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实践技术:Ⅱ类再生粗骨料在C60高强混凝土中的应用

日期:2023-01-03 | 来源:中国振动机械网
近年来,由于环保的影响,天然砂石限制开采,砂石紧缺,价格居高不下,由建筑垃圾破碎的再生骨料的利用受到国家和地方政府的大力支持。

近年来,由于环保的影响,天然砂石限制开采,砂石紧缺,价格居高不下,由建筑垃圾破碎的再生骨料的利用受到国家和地方政府的大力支持。2020年5月,住建部印发《关于推进建筑垃圾减量化的指导意见》和《施工现场建筑垃圾减量化指导手册(试行)》作为当前和今后指导建筑垃圾源头减量化工作的重要文件,使建筑垃圾再生骨料的应用成为了今后的大热项目。但是由于简单破碎的再生粗骨料表面粗糙、吸水率大、压碎值较高、表观密度小,所以目前再生骨料还无法规模化利用。
 
本文研究管桩厂破碎的混凝土再生粗骨料,这种粗骨料的吸水率、表观密度和微分含量都属于一级再生骨料范围,只有压碎值略大于12%,因为绝大多数的再生骨料的压碎值都大于12%,属于Ⅱ类再生粗骨料范围。按JGJ/T240—2011《再生骨料应用技术规程》中规定只能应用于C40及以下强度等级混凝土,不允许生产C40以上强度等级混凝土,更不用说生产C60高强混凝土了。本文通过调整配合比,用部分优质Ⅱ类再生骨料替代石灰石骨料做C60高强混凝土试验,对比不同掺量的再生粗骨料对C60高强混凝土强度和状态的影响。
 
1 再生粗骨料的技术指标
 
根据GB/T25177—2010《混凝土用再生粗骨料》规定,按性能要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和 Ⅲ类,具体划分要求见表1。
 
2 原材料的选择
 
(1)水泥:唐山六九P·O42.5水泥,3d水泥抗压强度为30MPa,28d水泥抗压强度为56MPa,标稠用水量27.6%。
 
(2)矿粉:沧州黄骅港中铁S95级矿粉,比表面积407m2/kg,7d活性88%,28d活性101%。
 
 
(3)粉煤灰:黄骅港国华电厂F类Ⅱ级粉煤灰,烧失量0.7%,细度17%,需水量比 98%。
 
(4)细骨料:唐山迁西卵石破碎的机制砂中砂,性能指标见表2。
 
(5)粗骨料:唐山5~20mm连续级配石灰石骨料和5~20mm连续级配混凝土破碎的再生粗骨料,性能指标见表3和表4。
 
(6)外加剂:采用沧州金岩建材集团自产的高性能聚羧酸减水剂,减水率31%,固含量13%。
 
3 C60高强混凝土配合比设计
 
根据JGJ/T281—2012《高强混凝土应用技术规程》选择混凝土水胶比0.29,砂率 38%,单方混凝土胶材总量550kg,粗骨料的最大粒径不大于25mm,选择5~20mm 连续级配石子。综上考虑,经多次调整后初步确定配合比见表5。
 
注:总用水量160kg/m?包括外加剂中的水。
 
4 试验方法和试验结果
 
使用石灰石碎石掺不同比例的再生骨料碎石进行混凝土试验,对混凝土拌合物的出机坍落度、出机扩展度和状态,及1h后坍落度、1h后扩展度和状态进行对比,同时对混凝土的7d和28d抗压强度进行了对比。根据再生骨料碎石不同的掺量对C60高强混凝土状态和强度的影响,再重新调整配合比,使混凝土达到最佳状态和强度。不同掺量的再生粗骨料对C60高强混凝土状态的影响见表6。
 
试验表明,随着再生粗骨料掺量的提高,混凝土的出机坍落度和扩展度逐渐减小,同时 1h的混凝土坍落度损失加大。因为再生骨料的吸水率较高,吸附大量的水和外加剂,所以随其掺量提高,坍落度损失加大,流动性变差。混凝土的强度逐渐降低,且7d到 28d抗压强度增长变慢。因为再生骨料的压碎值较高,其强度低,7d时高强混凝土试块压碎后从石子开始破碎,到28d强度增长的只有胶凝材料,骨料同样是破碎的,所以强度增长缓慢,且逐渐降低。混凝土拌合物的状态逐渐显石子,砂率显小,因为再生粗骨料的表观密度比石灰石的小,相同质量的石子体积大,所以显石子多,同时容易漂浮在水泥砂浆的上面,更显得砂率较小。根据上述试配结果,为了提高掺再生骨料混凝土的和易性,降低坍落度损失和增加混凝土强度,因再生骨料吸水率高,适当提高用水量和外加剂掺量;随着再生骨料掺量的提高适当提高混凝土砂率;同时为了提高混凝土强度适当增加了水泥和总胶材用量;并根据实测调整了混凝土容重。调整后的混凝土配合比见表 7。调整后的配合比对混凝土性能影响见表8。
 
 
试验表明通过调整后掺再生骨料的C60高强混凝土的状态都能满足要求,和易性良好,坍落度损失变小,但即使是提高了水泥用量,混凝土的7d抗压强度比原来有所增加,但随其掺量的提高,28d抗压强度仍增速变缓,当再生骨料掺量超过60%,由于再生骨料压碎值高,高强混凝土7d抗压强度破坏主要是骨料处破裂,说明再生骨料的强度是混凝土中的薄弱环节,那么后期龄期再延长,或增加水泥用量调整配合比,也只是胶凝材料强度的变化,对混凝土整体强度无太大贡献,所以28d抗压强度增长变少。再生粗骨料掺量20%对C60高强混凝土的状态和强度影响最小,掺量40%和60%能够均能满足设计要求,虽然再生骨料掺量80%和100%的28d抗压强度也达到60MPa以上,但均未达到混凝土的28d抗压强度设计强度的1.15倍(69MPa),所以通过调整不同掺量再生骨料的混凝土的配合比,Ⅱ类再生粗骨料可以部分替代石灰石骨料用于生产C60高强混凝土,最大掺量不宜超过粗骨料的60%。
 
5 生产中使用再生粗骨料注意事项
 
(1)注意再生粗骨料中的杂质含量,再生骨料中不得有砖头、钢筋、木棍等杂物。
 
(2)选择C60高强用再生粗骨料要选择吸水率较低的废弃混凝土,微粉含量小于 0.5%,表观密度大于2450kg/m?。由于再生骨料的压碎值普遍较高,真正小于12%压碎指标的一类再生粗骨料较少,或者压碎值不稳定,所以生产高强混凝土的再生骨料的最大压碎指标不宜大于15%。
 
(3)再生粗骨料的吸水率比石灰石的要大,为了保证混凝土出机状态和坍落度损失,根据再生骨料的不同掺量应该适当增大水胶比和外加剂掺量。
 
(4)再生粗骨料的表观密度小,根据再生骨料的不同掺量应适当增加混凝土的砂率,满足和易性。
 
6 结论
 
(1)通过调整配合比使用Ⅱ类再生粗骨料可以部分替代石灰石骨料用于生产C60高强混凝土,但再生粗骨料掺量不宜超过60%。
 
(2)再生骨料的吸水率较高,随着再生骨料掺量的提高,混凝土的出机坍落度逐渐变小、坍落度损失逐渐加大。
 
(3)再生粗骨料的表观密度较小,随着再生粗骨料掺量的提高,混凝土逐渐露石子,砂率逐渐显小。
 
(4)再生粗骨料的压碎值较高,随着再生粗骨料掺量的提高,混凝土的抗压强度逐渐降低,C60高强混凝土7d到28d抗压强度增长率逐渐变小。
 
(5)再生混凝土粗骨料的价格较低,所以使用再生粗骨料替代石灰石骨料能大量减低混凝土的成本。
 

(6)保护环境。再生粗骨料是固体废弃物的一种,属于“建筑垃圾”回收利用,混凝土中掺部分再生骨料,缓解了环境的污染和建筑垃圾的排放。 


责任编辑:吴薇
本文关键词:砂石骨料 建筑垃圾 再生骨料
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