝土( Recycled Concrete,RAG)是指将废弃混凝土经过一系列的处理(破碎、相应的高温处理、清洗以及分级等)后,按照适宜的比例和级配加工后制成再生骨料( Recycled Aggregate,RCA)[3]??刹糠只蛘呷刻娲烊还橇?,再与水泥、砂子(细骨料)以及水进行混合配制成混凝土,进行工程建筑。其意义在于可实现混凝土的循环利用,大大节约了混凝土的原材料。

 

1 再生骨料的性能

再生骨料的制备是将废旧的混凝土进行一级处理(破碎、筛分等) 和二级处理(加热、破碎、筛分等)[4]。经一级处理后获得的骨料可制备强度在C30以下的混凝土,而经过二级处理后得到的再生骨料可制备强度在C30以上的混凝土[5]。相关的研究表明,在废弃混凝土进行二级处理时,需升温至300℃并保温一定的时间,这就会提升操作的成本等,根据我国实际的技术情况,使用经过一级处理得到的再生骨料即可满足相应的要求[6]。下面是再生骨料的一些性能试验。

1.1原材料

本实验采用一批的建筑废弃混凝土,经检测该批混凝土的抗压强度为25MPa—35MPa之间;胶凝材料为鹤林P.O42.5级水泥;砂子是普通的江砂,其细度模数是2.90;天然骨料为市场中的建筑用的石子。

1. 2表观密度

参照天然骨料表观密度的测定方法进行再生骨料表观密度的测定。如表一所示为再生骨料表观密度的相关实验数据。

从表1中可看出,再生骨料的表观密度小于天然骨料的,其原因可能是再生骨料的表面附着有大量的旧混凝土砂浆杂料。影响其表观密度的因素比较多,有原混凝土中粗细骨料的密度、砂率、水灰比以及再生骨料的颗粒级配和颗粒组成和含水量等多种的因素[7]。

1.3吸水率

表2的试验数据表明,再生粗骨料的吸水率明显远远大于天然粗骨料的。再生粗骨料中废弃水泥砂浆的吸水率比天然骨料的要高许多,且再生骨料表面粗糙、棱角多,其内部存有大量的微裂缝。这就使得再生骨料的吸水率较高。由于粒径小的骨料的比表面积大导致随着骨料粒径的减小,其吸水率会有急速的提升。


不同颗粒直径的再生骨料的表观密度

骨料粒径/mm

再生粗骨料的表观密度/(kg/m3

天然粗骨料的表观密度

4~8

2410

2500

15~30

2540

2590

16~32

2480

2650

 

2 不同颗粒直径的再生骨料的表观密度

骨料粒径 /mm

再生粗骨料的吸水率/%

天然粗骨料的吸水率/%

4~8

3.9

1.3

15~30

2.0

0.4

16~32

1.3

0.2


1.4压碎指标

    经过试验得到,再生粗骨料的压碎指标为12.4,天然粗骨料的压碎指标为10.0??杉偕止橇系难顾橹副瓯忍烊淮止橇系拇?,主要原因有三点:其一,再生粗骨料中旧水泥砂浆强度较小,很容易就被压碎;其二,在制备再生粗骨料时,骨料内部产生了损伤裂纹;其三,再生粗骨料的颗粒级配不合理等。

 

2 再生混凝土耐久性

2.1实验设计方案

    采用1.1中的实验原材料,固定水灰比为0.5,按照国标配制强度为C30的混凝土试块,且在拌制混凝土前,需要对再生粗骨料进行预湿的处理,并伴有天然骨料制得的普通混凝土的对照实验,对比两者间的抗碳化以及抗冻融的情况。

2.2实验方法

    试验所用试块均在标准的养护条件下进行28d养护,碳化的试验是采用《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GBJ 82-85)中进行的快速碳化的试验方法,将养护后的混凝土试块放入60℃的烘箱中保温48小时,然后将试块置于二氧化碳浓度为(20±3)%,温度为(20±5)℃,相对湿度(70±5)%的碳化仪器中,观察其碳化情况;抗冻性的试验按照《水工混凝土试验规程》(DL/T 5150-2001)进行快速冻融的试验方法,找出其抗冻融循环的规律。


 

3.  碳化深度及28d强度

名称

碳化深度/mm

28d强度/MPa

7d

14d

28d

80d

Z1

11.2

17.7

19.21

29.2

33.2

Z2

10.4

15.4

18.1

28.7

32.9

Z3

13.9

17.6

21.9

33.4

33.4

P1

9.3

12.5

14.7

20.2

40.9

P2

9.8

14.8

16.8

22.3

39.5

P3

10.4

13.4

17.1

24.6

38.9

注:Z为再生混凝土;P为普通混凝土。

4. 混凝土试块25次、50次冻融前后的质量

编号

冻融前/g

冻融后/g

M1

M2

M3

M平均

m1

m2

m3

m平均

Z25

2413.7

2422.9

2413.4

2416.7

2403.3

2416.5

2406.8

2408.9

Z50

2513.4

2406.2

2473.4

2464.3

2464.5

2387.7

2453.0

2435.1

P25

2388.0

2389.0

2481.3

2419.4

2374.2

2377.8

2484.7

2412.2

P50

2398.7

2471.8

2443.8

2438.1

2383.3

2453.0

2426.1

1420.8


2.3实验分析

2.3.1关于再生混凝土抗碳化性

    如表3所示,为随时间变化的碳化深度与28d的强度??梢钥闯鏊孀攀奔涞耐埔?,混凝土试块的碳化深度在逐渐变大;再生混凝土的抗碳化性比普通混凝土稍微差一点,主要原因可能是再生混凝土的骨料存有一定的裂缝,使得在碳化过程中更容易让二氧化碳通过,其抗碳化的能力略差。

2.3.2再生混凝土的冻融循环试验

    整个的冻融过程中,混凝土试块的外观会发生一些变化,进行25次的冻融循环后,混凝土试块的外观未发生显著的改变,但50次冻融循环之后,混凝土试块的表面会有表皮脱落的现象,伴随出现了一些微小的孔洞,甚至有的试块出现掉渣的现象。

注:Z25表示再生混凝土进行25次冻融循环,P50表示普通混凝土进行50次冻融循环

    通过表4可以看出,在相同的冻融循环次数下,再生混凝土冻融前后的质量损失大于普通混凝土的,这是因为再生混凝土中骨料的吸水率远远大于普通混凝土中骨料的吸水率。伴随着温度降低时,混凝土孔隙中的水分将会开始结冰,在此过程中水的膨胀会受限制于较大孔隙中冻结水分产生制约。而再生混凝土因骨料自身存在着较多的裂缝空隙,所以其会发生冻胀而正好缺少缓解膨胀压力的自由孔隙,当静水的压力作用在孔隙壁上时就会产生相对大的抗拉强度,扎样达到混凝土的极限抗拉强度的机会就会更加的大,所以这样再生混凝土的表面脱落就越多,即混凝土试块的破坏就更加的严重.

3        总结

通过本次试验,可以看出再生混凝土还存有较多的问题,再生骨料基本的性能满足国家标准可以使用,由于实验条件的限制,此次试验只是初步探讨了制备再生混凝土的理论可行性,经过改变其制备工艺(如掺加粉煤灰、适当改变再生骨料的取代量等),会使再生混凝土得到更加广泛的应用,下一步还需要进一步细化实验的方案,更加仔细的研究再生混凝土的性能。

 

参考文献:

[1] 陈永刚,曹贝贝.再生混凝土国内外发展动态[J].国外建材科技,2004,25(3):4-6.

[2] 王 兆,杨 锐.再生碾压混凝土在工程中的应用研究[J].四川建筑科学研究,2011,( 5) : 240-243.

[3] 肖建庄,李佳彬,兰 阳.再生混凝土技术研究最新进展与评述[J].混凝土,2003,( 10) : 17-20.

[4] 董 祥.碾压混凝土在道路建设中的应用及施工技术[J]. 路基工程,2008,( 3) : 15 -17.

[5] 朱红兵,赵耀等. 再生混凝土研究现状及研究建议[J].公路工程,2013,38(1):98-101.

[6] 卫国祥,雷颖占.混凝土再生骨料的研究分析[J]. 四川建筑科学研究,2006,32( 8) : l15-l17.

[7] 杨晓光,郝永池,薛 勇.再生骨料基本性能的研究[J].混 凝 土,2012,(2):66-66.



 

 
 

北京灵感科技发展有限公司
专家热线:13501124631   网址:网上娱乐城送77    地址:北京市海淀区玉渊潭路18号  
版权所有 未经授权禁止复制或建立镜像
备案号:辽ICP备11005969号