粉煤灰再生混凝土的物理力学性能研究(二).pdf

文章编号：1 0 0 9 9 4 4 1 ( 2 0 1 0 ) 0 3 一O 0 0 4 0 3 粉煤灰再生混凝土的物理力学性能研究( 二) 口口程清波1 ，王武祥2( 1 许昌大成建设( 集团) 有限公司，河南许昌4 6 1 0 0 0 ；2 中国建筑材料科 学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室，北京1 0 0 0 2 4 ) 中图分类号：x7 9 9 1 ；T U5 2 8 0 4文献标识码：A ( 接上期) 表7 粉煤灰掺量对R b C 性能的影响( R b 用量为4 5 ) R b C 配合r e _ q 。R b C 性能 编号 粉煤人工绝干密度吸水率抗压强度 R b 水泥水 灰砂 ( k s n 1 3 ) M P a 2 34 5O4 31 21 5 5l8 3 21 3 21 7 O 2 3 l 4 5 53 81 21 5 2l8 3 61 3 42 2 0 2 3 24 51 03 31 21 7 0l7 8 51 4 8 2 1 3 2 3 34 51 52 81 21 7 8l7 4 21 5 82 0 9 2 3 44 5 2 02 31 21 9 1l6 6 11 7 72 0 1 2 3 54 52 51 81 22 1 0l6 4 71 9 01 7 5 R b C 的绝干密度、吸水率和混合料拌和用水量 随粉煤灰掺量的变化趋势，与R b 用量为6 0 的 R b C 基本相同。当粉煤灰掺量为2 5 时，R b C 的绝 干密度降低1 0 1 ，吸水率提高4 3 9 ，混合料拌 和用水量增加3 5 5 ，变化幅度均高于R b 用量为 6 0 的R b C 。 2 2 4R b 用量为3 0 时R b C 的性能 表8 列出了R b 用量为3 0 时，不同粉煤灰掺 量下的R b C 配合比及性能。当粉煤灰掺量为5 、 1 0 、1 5 、2 0 和2 5 时，R b C 的抗压强度分别 提高1 4 1 、2 1 5 、1 3 6 、7 3 和2 3 。 其中粉煤灰掺量为l O 时，R b C 抗压强度处于最大 值；R b C 的抗压强度随粉煤灰掺量的变化趋势与R b 用量为6 0 和4 5 的R b C 很相似，但随着R b 用 量的减少，R b C 抗压强度增幅减小。 R b C 的绝干密度、吸水率和混合料拌和用水量 随粉煤灰掺量的变化趋势，与R b 用量为6 0 和 4 5 的R b C 基本相同。当粉煤灰掺量为2 5 时， R b C 的绝干密度降低9 5 ，吸水率提高3 8 7 ，混 表8 粉煤灰掺量对R b C 性能的影响( R b 用鼙为3 0 ) R b C 配合比 R b C 性能 编号 粉煤人工绝干密度吸水率抗压强度 R b 水泥水 灰砂( k g I n 3 ) M P a 2 43 05 81 21 4 2l9 0 l1 1 91 7 7 2 4 13 055 31 21 4 8 19 0 9 1 2 52 0 2 2 4 23 01 04 81 21 5 5l8 5 71 3 02 1 5 2 4 33 01 54 31 21 7 0l8 2 01 4 02 0 1 2 4 43 02 03 81 21 8 3l7 7 71 5 O1 9 0 2 4 53 02 53 31 21 9 0l7 2 11 6 51 8 1 合料拌和用水量增加3 3 8 。 2 2 5 小结 在R b C 中掺加粉煤灰后，其物理力学性能出现 显著变化。随着粉煤灰掺量的增加，R b C 的绝干 密度先增加至最大值( 粉煤灰掺量在5 左右) ，然 后逐步下降。随着R b 用量的降低，R b C 绝干密度 增幅减小，这与粉煤灰对R c C 性能的影响趋势基本 一致；R b C 的抗压强度先随粉煤灰掺量的增加而 提高，当达到最大值后，进一步增加粉煤灰掺量， R b C 抗压强度逐步下降。即使当粉煤灰掺量较高 时，R b C 的抗压强度仍处于正增长。随着R c 用量 的降低，粉煤灰对R b C 抗压强度的增幅减小；R b c 的吸水率和混合料拌和用水量随粉煤灰掺量的增加 显著提高；为保证R b C 的综合性能，粉煤灰掺量 宜控制在5 1 5 范围内。 2 3 粉煤灰掺量对R c b C 性能的影响 循环再生建筑垃圾时，由于技术和经济原因，废 混凝土和废烧结砖通常很难分开，即使是分开利用， 也是以某种组分为主，另一种为辅。本节将研究混 合再生原料总量不变、R c 与R b 比例变化时，粉煤灰 基金项目：“十一五”国家科技支撑计划项目( 2 0 0 6 B A J 0 2 8 0 5 ) ；国家“8 6 3 ”计划资助项目( 2 0 0 9 A A 0 3 2 3 0 1 ) 4 R e s e a r c h & A p p l i c a t i o no fB u i l d i n gM a t e r i a l s 万方数据 掺量对R c b C 物理力学性能的影响，研究结果对实 际应用更有价值。混合再生原料用量设计6 0 、 4 5 和3 0 等3 组。 2 3 1 混合再生原料总量为6 0 时R c b C 的性能 无论混合再生原料组成如何变化，掺加粉煤灰 的所有配比的R c b C 抗压强度均有所提高( 见图1 ) 。 但混合再生原料组成的变化，会影响R c b C 抗压强 度随粉煤灰掺量的变化趋势。当混合再生原料中 R c 含量较高时，R c b C 抗压强度先随粉煤灰掺量的 增加而提高，当超过适宜掺量后，进一步增加粉煤灰 掺量，R c b C 的抗压强度呈下降趋势，总体趋势与 R c C 基本一致；当混合再生原料中R b 含量较高时， 在粉煤灰设计掺量范围内，R c b C 的抗压强度随粉煤 灰掺量的增加而提高。显然，再生原料的组成将影 响粉煤灰对R c b C 抗压强度的增强效果。 蛊2 5 芝2 2 4 3 藿荔 = l 搴：； 1 6 1 5 1 4 粉煤灰掺量 图1 粉煤灰掺量与R c b C 抗压强度的相关性I 混合再生原料6 0 ) 图2 至图4 分别为粉煤灰掺量与R c b C 绝干密 度、吸水率以及拌和用水量的相关性。结果表明， R c b C 的绝干密度随粉煤灰掺量的增加而降低，吸水 率和混合料拌和用水量随粉煤灰掺量的增加而提 高，这个变化趋势与R c C 和R b C 基本一致。 ：、 鼍 ! 、 越 船 止 剜 萎翟 朝 1：；3 1 0 粉煤灰掺量 图4 粉煤灰掺量与R c b c 拌和水量的相关性( 混合再生原料6 0 l 2 3 2 混合再生原料总量为4 5 时R c b C 的性能 当混合再生原料总量为4 5 ，粉煤灰掺量取 5 、1 0 和1 5 时，R c b C 的抗压强度随粉煤灰掺 量的增加而同步提高( 见图5 ) ，这与混合再生原料 总量为6 0 时R c b C 的发展趋势不同。而且混合 再生原料用量为4 5 时，粉煤灰对R c b C 抗压强度 的增强效果明显优于混合再生原料总量为6 0 时。 当粉煤灰掺量从1 5 增加至2 0 时，R c b C 的抗压 强度呈下降趋势。 圣2 6 罢2 4 魁2 2 慧2 0 出1 8 辖1 6 1 4 1 2 粉煤灰掺蛩， 图5 粉煤灰掺量与R c b C 抗压强度的相关性( 混合再生原料4 5 ) 随着粉煤灰掺量的增加，R c b C 的绝干密度降 低，吸水率和混合料拌和用水量增加，该变化趋势与 R c C 和R b C 基本一致( 见图6 至图8 ) 。 o 暑 龟 = 、 艇 龆 牟 嗣 粉煤灰掺量， 粉煤灰掺量， 图2 粉煤灰掺量与R c b C 绝干密度的相关性( 混合再生原料6 0 )图6 粉煤灰掺量与R c b c 绝干密度的相关性( 混合再生原料4 5 ) 零1 8 瓤 !； 1 0 05l O1 5 粉煤灰掺蟹， 图3 粉煤灰掺量与R c b C 吸水率的相关性( 混合再生原料6 0 l 堡“ 轼 督： 1 1 1 2 1 0 粉煤灰掺量， 图7 粉煤灰掺量与R c b C 吸水率的相关性( 混合再生原料4 5 ) 建材技术与应用3 2 0 10 5 万方数据 堡2 1 9 0 咖1 8 载 1 3 1 2 l I 1 0 粉煤厌掺董， 图8 粉煤灰掺量与R c b C 拌和水量的相关性( 混合再生原料4 5 l 2 3 3 混合再生原料总量为3 0 时R c b C 的性能 当混合再生原料总量为3 0 时，粉煤灰对R c b C 的抗压强度、绝干密度、吸水率和混合料拌和用水量 的影响规律，与混合再生原料总量为6 0 和4 5 时基本一致，但R c b C 抗压强度增幅更大( 见表9 ) 。 表9 粉煤灰掺量对R c b C 性能的影响( 混合再生原料3 0 ) R c b C 配合比R c b C 性能 编号 粉煤人工绝十密度吸水率抗压强度 R e R b水泥 水 灰砂 ( k s m 3 ) M P a 5 l2 01 0O5 81 21 2 6l9 6 21 1 O1 6 1 5 l l2 01 055 31 21 2 5l9 9 71 1 O2 3 2 5 1 22 0 1 01 04 81 2 1 3 4l9 4 41 2 02 3 4 5 1 32 01 01 54 31 21 4 4l9 1 31 2 82 3 3 5 1 42 01 02 0 3 8 1 21 5 4l8 3 01 3 82 5 1 5 1 52 0l O3 03 31 21 7 Ol7 7 71 5 O2 3 6 5 2l O2 005 81 21 3 8l9 2 71 1 81 4 8 5 2 l1 02 05 5 3 1 21 3 Ol9 6 01 1 42 4 8 5 2 21 02 01 04 81 21 4 0l8 9 61 2 12 4 5 5 2 31 02 01 54 31 21 5 O18 4 41 3 52 5 5 5 2 41 02 0 2 03 8 1 21 6 817 8 01 4 92 2 4 5 2 51 02 03 03 31 2 1 8 017 1 51 6 2 1 5 5 2 3 4 小结 在R c b C 中掺加粉煤灰( 最大掺量为2 5 ) ，其 物理力学性能的变化规律与R c C 和R b C 基本一致。 突出表现在：即使粉煤灰掺量很高( 2 5 ) 时，粉 煤灰对R b c C 的增强效果仍然很明显，且随着混合 再生原料用量的降低，抗压强度增幅提高；粉煤灰 的适宜掺量随混合再生原料用量的增加而提高。 3 结论 3 2 随着粉煤灰掺量的增加，再生混凝土的绝干密 度会出现极大值。出现极值时的粉煤灰掺量通常较 低( 本研究在5 左右) 。绝干密度极值对应的粉 煤灰适宜掺量与抗压强度出现极值时的粉煤灰适宜 掺量不一致。 3 3 再生混凝土吸水率和混合料拌和用水量，随粉 煤灰掺量的增加而不断提高。 3 4 在实际制作再生混凝土时，应在综合考虑再生 混凝土物理力学性能、生产工艺、经济性的基础上， 确定最佳粉煤灰掺量。 参考文献： 1 王武祥建筑垃圾再生技术及其应用研究 J 建筑砌块 与砌块建筑，2 0 0 9 ，( 1 ) ：2 4 3 0 2 王武祥粉煤灰改性再生废砖骨料混凝土性能的研究 J 建筑砌块与砌块建筑，2 0 0 7 ，( 1 ) ：1 2 一1 4 S t u d y o nt h e P h y s i c a l a n dM e c h a n i c a l P r o p e r t i e s o ft h eR e g e n e r a t e dF l y - - A s h C o n c r e t e C H E N GQ i n g b 0 1 W A N GW u x i a n 9 2 ( 1 X u c h a n gD a c h e n gC o n s t r u c t i o nG r o u pC o L t d ， X u c h a n g ，H e n a n ，4 6 1 0 0 0 ，C h i n a ；2 S t a t e R u nK e y L a bf o rG r e e n e r y B u i l d i n gM a t e r i a l s ，C h i n aB u i l d i n g M a t e r i a l sA c a d e m y ，B e i j i n g ，10 0 0 2 4 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：H e r ei s a s t u d y o nt h e p h y s i c a l a n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o ft h e n a t u r a l l y c o n s e r v e d r e g e n e r a t e df l y a s h c o n c r e t e T h er e s u l tf r o mt h e s t u d y i n d i c a t e st h a t f i x i n g t h ea m o u n to ft h e r e g e n e r a t e dr a wm a t e r i a l sa n da d m i x i n gp r o p e ra m o u n t o ff l y a s hc a ni m p r o v et h ec o m p r e s s i o ns t r e n g t ho ft h e r e g e n e r a t e dc o n c r e t e a n dt h e i m p r o v e d e f f e c t s v a r y a c c o r d i n gt ot h ei n g r e d i e n t sa n dt h e i rd i f f e r e n ta m o u n t s o ft h er e g e n e r a t e dr a wm a t e r i a l s W i t ht h ei n c r e a s eo f t h ea d d e da m o u n to ft h ef l y a s h ，t h em a x i m u mv a l u e s o ft h eb o n e d r y n e s sd e n s i t ya n dc o m p r e s s i o ns t r e n g t h o ft h e r e g e n e r a t e d c o n c r e t e a p p e a r B u t w h e nt h e m a x i m u mv a l u e sa p p e a r ，t h ea d m i x t u r eo ft h ef l y a s h i sd i f f e r e n t T h ew a t e ra b s o r p t i o no ft h er e g e n e r a t e d 3 1 适宜掺量的粉煤灰可提高再生混凝土的抗压 c o n c r e t ea n dt h ew a t e rc o n s u m p t i o no ft h em i x t u r e s 强度，但对于不同组成、不同配合比的再生混凝土， k e e pr i s i n gw i t ht h ei n c r e a s eo f t h ea d m i x t u r eo f t h ef l y 粉煤灰的适宜掺量不同。再生原料的组成与用量影 一a s h W h e nt h er e g e n e r a t e dc o n c r e t ea n dt h ep r o d u c t s 响再生混凝土强度的发展趋势和粉煤灰的增强效 m a d eo fi ta l ep r e p a r e da n dp r o d u c e d ，t h em i x t u r eo f 果。 t h ef l y a s hs h o u l db ed e t e r m i n e dr e a s o n a b l y 6 R e s e a r c h A p p l i c a t i o no fB u i l d i n gM a t e r i a l s 万方数据 文章编号：1 0 0 9 9 4 4 1 ( 2 0 1 0 ) 0 3 0 0 0 7 0 3 粉煤灰活性激发与高性能混凝土流动性研究 口口綦春明，张志恒，左江波( 南华大学，湖南衡阳4 2 1 0 0 1 ) 摘要：采用不同的激发剂和激发方式，研究了粉煤灰高性 能混凝土的流动性。结果表明，采用硫酸盐和熟石灰复掺与 粉煤灰共同磨细，或硫酸盐与粉煤灰共同磨细的激发方式， 均能使混凝土有较好的流动性能，且两种方式的效果相当。 关键词：粉煤灰；活性激发；流动性 中图分类号：T U5 2 8 0 6 2 ；T U5 2 8 0 4文献标识码：A 引言 粉煤灰是高性能混凝土的理想矿物掺合料。 近年来，为了节约水泥，降低成本，其掺量已达到了 6 0 以上，远远超出了一些国家的标准和规程中将 粉煤灰掺量定为4 0 的上限要求心。J 。这主要归 功于两个方面的因素，一是粉煤灰的活性得到了提 高和充分发挥，二是高效减水剂的作用。目前，国内 外提高低等级粉煤灰活性的主要措施有机械磨细、 化学激发等方法M 。】，并取得了一定的效果。但从 目前的研究来看，在各种提高低等级粉煤灰活性的 措施中，对高性能混凝土流动性的影响方面的研究 甚少。本研究立足于现有的研究基础，在混凝土中 仅掺加粉煤灰一种矿物掺合料，激发方式为硫酸钠 单掺、单掺与粉煤灰一起磨细，硫酸钠与熟石灰复 掺、复掺与粉煤灰一起磨细等4 种方式，减水剂采用 聚羧酸类高效减水剂，通过对比试验来配制高性能 混凝土，分析各种激发方式、粉煤灰掺量等与混凝土 流动性的关系。 1 试验 I I 原材料 试验所用粉煤灰为湘潭粉煤灰厂生产的级 灰，水泥为衡阳“世达”牌P O4 2 5 水泥，实测2 8d 抗压强度为4 4 1M P a 。水泥和粉煤灰的化学成分 见表1 ，粉煤灰的物理性能指标见表2 。由表1 可知， 粉煤灰中S i 0 2 + A 1 2 0 3 + F e 2 0 3 1 7 0 ，而C a O 含量 1 0 ，该粉煤灰属于低钙粉煤灰Mo ( F 级) ；砂为 中砂，细度模数为2 7 ，粗集料为粒径5 2 0m m 的 石灰石碎石，压碎指标为7 8 ；外加剂为聚羧酸类 液态减水剂，掺量为胶凝材料总量的1 5 ；胶凝材 料的总用量取5 5 0k g m 3 ，粉煤灰掺量分别按胶凝 材料的5 0 、6 0 和7 0 掺加，等量取代水泥；激 发剂采用硫酸钠和熟石灰两种，掺量为粉煤灰总量 的1 5