再生大骨料掺量影响自密实堆积混凝土的试验研究

2018-08-30李文星冯俊玲刘冬冬

水利科技与经济 2018年2期

李文星，冯俊玲，刘冬冬

(1.河北工程大学水利水电学院，河北邯郸 056021； 2.河北省邯郸市邱县水利局，河北邯郸 056000； 3.河北省邯郸市水文水资源勘测局，河北邯郸 056000)

0 引言

混凝土是当今世界上用量最大、使用范围最广的建筑工程材料，但随着混凝土浇筑量的不断增加，由此带来的资源消耗环境污染等问题也不容忽视。据统计，我国每年会产生约4 000×104t的建筑垃圾 , 其中有25%～45%为砖块。如若能将这部分废弃砖块回收作为混凝土的骨料 , 不仅可以节省垃圾处理费用，减少垃圾填埋占用的耕地面积 ,减轻环境污染 ,有着很好的经济效益和社会效益 , 而且可以实现近年来倡导的建筑行业可持续发展的需要。近些年来，高效减水剂的出现使配制自密实混凝土成为可能 ,自密实混凝土已成为混凝土技术的最新发展方向之一。

1 试验概况

1.1 材料

水泥：采用邯郸金隅太行水泥有限责任公司生产的“太行”牌P·C42.5复合硅酸盐水泥，依照《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)进行物理、力学性能检测，其物理、力学性能参数见表1。

表1 水泥的物理力学性能

粗骨料：采用粒径5～20 mm连续级配的碎石。

细骨料：采用级配良好的中砂细度模数为2.6。

粉煤灰：选用邯郸电厂生产的Ⅱ级粉煤灰，比表面积4 600 cm3/g，密度2.33 g/cm3。

水：选用普通城市自来水，水质的各项指标均符合混凝土拌和用水要求。

外加剂：选用聚羧酸高性能减水剂，具有减水、高保坍、增强等特点。

1.2 配合比及试验设计

试验采用《混凝土外加剂应用技术规范》(GB 50119-2013)中“混凝土外加剂形容性快速检验方法”，用上口径50 mm、下口径100 mm、高150 mm的砂浆扩展度筒测量初始以及30和60 min后的水泥砂浆扩展度，结果见表2。

表2 高效减水剂不同掺量的水泥砂浆扩展度

从表2结果可以看出，当聚羧酸高效减水剂掺量为0.60%左右时达到饱和点，其扩展经时损失率最低，本试验选用聚羧酸高效减水剂掺量为0.60%。

通过相容性试验外加剂掺量确定为0.60%，试验采用C25等级的自密实混凝土进行浇筑，其配合比见表 3。其中W/B=0.41，砂率Sp=0.440。对该配合比的SCC进行自密实性能检测，结果如下：坍落Slump=271 mm，坍落扩展度Slump Flowing=745 mm，力学性能见表4，其立方体抗压强度fcc28=39.07 MPa，棱柱体轴心抗压强度fca28=35.63 MPa。

表3 C25自密实混凝土配合比 /kg·(m3)-1

表4 自密实混凝土力学性能

1.3 再生粗骨料

再生骨料采用废弃的红砖，见图1。

1.4 试件的浇筑及养护

利用混凝土搅拌机拌制好C25自密实混凝土，然后将自密实混凝土注入钢模，边注入钢模边拋加再生骨料。在自然条件下养护28 d后，对其进行取芯试验。本试验进行了4组试件，所有试件均为一批浇筑完成。试件参数详见表4。

图1 废弃的红砖

试件编号掺加骨料种类掺加骨料的比例试件尺寸RFC-1废弃的红砖0330 mm×330 mm×800 mmRFC-2废弃的红砖25%330 mm×330 mm×800 mmRFC-3废弃的红砖50%330 mm×330 mm×800 mmRFC-4废弃的红砖75%330 mm×330 mm×800 mm

1.5 试验方法

对试件进行取芯，得到直径100 mm、高100 mm的圆柱体和直径100 mm、高200 mm的圆柱体，其抗压强度、抗折强度、抗劈裂强度、轴心抗压强度试验按照《普通混凝土力学性能试验方法》(GB/T50081-202)进行。试件放置及加载情况见图2。

图2 试件放置及加载情况图

2 试验结果及讨论

4组试件力学性能试验结果见表5。

4组试件加载过程中，均先出现竖向裂缝，试块表面的裂缝不断地发展，加载到一定程度表面混凝土开始剥落，并且开始出现再生大骨料的断裂、破碎。其中，红砖加的比例多的试件，剪切破碎的现象更为明显，且抗压试验时红砖先破裂。从抗压强度可以看出，1～4号试件抗压强度依次减小，从中得出再生大骨料堆石混凝土取决于红砖的加量。红砖的加量在25%以下时，其抗压强度和不加红砖的相差不多；当红砖加量高于25%时，其大骨料不会发挥很好的骨架作用，容易产生裂缝并被劈裂。