再生混凝土配合比及其耐久性研究.docVIP

再生混凝土配合比及其耐久性研究 　　[摘要]本文研究了再生粗骨料掺量、粉煤灰取代水泥量以及水灰比对再生混凝土抗压强度和坍落度的影响。提出了其的最佳配合比,并选出坍落度和强度均比较高的三组混凝土做耐久性的试验研究。 　　[关键词]正交设计试验；配合比；再生粗骨料；耐久性 　　中途分类号：A715 文献标识码：A 文章编号： 　　 　　1前言 　　再生混凝土具有减少建筑垃圾对环境的污染以及降低天然砂石料开采量和开采能耗等特点，因此近些年来对再生混凝土的研究以及应用开发受到建设工程界人士和政府有关部门的关注。 　　2试验的研究思路 　　建筑垃圾再生混凝土的配比参数多以及影响因素广，只靠经验已经是不能够科学地安排试验和选取最佳配比，所以本文通过借助正交试验来设计这一现代应用数学方法，来安排以及设计建筑垃圾再生混凝土的配比试验方案，分析试验成果，以此来选择最佳配比。 　　3试验原材料的性质 　　3·1再生粗骨料 　　再生粗骨料中的废砖含量大概是31%,废混凝土块含量约为66%,废瓦含量约为3%。其各项性能指标见表3·1。 　　 　　3·2再生细骨料 　　建筑垃圾破碎后小于4·75mm的颗粒作为再生细骨料。其各项性能指标见表3·2。 　　 　　3·3天然骨料 　　 　　3·4粉煤灰 　　本次试验所采用的粉煤灰是北京市石景山电厂的活化II级粉煤灰。其各项性能指标见表3·4。 　　 　　3·5水泥 　　北京市兴发水泥有限公司的拉法基牌普通硅酸盐水泥,标号为P.O42·5。其各项性能指标见表3·5。 　　 　　3·6外加剂 　　减水率为28%、含气量为2·3%的聚羧酸减水剂。 　　3·7拌和水 　　试验室中的自来水 　　4正交试验设计 　　4·1选择因素———水平 　　A———水胶比 　　B———粉煤灰取代水泥的量 　　C———再生粗骨料取代天然石子的量 　　D———再生细骨料取代天然砂的量 　　表4·1因素水平表 　　因素(A) (B) (C) (D) 　　水平1 0·34 25% 40% 10% 　　水平2 0·38 30% 80% 20% 　　水平3 0·42 40% 100% 30% 　　4·2选择正交表 　　选择正交表L9(34)设计试验,结果示于表4·2。 　　 　　4·3试验结果 　　 　　4·4强度分析 　　4·4·1点图分析 　　将每个因素的3个强度平均值k1、k2和k3点在图4·4 　　上,从图中可以得出如下结论: 　　(1)水胶比越小,强度越高,以水胶比为0·34最好; 　　(2)粉煤灰掺量为25%时,28天强度最高; 　　(3)再生细骨料掺量为10%时,28天强度最高; 　　(4)再生粗骨料掺量为40%时,28天强度最高。 　　综合起来,当水胶比为0·34,粉煤灰掺量为25%,再生细骨料掺量为10%,再生粗骨料掺量为40%时,再生混凝土的28天抗压强度最大,即L1组为最佳配合比组合,28天抗压强度达47·7MPa。 　　 　　图4·4再生混凝土28天强度与各因素水平关系 　　4·4·2结论与分析 　　a)再生粗骨料掺量是对混凝土强度影响最大的因素,随着再生粗骨料掺量的增大,混凝土强度明显下降。这是因为再生骨料中含有水泥砂浆和砖块,本身的强度比较低。此外,再生骨料的棱角多,表面粗糙,且在破碎过程中其内部往往会产生一定尺寸的裂纹,这些再生骨料的原始缺陷都使得再生骨料的掺量增大,再生混凝土的强度降低。 　　b)本试验成功配制出了28天强度达47·7MPa的混凝土,这表明,通过设计合理的配合比,可以弥补再生骨料的原始缺陷。因为除了骨料本身的强度对混凝土强度产生影响外,界面结合力也对混凝土强度产生重要的影响。再生骨料混凝土表面包裹有水泥砂浆,使再生骨料与新拌水泥砂浆之间的弹性模量差别变小,同时,再生骨料的亲水性强,能很快被水润湿,再生骨料表面的许多微裂缝会吸入新的水泥颗粒,使接触区水化更完全,形成致密的界面结构。由于界面结合得到加强,因再生骨料强度而导致的再生骨料混凝土强度的降低得到一定的补偿。另外,再生骨料的表面粗糙程度比天然骨料有所增大;在建筑垃圾破碎的过程中,部分石子因受力而沿纹理开裂,既增加了新的粗糙表面,又增加了棱角效应;同时,筛分过程也会淘汰原有骨料中的软质颗粒及粒形不良颗粒。这些增大粗糙程度,增大棱角效应,粒形的改善等特点都使再生骨料的性能得到了优化。此外,再生骨料中含有30%的砖,碎砖骨料表面粗糙,有较强的吸水能力,有利于改善混凝土界面粘结,提高整体强度。其吸水能力强,又可做为水分储存器,先吸入一部分水分,在以后的养护过程中又将水释放出来,有利于水泥的充分水化。再生骨料的这些优点一定程度上弥补了再生骨