废玻璃对混凝土性能影响试验研究.docxVIP

随着新型产业布局和新型材料的快速发展,各种玻璃制品更换日益加快，产生的废旧玻璃制品也在急剧增加。一般这种废弃玻璃的处理方法是经过再加工制成新的玻璃，但再加工成本较高，利用率低，未能得到充分回收和有效利用，且很大一部分被作为垃圾丢弃。而将废玻璃配置成性能较强的废玻璃混凝土，不仅能提高企业的经济效益，对社会效益也能产生一定的影响。在改善环境、加强生态治理方面也将起到重要的作用，利用好废玻璃配置废玻璃混凝土对于降低原材料成本、降低能源和物耗都能起到助力作用。因此，掺入废玻璃生产的混凝土在实际应用中被广泛关注和重视。

本试验采用不同替代率的废玻璃，通过试验优化配合比，配制出C30废玻璃混凝土，使混凝土力学性能及耐久性能满足工程需求。

1原材料选择

1.1废玻璃选择

废玻璃经回收废旧玻璃制品，通过浸泡、清洗、除杂质等程序，将清洗干净的废玻璃通过人工破碎法进行破碎，先用工具将大块废玻璃敲碎，然后用碾子在敲碎的废旧玻璃上碾压多次，直至碾压后的废旧玻璃满足试验用粒径。将破碎后的废玻璃颗粒用标准4.75?mm方孔砂石筛过筛，再采用振筛机对颗粒进行分级筛分。

通过筛分试验发现，用于取代混凝土细骨料废玻璃粒径不宜过大，当废玻璃的粒径大于3?mm时，明显可见废玻璃颗粒呈破碎玻璃状，这种形态的废玻璃与混凝土配置时，可满足配置混凝土细骨料集配的需求，但因为这种粒径的废玻璃还保留原有玻璃的脆性，在拌和废玻璃混凝土时废玻璃极易发生断裂，从而影响废玻璃混凝土的力学性能。但随着颗粒粒径的减小，也降低了废玻璃颗粒断裂的发生。当废玻璃颗粒的粒径小于1.18?mm时，废玻璃颗粒的外观就发生了很大的变化，原有形态已改变，呈现出多角形颗粒状，若再经过研磨，废玻璃颗粒配置混凝土时将提高混凝土各项工作性能，玻璃特有的脆性也得到了很大的改善。综上所述，本次试验所选用废玻璃各集配的粒径质量比见表1，主要性能指标见表2。

表1废玻璃粒径分布

表2废玻璃主要性能指标

1.2其他原材料选择

（1）水泥：采用由唐山某水泥有限公司生产的P·O42.5水泥，主要性能指标见表3。

表3水泥主要性能指标

（2）矿粉：采用由天津某建材公司生产的S95级高炉矿渣粉，其28?d活性指数为101?%。

（3）粗骨料：采用由唐山玉田生产的采用5~20?mm连续粒级矿石，压碎指标为8.1?%，针片状含量为4.0?%，含泥量为0.4?%。

（4）外加剂：采用由天津市某混凝土外加剂公司生产的标准型聚羧酸高性能减水剂，其减水率为26?%，含固量为14.5?%。

（5）细骨料：采用天然砂，最大粒径为5?mm，细度模数2.8。

2配合比试验设计

2.1混凝土配合比

本试验设计的基准混凝土强度等级为C30。配合比设计依据JGJ/T?55—2011《普通混凝土配合比设计规程》等相关标准规范。

本次设计的废玻璃混凝土配合比主要原则及思路：为了验证废旧玻璃可以替代混凝土中细骨料的可行性，本试验采用7种废玻璃砂取代率，分别是0?%、10?%、15?%、25?%、50?%、75?%、100?%，混凝土配合比见表4。

表4C30废玻璃混凝土配合比??kg/m3

2.2混凝土拌合物性能试验

拌和好后分别测试其坍落度、扩展度和表观密度等混凝土工作性能，由于较大粒径的废玻璃颗粒表面光滑，且吸水率极低，掺入玻璃颗粒会大幅降低混凝土各项材料间的粘聚性及混凝土的和易性，但对混凝土的工作性有较大的提高。

随着掺入废玻璃细骨料的增加，混凝土的坍落度、扩展度也随之提高，主要是由于废玻璃颗粒界面光滑可降低浆体与骨料之间的摩擦，使混凝土流动性增大。而废玻璃中较细玻璃颗粒的吸水率较高，会将大量自由水吸收到颗粒内部。因此，当废玻璃替代率增加时，吸水量变化不大，在总用水量不变的情况下，混凝土的流动性略有提高，混凝土的坍落度呈增大趋势。

3试验结果与分析

3.1废玻璃混凝土基本力学性能试验结果

废玻璃混凝土抗压强度试验所用的标准抗压强度试件尺寸为100?mm×100?mm×100?mm，分别测试3?d、7?d、14?d、28?d、60?d的强度，按照GB/T50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》要求用TYE–3000B型压力试验机，按规定速率压至试件破坏，分别记录各组试件的破坏荷载，并计算出其强度，C30废玻璃混凝土立方体抗压强度见表5。

表5C30废玻璃混凝土立方体抗压强度?MPa

各组废玻璃混凝土试件在加荷试验过程中，3?d、7?d的试件变形比较平稳，仅出现微小裂缝，表层的玻璃混凝土脱落现象较少，且裂缝出现不多。随着龄期强度的增加（28?d、60?d），临近破坏荷载时，可以听见废玻璃混凝土破裂的声音，各种废玻璃混凝土试块最终的破坏形态基本一致。从表5可以看出，各龄期下废玻璃混凝土的标准抗压强度与废玻璃掺入