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浅谈再生骨料的性质对再生混凝土性质的影响

2018-03-29

四川水泥 2018年1期
关键词:吸水率砂浆骨料

(内蒙古建筑职业技术学院, 内蒙 古呼和浩特 010070)

在建筑工程建造过程中,混凝土是其中用到最多的人造材料。而在混凝土原料中,骨料用量在其中使用量又占据首要地位。一般来说,生产1m3混凝土所花费的砂石骨料约为 1800kg。长期以来,由于砂石骨料来源广泛,且砂石骨料的价格较低,因此被认为是取之不尽的,这导致人们在使用的时候缺乏节约意识,导致资源枯竭问题日益显著[1]。另外,我国每年都有大量建筑物因达到使用年限或由于建设需要而需要拆毁。废弃建筑物导致废弃混凝土量增多,若没有妥善处理,就会导致出现环境污染。废弃混凝土中砂石骨料含量较多,可以将这些骨料回收,加工成碎块,代替碎石作为骨料继续使用。这样既可以对废弃混凝土妥善处置,又可以在建设时期代替部分天然骨料的使用,缓解了天然骨料不足的问题。

一、再生混凝土概念

(一)再生混凝土概念

再生混凝土是指再将建筑垃圾破碎清洗后作为混凝土骨料使用,可代替部分天然骨料使用。再生骨料按照尺寸大小划分,可以划分为再生粗骨料、细骨料。一般来说,粒径超过4.7mm的骨料为再生粗骨料,粒径小于4.7mm的骨料为再生细骨料。再生骨料是天然骨料、、硬化砂浆的黏合体,外观上多为再生骨料表明裹有砂浆,部分与砂浆完全脱离的石子,还有部分为砂浆颗粒,加上破碎过程中可能出现大量裂缝,导致砂浆的空隙率较高,表面密度较小,因此砂浆的吸水率较大,压碎指标较大[2]。从实验数据中可见,再生骨料表观密度相比较天然骨料约低10%左右,骨料的吸水率很高,压碎指标要显著高于天然骨料。

(二)再生混凝土与原生混凝土的性质差异

混凝土组成中有一项重要元素就是骨料,它在混凝土中占有重要地位,对混凝土性质产生很大影响。由于骨料来源及性质上的差异性,导致再生混凝土与天然混凝土性质差异也明显。首先,再生混凝土的强度要低于原生性的混凝土,这就导致两者在工作范围及力学性能上存在较大差异。当受剪破坏时,再生混凝土梁斜裂缝宽度要大于普通混凝土梁。对再生骨料取代率最高的试件,所取得的斜裂缝宽度最大,再生混凝土在相同荷载影响喜爱跨中桡度高大于普通混凝土梁[3]。随着再生粗骨料取代率增加,再生混凝土梁桡度进一步出现增大。加上再生骨料混凝土具有和易性差的特点,吸水率远远高于原生性混凝土,混凝土表面空隙较多,造成混凝土弹性模量降低。

二、再生骨料性质对再生混凝土性质产生的影响

(一)对混凝土塌落度及和易性产生的影响

再生骨料需要对废弃混凝土进行颗粒整形,整形后再生细骨料中微粉含量较高,导致再生骨料的吸水率要显著高于天然细骨料吸水性,这使得再生细骨料混凝土施工时,用水量高于天然骨料混凝土。若混凝土龄期较短,使用的部分水会被微细粉吸附,很难失去,因此不会对再生细骨料混凝土的使用收缩性产生影响。但随着混凝土使用龄期加长,被微细粉吸附的这部分水会在混凝土水化及干燥损失过程,导致再生细骨料混凝土的收缩值、干缩值都随着混凝土使用龄期的增长而逐渐出现提高,混凝土孔隙率也会出现提高[4]。而混领土塌落度与骨料吸水率增加呈现负相关关系,甚至也会导致再生混凝土所具有的和易性降低。但由于再生粗骨料中含有的水泥石会在使用过程中吸收一定水,导致再生粗骨料混凝土有效水胶略微低于天然骨料的混凝土。因此,再生粗骨料混领土所具有的收缩性能与天然骨料混凝土所具有的收缩性基本保持一致,再生粗骨料混凝土所具有的早期收缩量与后期收缩量与普通混凝土的收缩量也存在差异。

(二)再生骨料压碎指标的影响

由于再生骨料所具有的压碎指标相较于天然骨料,其指标要低 50%左右,因此会导致再生混凝土强度出现很大程度的降低,导致再生混凝土与传统类型的混凝土在力学性能及工作性能上都存在明显差异。如受剪受到破坏时,再生混凝土梁所具有斜裂缝平均宽度相较于普通类型的混凝土要更大,再生骨料取代率较高的试件,所具有的斜裂缝宽度也最大,再生混凝土无腹筋梁在一定荷载作用影响下,跨中桡度值相较于普通类型的桡度值也会更大[5]。另外,加上再生粗骨料取代率的不断增加,再生混凝土桡度也会出现进一步增大。

(三)再生骨料粒径的影响

首先,再生骨料粒径对再生混凝土强度产生的影响。当再生骨料粒径为25mm左右时,再生骨料混凝土所具有的抗压强度相对也是较低的。当粒径为 15mm或8mm时,混凝土强度则会出现提高。当粒径设置为35mm时,再生骨料混凝土具有较高的抗压强度。其表现出的基本规律为粒径越大,混凝土强度越低。这主要是由于随着再生骨料粒径增大,骨料本身强度是较低的,且骨料破碎后也存在较大损伤可能性。而粒径为 35mm时,再生骨料混凝土抗压强度会达到最高,这主要是由于废弃混凝土破碎时,其中含有的天然骨料很难进行破碎,导致该粒径段再生骨料中含有较高的天然骨料,使得再生骨料混凝土粒径为 35mm时,抗压强度得到提高。其次,再生骨料粒径对再生混凝土弹性模量产生的影响。当再生骨料粒径为 15mm时,由于再生骨料粒径的增大,再生混凝土本身的弹性模量会较大,这说明在这个范围的粒径段,随着粒径增大,配置的混凝土整体也会更密实,即各粒径骨料间填充度更好,至骨料空隙率达到最低,体系堆积密度这时也会达到最大,进而使得混凝土弹性模量大大提高[6]。而粒径范围在 35-40mm范围内的再生骨料混凝土,由于骨料粒径过大,且属于单一级配,粗骨料空隙完全可以有砂浆进行填充,使得混凝土整体密度显著降低,且导致弹性模量也会出现些微下降。

结语:

综上所述,由于再生骨料吸水率要显著高于天然骨料,导致再生细骨料混凝土收缩值及干缩值都会随着混凝土使用龄期的增长而提高,混凝土孔隙率也会出现提高。另外,由于再生混凝土所具有的碳化性能会低于原生混凝土碳化性能,因此建议可使用对颗粒整形后的再生骨料,使之与天然粗骨料的性质更为接近,使得再生混凝土工作性能得到很大改善。

[1]蒋群,夏晓舟,陈爱玖,章青.引气减水剂对再生混凝土力学性质的影响研究[J].三峡大学学报(自然科学版),2009,3103:46-51.

[2]高丹盈,张丽娟,芦静云,闫兆强.再生骨料混凝土配合比设计参数研究[J].建筑科学与工程学报,2016,3301:8-14.

[3]梁超锋,刘铁军,肖建庄,邹笃建,杨秋伟.再生混凝土悬臂梁阻尼性能与损伤关系的试验研究[J].土木工程学报,2016,4907:100-106.

[4]罗冬梅,杨虹,肖依英,李邦定.随机再生骨料增强混凝土受压应力-应变关系[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2014,3301:88-93.

[5]陈梦成,刘京剑,黄宏.方钢管再生混凝土轴压短柱研究[J].广西大学学报(自然科学版),2014,3904:693-700.

[6]郭鹏,韦万峰,杨帆,杨晓宇.再生集料及再生混凝土界面过渡区研究进展[J].硅酸盐通报,2017,3607:2280-2286+2292.

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