崔佳伟 刘 慈 李艾泽 邓佳卓 李珍淑*

(延边大学工学院，吉林 延吉 133002)



不同比例粉煤灰与硅灰对再生混凝土强度影响

崔佳伟 刘 慈 李艾泽 邓佳卓 李珍淑*

(延边大学工学院，吉林 延吉 133002)

将再生粗骨料以15%，25%，35%，45%的比例和再生细骨料以20%的比例按等量取代的方法加入混凝土中，探究了其对再生混凝土强度的影响，再将粉煤灰、硅灰以6∶4，7∶3，8∶2，9∶1的比例，等量取代25%和35%，加入混凝土中，研究其对混凝土和易性及抗压强度的影响，并分析了不同龄期的再生混凝土的抗压强度，筛选出了最优的配合比，为提高工业废料及建筑废物的利用率提供了理论依据。

再生混凝土，粉煤灰，硅灰，龄期，抗压强度

0 引言

随着各地城市化建设速度的加快，新旧建筑物的更替也随之加快，所带来的建筑垃圾处理问题也日益严重，再加上能源消耗的增加，如粉煤灰、硅灰等工业废料的处理问题也日益严重，在此背景下，再生骨料、工业废料已经日趋成为混凝土的主要取代材料，本次实验主要探究大掺量矿物掺合料在不同比例的情况下对混凝土力学性能的影响，从而筛选出最优的掺合比例，为再生混凝土的设计提供依据，提高经济效益和社会效益。

1 试验概述

1.1 试验材料与试验方案

表1 试验方案

1)试验材料。

水泥为盾石牌P.O42.5级普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5；再生粗骨料是将废弃混凝土试块通过颚式破碎机破碎后经清洗、破碎和筛分等处理而获得的粒径为5 mm～25 mm连续级配的再生碎石，其吸水率为5%；再生细骨料为粒径控制在0.16 mm～5 mm范围内的再生骨料，吸水率为5%；天然粗骨料为5 mm～25 mm碎石，天然细骨料为延吉产的河砂，细度模数为3.2，含水率为5.6%；粉煤灰为来自延吉市电厂表观密度2 200 kg/m3的一级粉煤灰；硅灰为比表面积为17 900 m3/kg的一级微硅粉；减水剂为奈系；拌合用水为自来水。

2)试验方案。

试验方案见表1。

本试验分为三部分共14组试块，每组试验制作150 mm×150 mm×150 mm的9个立方体标准试块。通过搅拌机搅拌、装模、振实后，放入标准养护室养护，测量龄期为7 d,28 d,56 d的试块抗压强度，分析数据后得出结论。

1.2 配合比设计

混凝土设计值为C30，因为混凝土中加入了大掺量的粉煤灰，再加上再生粗骨料的粒径在5 mm～25 mm的连续级配上，混凝土流动性大，坍落度为50 mm～130 mm，单位用水量为190 kg/m3，水胶比为0.52，砂率为0.54，见表2。

表2 配合比设计表

2 试验数据分析

实测抗压强度及其坍落度见表3。

表3 实测抗压强度及其坍落度

2.1 坍落度分析

由图1可以看到，在矿物掺合料取代率为25%时，随着粉煤灰从0%到90%所占比例的增加，混凝土的坍落度大致可视为逐渐增加，这主要是由于粉煤灰颗粒为圆球状，在一定范围内，能够有效地改善混凝土的和易性，从而增加混凝土的坍落度。但当矿物掺合料取代率为35%时，混凝土在粉煤灰不同比例的情况下几乎均比25%条件下低，也随着粉煤灰比例的增加，坍落度增加，这主要由于当矿物掺合料大掺量的取代水泥的条件下，调整混凝土和易性。

当粉煤灰在矿物掺合料中所占比例为70%时，矿物掺合料取代率为35%时，对混凝土和易性最有利。

2.2 强度数据分析

1)早期强度分析。 由图2可以看到，随着再生骨料取代率的增加，混凝土的抗压强度逐渐降低，且当取代率从35%增加到45%时，试件的抗压强度降低16.8%，这主要是由于再生骨料自身的缺陷，由于再生骨料在粉碎过程中，内部受到挤压，产生大量的微裂缝，且再生骨料存在很多孔隙。

由图3可以看到随着粉煤灰在取代矿物掺合料所占比例的增加，再生混凝土7 d抗压强度在25%，35%矿物掺合料取代率的情况下均逐渐下降，且35%取代率条件下的强度比25%低，主要原因是随着矿物掺合料取代率的增加，包裹骨料的水泥浆体减少，参与水化反应的水泥减少，因此混凝土强度相比较于不添加矿物掺合料有很大幅度的降低。

综上所述，大掺量的矿物掺合料以及再生骨料对混凝土的早期强度有非常不利的影响。

2)后期强度分析。 通过图4，图5可以发现，掺量在25%，35%的矿物掺合料对混凝土后期的力学性能有非常大的影响，并且，在28 d～56 d期间强度提高了22%～30%，并且粉煤灰与硅灰为7∶3时，抗压强度明显优于其他比例。

说明，当粉煤灰与硅灰比例在7∶3时，为最佳比例。

由图6可以看出，粉煤灰与硅灰按7∶3的比例，通过不同取代率的等量取代，对混凝土后期强度的影响，在20%～35%的区间内，矿物掺合料取代率每增加5%，7 d抗压强度就下降约8.3%，但是后期强度都有不同程度的增加。

3 结语

本文通过大掺量矿物掺合料对再生混凝土性能的影响实验研究得到如下结论：

1)大掺量矿物掺合料再生混凝土在再生细骨料取代率为20%，再生粗骨料的取代率为35%，矿物掺合料取代率为35%、粉煤灰与硅灰添加比例为7∶3时，可大幅度提高再生混凝土后期强度，并且通过加入连续级配的再生粗骨料，可以提高混凝土的流动性，改善混凝土的和易性。

2)粉煤灰在微观条件下，为玻璃球状，添加粉煤灰可以有效

改善混凝土和易性，但是，在水胶比一定的条件下，通过等量取代的方法，加入大掺量的粉煤灰会降低混凝土的流动性，在本实验中，矿物掺合料取代率每增加5%，其坍落度就减小30 mm。

3)在大掺量的矿物掺合料中，复掺粉煤灰与硅灰的效果要明显优于单掺粉煤灰的效果，在本试验中，按照粉煤灰与硅灰7∶3的比例，可以有效提高再生混凝土的后期强度。

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Experimental study on strength of recycled concrete with different proportions of fly ash and silica fume

Cui Jiawei Liu Ci Li Aize Deng Jiazhuo Li Zhenshu*

(CollegeofEngineering,YanbianUniversity,Yanji133002,China)

By adding recycled coarse aggregate in the proportion of 15%, 25%, 35%, 45% and recycled fine aggregate in the proportion of 20% into concrete by the method of equivalent substitution to study its impact on strength of concrete. Secondly, by adding fly ash and silica fume are replaced by 25% and 35% in the proportion of 6∶4, 7∶3, 8∶2, 9∶1 into the concrete to study its impact on workability and compressive strength of concrete, analyse compressive strength of different maturities and screen the best mix proportion. So as to provide theoretical basis for improving the utilization rate of industrial waste and construction waste.

recycled concrete, fly ash, silica fume, maturity, compressive strength

1009-6825(2017)07-0106-03

2016-12-14

崔佳伟(1993- )，男，在读本科生； 刘 慈(1995- )，男，在读本科生； 李艾泽(1995- )，女，在读本科生； 邓佳卓(1996- )，男，在读本科生

李珍淑(1965- )，女，高级实验师

TU528

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