再生骨料混凝土凍融循環(huán)試驗研究

摘要：在實驗室用C20普通混凝土,經(jīng)28d后用破碎機將其破碎、篩選調(diào)配制成再生粗骨料與細骨料,以此再生骨料100%替代天然碎石和砂子制備再出生混凝土,探討了再生混凝土的耐久性能－抵抗凍融循環(huán)的能力。耐久性試驗用混凝土水灰比分別為0.45、0.65。結(jié)果表明,100%再生混凝土(簡稱RR混凝土)試件的凍融循環(huán)抵抗性與粗,細骨料置換率為0%的普通混凝土(簡稱NN混凝土)試件相比,相對動彈性系數(shù)和耐久性指數(shù)分別降低6%和9%,但都能滿足評價凍融循環(huán)抵抗性的最低指標。

關(guān)鍵詞：再生混凝土，耐久性系數(shù)，凍融循環(huán)

混凝土廢棄物一般多由于混凝土路面,橋梁以及建筑物的改建,解體拆除時產(chǎn)生。據(jù)專家估計,我國每年都要產(chǎn)生(3000～4000)萬t廢棄混凝土[1]。隨著國民經(jīng)濟的日益發(fā)展,廢棄混凝土的處理已經(jīng)成了很大的負擔。

填埋廢棄混凝土,只是一種低級處理辦法,而使它成為循環(huán)可利用再生資源,則有利于資源,能源的節(jié)約。因此,再生混凝土技術(shù)的有效利用,不久的將來會有很大的發(fā)展空間[2]。

本文將作為有效利用再生混凝土的一個環(huán)節(jié),對再生混凝土的耐久性之一即凍融循環(huán)抵抗性能做了基礎(chǔ)性試驗研究,探討再生混凝土實際應用的可能性。

1.試驗原材料

1.1再生粗骨料與細骨料

再生粗骨料與細骨料是在實驗室打澆普通C20混凝土(抗壓強度31.4MPa)為基準混凝土,經(jīng)1個月在空氣中散水濕潤養(yǎng)護后,用中小型撞擊式破碎機破碎,再經(jīng)5mm篩進行篩分后所得。5mm以上的骨料經(jīng)水沖洗曬干后當作再生粗骨料使用,5mm以下當做再生細骨料使用。表1為基準混凝土的配合比,圖1為經(jīng)破碎篩分后所得的再生骨料的照片。

經(jīng)篩分得出各個粒徑不同的再生粗骨料與細骨料之后,再生粗骨料根據(jù)日本再生骨料暫定性能基準(案)所規(guī)定的再生骨料的顆粒級配以及有關(guān)規(guī)范進行調(diào)配,圖2為調(diào)配后的再生粗骨料與細骨料的級配曲線。

從調(diào)配好的再生粗骨料與細骨料中抽出試料，根據(jù)JIS材料試驗有關(guān)規(guī)范測出其基本物理性質(zhì)，及粗細骨料的表觀密度、吸水率、單位容積質(zhì)量以及細度模數(shù)。再生粗、細骨料以及天然骨料的基本材料性質(zhì)如下表2。

1.2再生混凝土

本試驗以100%再生粗骨料與細骨料來替代天然的石子和砂子，以水灰比0.45、0.65為變動因素。因再生混凝土的配合比在規(guī)范上沒有明確的規(guī)定，所以，本試驗經(jīng)多次試配，滿足混凝土和易性的基礎(chǔ)上最后確定了再生混凝土的配合比。表3所示水灰比0.45、0.65時再生混凝土以及對比用普通混凝土的配合比，表4所示水灰比0.45、0.65時各混凝土的力學性能。

水泥用日本水泥株式會社生產(chǎn)的早強波特蘭水泥，添加劑為高性能ＡＥ減水劑，多羧酸系化合物(Polycarboxylatecompound)標準形Ⅰ種，水為普通自來水。

采用強制式攪拌機攪拌混凝土，攪拌混凝土之前，因再生粗，細骨料吸水量大，提前使其適量吸水，達到表干狀態(tài)，以免攪拌混凝土時因吸水過多而影響混凝土的水灰比以及和易性。高性能ＡＥ減水劑加上水的質(zhì)量算總用水量，攪拌時先倒入再生砂子和水泥,攪拌30s，然后倒入水再攪拌60s，最后倒入再生碎石攪拌60s。攪拌完的混凝土立即測出其坍落度與空氣量(按體積算出)，并觀察其保水性與粘聚性，在滿足整體和易性要求之后，灌入其模具內(nèi)制成試件。

試件經(jīng)24h拆模后在標準養(yǎng)護室內(nèi)養(yǎng)護28d,試驗時最高溫度以及最低溫度嚴格控制在℃以及(－18±2)℃,一次凍融循環(huán)時間控制在3h～4h。每達到25次左右凍融循環(huán)之后,測出其共鳴震動數(shù)以及質(zhì)量，耐久性指數(shù)按照下列公式計算。

2.試驗方法

本試驗是根據(jù)日本工業(yè)規(guī)格JISA1148規(guī)定的凍結(jié)融解試驗A法[3](水中凍結(jié)融解試驗方法)在一定的溫度條件下即凍結(jié)溫度－18℃,溶解溫度5℃,經(jīng)過一定次數(shù)的凍融循環(huán)之后,測定出試件撓度震動的一次共鳴震動數(shù)以及質(zhì)量,并算出其相對動彈性系數(shù)(Relative dynamicmodulusofelasticity)、耐久性指數(shù)(durabilityfactor)以及質(zhì)量損失率。當試件的相對動彈性系數(shù)降低至60%時,即終止試驗,試件的凍融循環(huán)次數(shù)原則上不低于300次。

3.試件的形狀,尺寸

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