不同粗骨料取代率的寒冷地区再生混凝土抗压强度试验研究.docx

不同粗骨料取代率的寒冷地区再生混凝土抗压强度试验研究 摘要：本文系统地研究了再生粗骨料混凝土的抗压强度与水灰比、粗骨料取代率以及龄期之间的关系。通过与天然粗骨料混凝土进行对比试验分析得出：再生混凝土的抗压强度随龄期的发展规律接近于普通混凝土；再生混凝土的抗压强度与再生粗骨料取代率的关系密切；再生混凝土的抗压强度与水灰比变化的规律不尽一致。 关键词：再生混凝土；抗压强度；骨料取代率 Abstract: The paper studies the recycled coarse aggregate concrete compressive strength and water cement ratio, coarse aggregate replace rate and the relationship between the aparative tests analysis: recycled concrete compressive strength of cement with the developing rule of close to normal concrete; Recycled concrete compressive strength and recycled coarse aggregate replace rate is closely; Recycled concrete compressive strength and water cement ratio and change rules uneh; aggregate replace rate 中图分类号：TU459+.1 文献标识码：A文章编号： 1 试验概况 1.1 原材料 本文所用的再生混凝土粗骨料来源于1986年建造的佳木斯市百花园住宅建筑的地基基础梁部分，经人工破碎而成，原混凝土设计强度为C30，最大粒径为31.5mm。天然骨料选用连续级配的碎石，最大粒径为31.5mm。细骨料为天然河砂，过筛后取粒径在 4.75mm 以下的砂备用。水泥选用浩良河水泥厂生产的425普通硅酸盐水泥。水为自来水。 1.2 混凝土配合比设计 为使试验结果对比性强，本文试验中各组混凝土均采用水灰比0.4，且使用相同的配合比。鉴于目前再生混凝土还没有统一的配合比设计规范，本文采用天然骨料混凝土配合比设计方法，完全按照普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2000执行。试验结果表明，这样操作是可行的，再生混凝土的强度能达到设计强度值。表1为本文所采用的混凝土配合比。 表1混凝土配合比 注：此配合比中水的质量不包括润湿再生骨料用水。 2试验结果与分析 2.1试验现象 综合试验过程中观察到的现象，可得出，不同取代率的各组再生混凝土的加载过程中直至破坏时的形态基本相同。在立方体抗压强度试验加载初期，各试块表面并未发现有裂缝出现。但是随着荷载继续增大，试块内的应力不断增加，试块中开始出现裂缝。开始出现的裂缝靠近试块的侧表面，在试块高度中央为垂直方向，并沿斜向往上、下端发展，至加载面处转向试块角部，形成正倒相连的“八”字型。随着荷载的连续增加，新的裂缝逐渐向里发展，表面混凝土开始外鼓、剥落，最终的破坏形态为正倒相连的四角锥。 再生混凝土立方体试块的破坏断面主要集中在粗骨料的界面，未发现粗骨料被劈裂开的情况，表明再生混凝土的破坏形态与普通混凝土比较接近。从破坏形态来看，再生混凝土破坏基本上为粗骨料和水泥凝胶体面之间的粘结破坏，但在试验中也发现有一些再生混凝土试块表面出现较大的脆性，这在再生粗骨料取代率较大时比较明显。因此，对再生混凝土试块表现出的脆性这种情况，应该进一步的研究。 2.2结果分析 图1给出了再生粗骨料取代率对再生混凝土抗压强度的影响关系，从图上可以看出，随着龄期的增长，再生混凝土的强度不断增长，其变化规律和普通混凝土没有太大区别。随着再生骨料取代率的增加，再生混凝土28d抗压强度变化规律总体呈上升趋势，其中30取代率的抗压强度最小,为46.0Mpa，100完全取代率的抗压强度最大为49.11MPa。 图1 取代率与再生混凝土抗压强度的关系队 图2 龄期与再生混凝土抗压强度的关系 图2为龄期与再生混凝土抗压强度的关系图，从图中可看出，混凝土试件的3d抗压强度随再生粗骨料取代率的增加而呈现降低趋势，当养护至7d时，除C-100组再生混凝土的抗压强度与C-0混凝土基本一致外，其它三组再生混凝土的抗压强度仍低于C-0组混凝土，但相对于3d时抗压强度，7d抗压强度变化规律是：取代率越高，其强度增长速度越快，所以出现了这两个龄期的再生混凝土组抗压强度变化趋势线相反的现象，此时，C-3的强度值最小。28d的抗压强度变化趋势与7d相似，此时，C-3组混凝土的抗压强度最低，C-100组混凝土的抗压强度最高。至56d ,C-100组混凝土的抗压强度已明显高于C-0组混凝土，C-50、C-70组再生混凝土的抗压强度略低于C-0组。 综合图1与图2可得出，再生混凝土抗压强度值的变化规律随着再生骨料的取代率的增加呈略微下降趋势，但降低幅度一般在5以内。试验分析再生混凝土抗压强度下降的原因有以下两个：一是再生骨料表面环境不利于水泥石和再生粗骨料间粘结强度的发展 ，再生粗骨料与新旧砂浆之间粘结较为薄弱；二是再生粗骨料内部出现了积累损伤，在轴向压力作用下，骨料损伤部位容易出现应力集中。而导致再生混凝土强度提高的原因，可能是再生骨料表面粗糙，界面啮合能力强，一定程度上改善了界面的性能，再生骨料与新拌水泥浆之间可能有较好的相容性，彼此存在发生化学反应的可能。 当再生骨料取代率为100时配制的再生混凝土的抗压强度较高，明显大于其他取代率再生混凝土的抗压强度。试验分析认为，由于在混凝土拌和物初期再生骨料恰好吸收多余的水分，使水泥浆体中水灰比降低，从而使再生混凝土强度较高；也可能是由于此时混凝土骨料的级配最佳造成的。 当龄期在028 d 时， 普通混凝土抗压强度的增长速率明显快于再生混凝土。分析其原因可能是再生混凝土中再生粗骨料空隙率较高，并且表面环境比天然骨料差，使得水泥石和骨料间的粘结强度较弱，从而导致再生混凝土抗压强度增长较慢。 但当龄期在 2856d 时， 再生混凝土的抗压强度增长速率明显快于普通混凝土，其原因是在拌和再生骨料过程中吸收的一部分拌和水会随着水泥水化的进行而释放出来，从而促进了再生混凝土抗压强度的发展，表现为再生混凝土的长期抗压强度增长速率较普通混凝土快。 3结论 （1）再生混凝土的破坏形态与普通混凝土相似，破坏基本上均属于粗骨料和水泥凝胶体面间的粘结破坏。但是再生混凝土破坏时的环箍效应没有普通混凝土那么明显。 （2）再生粗骨料取代率与再生混凝土的抗压强度密切相关，100%取代的再生混凝土的最终抗压强度高于普通混凝土，而其它取代率的再生混凝土的抗压强度则随着取代率的增加而呈现降低趋势，但最大降低不超过5%。 （3）再生混凝土抗压强度随龄期的发展规律与普通混凝土基本相同，但是在28 d龄期后，再生混凝土的抗压强度仍有较大的增长。 参考文献： 普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2000S.中国建筑工业出版社,北京. 张学兵，邓寿昌，邓旭华，王智超. 影响再生混凝土强度几个主要因素的试验研究 J . 湘潭大学自然科学学报，2005，27(1)：129-133. 肖建庄，李佳彬，兰阳.再生混凝土技术最新研究进展与评述J.混凝土,2003,25(10):17-20,57. 张利娟,徐亦冬.