論文導讀：將再生混凝土高性能化,開發(fā)商品混凝土,可極大地推廣再生混凝土在工程中的應用。HP再生混凝土配合比設計的理論依據是在配制再生混凝土技術的基礎上,通過HPC的配制技術進行修正。
0.引言
將再生混凝土高性能化,開發(fā)商品混凝土,可極大地推廣再生混凝土在工程中的應用。高性能混凝土是以耐久性能為主要指標。目前業(yè)界還沒有統(tǒng)一、明確的定義,但大多數學者認為其是一種應該保證拌合物的高工作性、硬化后的高強度以及使用過程中優(yōu)良的耐久性等特點的混凝土。
1.當前高性能再生混凝土的途徑
采用優(yōu)選的材料,如高效減水劑,優(yōu)質骨科,高強度水泥,高活性混合材;設計合理的配合比,如較小水膠比,選擇合理砂率,減小用水量等。由于廢棄混凝土來源不一,導致再生骨料質量參差不齊,因而很難保證骨料的優(yōu)質性能。本文將主要通過后一種途徑結合再生混凝土的配制技術,通過摻加高活性混合材和高效減水劑初步配制出了工作性良好,強度達到60MPa的高性能再生混凝土。
2.試驗
2.1原材料
(1)骨料粗骨料全部采用長治市城市道路改建的廢棄混凝土骨料(WCA),吸水率為9.15%,粒徑為5~25mm,級配良好;細骨料采用本地人工砂,細度模數為2.8吸水率為4%。(2)水泥(C)和水(W)水泥采用山化天脊生產的42.5R普通硅酸鹽水泥,混凝土攪拌和養(yǎng)護用水為長治市飲用自來水。科技論文。(3)粉煤灰(FA)采用漳澤電廠產的Ⅱ級粉煤灰,細度為5090cm2/g。(4)減水劑采用荼系高效減水劑FDN。
2.2配合比設計
2.2.1理論依據
HP再生混凝土配合比設計的理論依據是在配制再生混凝土技術的基礎上,通過HPC的配制技術進行修正。HPC配合比的參數主要有水膠比、漿集比、砂率和高效減水劑摻量。(1)水膠比(W/B,其中B為膠凝材料用量,包括水泥C、粉煤灰FA用量之和)低水膠比是HPC的配制特點之一�？萍颊撐�。為達到混凝土的低滲透性以保證其耐久性,無論設計強度是多少,HPC的水膠比一般都不能大于0.40,以保證混凝土的密實。(2)漿集比水泥漿和集料的比例為漿集比。根據經驗,高性能混凝土中膠凝材料總用量應不超過550kg/m3,并隨混凝土強度等級下降而減少,為了保證高性能混凝土的耐久性,膠凝材料總用量也不能低于300kg/m3。根據國內外有關研究報告和工程實踐資料,建議配制C50~C70的高性能混凝土,可單獨摻加15%~30%的優(yōu)質粉煤灰或20%~50%礦渣代替水泥;配制C80以上的混凝土,可用5%~10%的硅灰和15%~35%的優(yōu)質粉煤灰或礦渣混合摻入。(3)高效減水劑摻量高效減水劑的摻量要根據混凝土坍落度來確定。一般情況下,用量越大,坍落度增加越高,但超過一定量后效果不再顯著,也不經濟。高效減水劑均有其最佳摻量,大多數在1%~2%之間。(4)砂率一般而言,隨著混凝土砂率的增加,強度呈增長的趨勢,而彈性模量則呈下降趨勢。高性能混凝土的砂率可根據膠凝材料總用量,粗細集料的顆粒級配及泵送要求等因素來選擇。
2.2.2試件制備
為了研究HPRAC的特性,本試驗對比配制了兩個系列的配合比,分別為RAC和HPRAC.其中HPRAC配合比設計是在RAC配合比的基礎上,保證骨料總用量和膠凝材料總用量相同,通過調節(jié)水膠比和合理砂率以及摻入高效減水劑獲得的。再生骨料取代率為100%
3.試驗結果分析與討論
3.1拌合物工作性能
為了保證施工的方便和混凝土的澆灌質量,新拌混凝土拌合物必須具有良好的工作性能,因此在混凝土澆注成型之前對新拌混凝土拌合物進行了坍落度的測試。
在相同骨料總用量和膠凝材料總用量的各組中,HPRAC的坍落度比RAC的坍落度值要大得多,且都達到180mm以上,即均達到了高性能混凝土高流動性的工作性能要求,這是由于前者采用了合理砂率并且摻入了粉煤灰和高效減水劑,顯著改善了混凝土拌合物的和易性。因此,通過適當的途徑,如在配制再生骨料混凝土時摻入粉煤灰、礦渣粉等微細礦物摻料和加入高效減水劑,再生骨料混凝土完全可以獲得良好的工作性能,實現高性能化,并滿足泵送商品混凝土的要求。
3.2抗壓強度
混凝土的立方體抗壓強度fcu采用150 mm×150 mm×150 mm的立方體試件,試驗測試按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T50081-2002)進行。試驗顯示HPRAC的受壓破壞過程和破壞形態(tài)與RAC的裂紋發(fā)展規(guī)律和破壞形態(tài)基本相同,HPRAC的立方體受壓破壞基本為界面破壞,幾乎未見到骨料破壞。
通過降低水膠比以及摻入粉煤灰后,在相同骨料總用量和膠凝材料總用量的各組中,HPRAC的立方體28d抗壓強度值比RAC要有顯著的提高,且均達到了60Mpa左右,即基本達到了高性能混凝土高強度的要求�？萍颊撐�。水灰比是影響混凝土強度的主要因素。
隨著水灰比的減小,再生混凝土強度逐漸增大,這一點與普通混凝土相似。此外,礦物摻合料(本試驗為粉煤灰)在常溫下能與硅酸鹽水泥漿中的氫氧化鈣發(fā)生反應,生成附加的水化硅酸鈣,使孔隙率顯著降低,從而提高混凝土的強度和耐久性。
3.3抗壓彈性模量
彈性模量是材料變形性能的主要指標,彈性模量的測試采用150 mm×150 mm×300 mm的棱柱體試件,在試件兩側高度的中線上對稱安裝2個千分表來測量試件兩側的變形,測量標注為100 mm,加載裝置采用200 t壓力機,混凝土的靜力受壓彈性模量Ec按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T50081-2002)進行。
HPRAC的彈性模量值比相應的RAC彈性模量值有一定程度的提高�；炷恋膹椥阅Ａ恐饕獩Q定于骨料種類和混凝土強度等級。密實的骨料具有高彈性模量。通常,混凝土中的高彈性模量粗骨料用量越高,混凝土的彈性模量越大。本試驗中,再生骨料的孔隙率大,骨料彈性模量低,因此再生骨料用量越少,混凝土的彈性模量值越大。
4.結語
采用常規(guī)的材料,通過調節(jié)水膠比和合理砂率以及摻入粉煤灰、礦渣粉等微細礦物摻料和加入高效減水劑,可以使再生骨料混凝土獲得良好的工作性能,實現高性能化,其坍落度能滿足泵送商品混凝土的要求。高性能再生骨料混凝土的彈性模量值比普通再生混凝土提高不明顯。
參考文獻
[1]肖建莊.再生混凝土[M].中國建筑工業(yè)出版社,2008,38-39.
[2]劉數華,冷發(fā)光.再生混凝土技術[M].中國建材工業(yè)出版社,2007,121-129.
[3]馬保國.高性能混凝土配合比設計及其存在的問題.武漢:武漢理工大學,2004.
[4]趙國藩.高性能混凝土發(fā)展簡介[J].混凝土, 2002,(4):1-2.
[5]馮乃謙.高性能混凝土[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1996:6-7.
[6]吳中偉,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中國鐵道出版社,1999:62-116.
