再生混凝土性能研究与评述论文

再生混凝土性能研究与评述论文（精选9篇）

1.再生混凝土性能研究与评述论文 篇一

粉煤灰再生混凝土的物理力学性能研究(二)

摘要：(续上期) RbC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Rb用量为60 %的RbC基本相同.当粉煤灰掺量为25 %时,RbC的绝干密度降低10.1 %,吸水率提高43.9 %,混合料拌和用水量增加35.5 %,变化幅度均高于Rb用量为60 %的RbC.作 者：程清波 王武祥 CHENG Qing-bo WANG Wu-xiang 作者单位：程清波,CHENG Qing-bo(许昌大成建设(集团)有限公司,河南,许昌461000)

王武祥,WANG Wu-xiang(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,北京100024)

期 刊：建材技术与应用 Journal：RESEARCH AND APPLICATION OF BUILDING MATERIALS年，卷(期)：,“”(3)分类号：X799.1 TU528.04

2.再生混凝土性能研究与评述论文 篇二

一、混凝土强度及主要影响因素

混凝土工程是钢筋混凝土工程中的重要组成部分, 混凝土质量的好坏, 即对结构的安全, 也对结构物的造价有很大影响, 因此, 在施工中我们必须对混凝土的施工质量有足够的重视。

混凝土质量的重要指标之一是抗压强度, 从混凝土强度表达式不难看出, 水灰比计算公式如下:Rh=0.46Rc (C/W-0.52) 式中:Rh为混凝土的试配强度, Rc为水泥强度, C/W为灰水比, 即水灰比W/C的倒数, 其中C代表水泥, W代表水。从式中可以看出, 混凝土强度同水泥强度成正比, 同灰水比成正比, 即同水灰比成反比, (水灰比为灰水比的倒数, 1÷灰水比即为水灰比, 1÷水灰比即为灰水比) , 因此, 灰水比越大则水灰比越小, 混凝土强度越大则水灰比越小。综上所述, 影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比。要控制好混凝土质量, 最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两相关主要环节。此外, 影响混凝土强度还有其它不可忽视的因素。

粗骨料对混凝土强度的影响, 当石质强度相等时, 碎石表面比卵石表面粗糙, 它与水泥砂浆粘结性比卵石强, 当水灰比相等或配合比相同时, 两种材料配制的混凝土, 碎石的混凝土强度比卵石强, 因此, 对混凝土的粗骨料的研究是必要的。

二、再生骨料的基本性能

1. 再生骨料的堆积密度和表观密度

同天然砂石骨料相比, 再生骨料表面包裹着相当数量的水泥砂浆, 由于水泥砂浆的孔隙率大, 棱角众多, 所以, 再生骨料的表观密度和堆积密度比天然骨料低。再生骨料的表观密度和堆积密度如表1。

再生骨料表观密度、堆积密度, 还与再生骨料母体混凝土的强度等级、配比、使用时间、使用环境及地域等因素有关。再生骨料的密度随着母体混凝土强度的降低而减低, 降低幅度达到7%, 当再生骨料的压碎指标变大, 骨料强度降低时, 骨料表观密度和堆积密度也随之变小,

中华人民共和国建筑用卵石、碎石国家标准GB/T14658-2001规定:骨料的表观密度应大于2500kg/m3, 堆积密度应大于1350kg/m3, 再生骨料的表观密度和堆积密度达不到天然骨料的标准。但由于再生骨料的低密度有利于抗震, 降低结构物自重, 因此, 有关再生骨料的相应规程应充分考虑再生骨料实际性能。

2. 再生骨料的吸水率

再生骨料的吸水率远高于天然骨料, 当骨料的粒径范围为5～20mmm时, 天然骨料的吸水率为2.2%左右, 从表2可知再生骨料的吸水率基本处于4%～10%之间。

影响再生骨料吸水率的因素很多, 主要有以下几个方面:第一, 影响再生骨料吸水率大于天然骨料的最主要原因是再生骨料表面包裹着一层砂浆, 这层砂浆使得再生骨料表面比天然骨料表面粗糙、棱角更多;且母体混凝土块在解体、破碎过程中的损伤累积, 使再生骨料表面砂浆内部存在大量微裂纹, 这些因素使得再生骨料的吸水率和吸水速率大大提高。第二, 再生骨料的吸水随着骨料粒径的减小而增大。第三, 再生骨料的吸水率还受到母体混凝土材料的强度、组成及使用环境的气候条件等因素的影响。再生骨料吸水率和压碎指标有密切联系, 其吸水率随着压碎指标的增大而增大。主要原因可以解释为, 再生骨料压碎指标的增大, 骨料表面的水泥砂浆覆盖的越多, 骨料表面的空隙率越大, 因此, 骨料的吸水率越大。同时, 母体混凝土所出的环境越干燥, 使用时间越长, 再生骨料的吸水率也相应的越大。

3. 再生骨料的压碎指标

压碎指标是表征骨料强度的一个参数。中华人民共和国建筑用卵石、碎石国家标准GB/T14658-2001规定:Ⅰ类骨料的压碎指标应小于10%, Ⅱ类应小于20%, Ⅲ类应小于30%。大多数再生骨料能满足国标中Ⅱ类骨料对压碎指标的要求, 又根据国标GB/T14658-2001, Ⅱ类骨料宜用于混凝土强度C30-C60, 及抗渗、抗冻和其它要求的混凝土。因此, 再生骨料的压碎指标性能满足大多数实际工程的需要。

再生骨料强度下降的主要原因有两点:第一, 再生骨料表面包裹着水泥浆、砂浆和泥块等一些其它的杂物, 由于这些包裹骨料表面杂物的较低强度以及破碎加工过程对母体混凝土中的天然骨料造成的损伤, 使得再生骨料整体强度降低。第二, 同时再生骨料的压碎指标还与再生骨料母体混凝土的强度和加工破碎方法有关。再生骨料母体混凝土的强度越高, 再生骨料的压碎指标越小, 加工过程中水泥浆体和砂浆脱落越多, 再生骨料的压碎指标就越小。

三、再生骨料混凝土的基本性能

再生骨料混凝土简称再生混凝土。废弃混凝土块经过破碎、清洗与分级后形成的骨料简称再生骨料;再生骨料部分或全部代替砂石等天然骨料配制而成的混凝土称为再生骨料混凝土。充分利用再生骨料混凝土, 不但能有效降低建筑垃圾的数量, 减少建筑垃圾对自然环境的污染, 同时, 利用再生骨料制造再生骨料混凝土还能减少建筑工程中对天然骨料的开采, 达到了保护环境的目的。

1. 抗压强度

众多的文献研究表明再生骨料混凝土的抗压强度和再生骨料的替代率密切相关, 当再生骨料替代率在30%以下时, 再生骨料混凝土与普通骨料混凝土抗压强度差距不大, 再生骨料混凝土抗压强度随着再生骨料替代率的增大而降低, 再生骨料50%取代天然粗骨料时, 再生骨料混凝土抗压强度降低5%～20%不等, 当再生骨料100%取代天然粗骨料时, 再生骨料混凝土抗压强度降低较多, 最大降幅达到30%。同时, 相关试验表明:由于再生骨料混凝土和天然骨料混凝土的骨料成分不同, 它们抗压强度随龄期的增长情况也不相同, 与天然骨料混凝土相比, 同一水灰比的再生骨料混凝土的28d抗压强度约低15%, 但其相差的幅度会随着龄期的增长而慢慢缩小。

再生骨料混凝土抗压强度受水灰比的影响非常大, 再生骨料混凝土随水灰比增加, 抗压强度急剧降低。水灰比平均增加0.1, 抗压强度下降20%左右。

2. 抗拉强度

3.再生混凝土性能研究与评述论文 篇三

关键词：框架结构；再生混凝土；非线性

经回收处理后的废弃混凝土可以用于混凝土再生产，是解决环境保护问题和基础设施建设的有效办法，其既能减少环境污染，又能减少资源浪费。当前关于混凝土再生的材料性能国内外已经相继展开了研究，但主要集中在混凝土再生构建的研究上，相对来说关于其结构性能的研究较少。本文探讨了ANSYS有限元分析程序与已有的钢筋混凝土非线性分析理论，对再生混凝土框架结构的抗震性能非线性进行了分析，对再生混凝土框架结构抗震性能进行了深入了解。

一、在ANSYS中建立有限元模型

本文所建立的是混凝土和钢筋分离式有限元模型，忽略混凝土和钢筋的粘结滑移因素，可以分别获得混凝土和钢筋的变形情况和应力，这是该模型的优点。

（1）混凝土材料模拟

在模拟过程中，采用多线性和屈服准则等向强化模型考虑混凝土的塑性发展，用单元模拟混凝土材料的塑性、弹性以及破坏等各种力学行为。混凝土的本构模型所采用的是下列适合普通混凝土的本构方程。

（2）钢筋材料模拟

在有限元模型中，单元实常数主要是用来设置钢筋初始应力和截面面积，采用单元模拟框架中的纵向钢筋压和拉行为，在该分析中初始应力为零，纵向钢筋截面积为15.39平方厘米。钢筋的弹性效应和性质采用两折线和屈服准则等向强化弹塑性模型来考虑。以下为钢筋本构关系公式：

将所得到的数据通过统计回归，得到再生粗骨料取代率r与参数a和b的关系：

（3）模型网格的划分

柱顶、粱端、跨中三等分位置在建立有限元模型时，分别设置了刚性垫块，为避免该区混凝土因应力集中而过早的发生破坏，用以分布施加在该处的集中荷载。此外，为了避免混凝土和钢筋的交界面上由于划分过小的混凝土单元，而造成混凝土过早发生破坏，施加了柱底支座的框架自重、跨中竖向荷载、位移约束、粱端水平荷载、柱端竖向荷载的有限元模型（如图一），钢筋单元（如图二）。

图一

图二

二、试验结果和计算结果对比分析

由单调加载得到的荷载位移曲线与荷载位移滞回曲线的包络线形成的骨架曲线，在低调反复荷载的作用下，是极为相似的。所以，我们可以由滞回曲线的包络线，得到在单吊荷载作用下结构的近似荷载位移曲线，为有限元模拟提供了对比的数据。另外，一些偶然因素对框架受力性能的影响可以通过反复加载进行降低，试验结果相对较为稳定，得到的荷载位移骨架曲线较为平滑。

通过在ANSYS中对上述有限元模型进行求解，在单调加载情况下可以模拟混凝土框架结构的受力性能，可以得到粱端的荷载位移曲线，以及混凝土与钢筋在受力过程中的变形和应力。

三、分析有限元计算结果

（1）在不同加载阶段混凝土和钢筋各部分的应变和应力状态，可以通过钢筋混凝土分离式模型得到。通过计算结果我们可以得出：柱端、粱端混凝土在最大荷载时可达到0.0086压应变，已经超过其极限压应变，柱端和粱端的混凝土将会发生较为严重的压溃破坏，此外与试验结果一致，梁柱端钢筋已经达到屈服，梁柱端钢筋应力全部达到448MPa。分离式模型可以查看钢筋和混凝土某点的应力随荷载变化趋势，还可以在不同荷载作用下精确地查看混凝土和钢筋的应力状态，可以提供结构细部设计的依据。

（2）柱端和粱端受拉区钢筋在最大荷载时，通过框架中钢筋的应力分布我们可以看出，都已经屈服强度，此外，与试验建构相对一致的还有，相对较小的受压区钢筋应力。

（3）通过计算模拟和试验结果的比较我们可以看出，计算模拟得到的各项指标（各组成部分的应力、荷载位移骨架曲线、结构裂缝分布、特征荷载等）都与试验结果较为吻合，这就说明，对于试验中再生混凝土框架结构所表现出的非线性性能，该有限元模型能够较好的进行模拟。主要由于混凝土和钢筋材料的非线性性能造成了结构的非线性性能，因此，对于钢筋和再生混凝土的非线性力学性能，有限元计算模型中所采用的钢筋与混凝土材料的非线性本构关系模型、相关材料参数、破坏准则的取值都做出了较为准确的反映。

（4）试件在单调荷载作用下的荷载位移骨架曲线，钢筋混凝土分离式模型能够比较准确的进行模拟。单元Solid65由于具有开裂的功能，考虑了对结构整体性能混凝土开裂造成的影响，为了更直观地确定在荷载作用下结构的危险区域，可以绘制结构裂缝的相关示意图。

（5）粱端截面上开裂混凝土拉区混凝土正应力基本为零，失去了抗拉能力。截面对称配筋，混凝土计算模型的保护厚度为5厘米，一般为10厘米左右的受压区高度，这与假定的受压区高度一般对称配筋截面设计时所取保护层厚度的两倍相同。

（6）分离式模型对于结构各个特征荷载都能够较为准确的进行模拟，相对误差一般都在5%以下，特征荷载的大部分计算值与实验值都没有过大差距。与试验结果相比各特征的荷载模拟值都普遍要小，这与结构中材料的强度实际值和材料的强度测试值的差距有关联，此外，还有一个使模拟值比试验值低的原因是分离式模型中没有考虑箍筋的影响。

总结：本文所采用的再生混凝土材料的相关材料参数数值和本构关系模型能够对再生混凝土的非线性力学特性做出较好的反映，可以用于再生混凝土结构的计算。钢筋混凝土分离式有限元模型能够描绘出与实验结果相对吻合的荷载位移骨架曲线，受力过程中的各特征荷载都能够较为准确的计算出来。能够直观的显示在不同加载阶段结构各细部的应变和应力状态，能够从宏观上反映结构的整体性能，可以分别给出荷载作用下混凝土与钢筋追加载过程和内力量值的变化规律。由于试验结果与计算结果相对吻合，所以，其可以作为结构设计的依据。

参考文献：

[1]曹万林，尹海鹏，张建伟，董宏英，张亚齐.再生混凝土框架结构抗震性能试验研究[J].北京工业大学学报，2011（02）.

[2]肖建庄，杜睿，王长青，史江涛.灾后重建再生混凝土框架结构抗震性能和设计研究[J].四川大学学报（工程科学版），2009（05）.

4.废弃混凝土再生利用研究 篇四

摘要：以石灰石作骨料制备的.基体混凝土经破碎、筛分后即得再生微粉.经过对其适量取代砂浆中的水泥及烧制水泥的研究,发现可以考虑在实际工程中推广使用.作 者：刘强 王旭 张大利 作者单位：刘强(东营市住房与城乡建设委员会,山东东营,257000)

王旭(盖州市建设工程施工审图中心,辽宁营口,115200)

张大利(辽宁省建设科学研究院,辽宁沈阳,110005)

5.再生混凝土性能研究与评述论文 篇五

为研究外肋环板节点的抗震性能,本文对3个十字型足尺试件进行了低周反复循环加载试验,分析了各试件的破坏过程及特征,然后根据实测的.滞回曲线对节点的承载力、延性、耗能能力、强度退化、刚度退化等抗震性能指标进行了详细的比较分析.研究结果表明,外肋环板节点构造措施简单合理,具有较好的抗震性能.通过空钢管试件和填充混凝土试件的对比分析,表明在钢管中填充混凝土有利于改善节点的抗震性能.

作 者：苗纪奎 陈志华 姜忻良 李黎明 MIAO Jikui CHEN Zhihua JIANG Xinliang LI Liming 作者单位：苗纪奎,MIAO Jikui(天津大学,建筑工程学院,天津,300072;山东建筑大学,山东,济南,250014)

陈志华,姜忻良,李黎明,CHEN Zhihua,JIANG Xinliang,LI Liming(天津大学,建筑工程学院,天津,300072)

6.再生混凝土碳化性能试验研究 篇六

影响混凝土碳化性能因素包括混凝土的组成、环境温湿度、CO2浓度等多个因素,本文从再生混凝土的组成出发,探讨水灰比和再生骨料掺量对再生混凝土碳化深度的影响。

1 试验

1.1 原材料

再生粗骨料:采自南宁市快速环道废弃混凝土,这些再生骨料已被破碎,使用前,先经人工筛分,去除过大颗粒和沥青等杂质,后用水清洗,去除黏土和粉尘,使得表面洁净、级配为5~31.5 mm。天然粗骨料:取自南宁砂石厂,石灰石碎石,5~31.5 mm连续级配。再生粗骨料和天然粗骨料的主要性能指标见表1。

天然细骨料:取自南宁砂石厂,邕江河砂,Ⅱ区中砂。

水泥:采用广西华宏水泥股份有限公司生产的古庙牌42.5级普通硅酸盐水泥。

混凝土拌和及养护用水为南宁市饮用自来水。

1.2 配合比

根据JGJ/T240—2011《再生骨料应用技术规程》,主要考虑水灰比和再生粗骨料掺量对再生混凝土碳化性能的影响,具体配合比见表2。

1.3 试验方法

再生混凝土的碳化试验按GBJ82—85《普通混凝长期性能和耐久性能试验方法》进行,测试再生混凝土3 d、7 d、14 d、28 d及56 d的碳化深度。

2 试验结果及分析

2.1 水灰比对再生混凝土碳化深度的影响(见图1)

从图1可以看出,再生混凝土的碳化深度均随着水灰比的增大而增大,并且不论再生骨料的掺量有多大,水灰比对再生混凝土碳化深度的影响规律大致相同。尽管各龄期再生混凝土的碳化深度不同,但由于水灰比对混凝土结构影响的基本规律相同,也就是水灰比越大,混凝土的结构越疏松,存在更多的孔隙和缺陷,混凝土抗碳化的能力越弱,因而水灰比越大时,混凝土的碳化深度也相应增加。

尽管再生混凝土的碳化深度都随着水灰比的增大而增大,但水灰比对再生混凝土抗碳化能力的影响程度并不相同。计算水灰比为0.65时再生混凝土比0.45时碳化深度的增长率,结果如表3所示。

从表3可以看出,在碳化初期(3 d),水灰比变动对普通混凝土碳化深度的影响较再生混凝土要大,此时,受水灰比增大影响,再生粗骨料掺量为0的普通混凝土碳化深度增长了14.50%,而再生混凝土最多仅增长了3.50%;进入碳化后期时,水灰比对普通混凝土碳化深度的影响仍然较大,增长率基本在4.00%以上,而除了采用100%再生粗骨料的再生混凝土外,再生混凝土碳化深度增长率基本保持在3.00%以下。同时,水灰比增大对普通混凝土碳化深度的影响在水化初期的影响要比后期更为明显。也就是说,普通混凝土的碳化性能较再生混凝土更容易受水灰比的影响。

这种现象的产生可能和再生骨料吸水率较大有关。水化初期,在加入相同用水量的情况下,再生骨料从拌合物中吸收了部分的拌合水,再加上再生骨料本身要比天然骨料具有更好的化学结合力,这样就部分补偿了水灰比突然增大带来的影响,而普通混凝土的配制水灰比突然从0.45增加到0.65时,额外增加的拌合水除了部分用于包裹增加的砂石骨料外,大部分是通过蒸发而消失,因此留下了较多的孔隙和缺陷,整个混凝土基体结构比较疏松,所以在水化初期,再生混凝土的抗碳化能力要高于普通混凝土,并且较普通混凝土而言,其受水灰比增加的影响较小一些。

从表3的结果还可以看出:在碳化初期和后期,水灰比增大对普通混凝土和再生混凝土碳化深度的影响程度也不同,碳化初期,水灰比增大造成的碳化深度增长率变化较大,但进入碳化后期,水灰比增大对再生混凝土和普通混凝土碳化性能的影响基本保持稳定。这主要和混凝土结构的形成有关。在碳化初期,水泥的水化正在进行中,混凝土结构还未完全成型,混凝土内仍有较多拌合水,碳化的发生主要受CO2在溶液中的溶解速度控制。当水灰比较低时,混凝土中的水较少,CO2的溶解速度较慢,因而碳化深度不大,当水灰比增加到0.65时,混凝土中的水显著增加,CO2的溶解速度随着增大,因而碳化深度显著增加。而对于再生混凝土而言,再生骨料的高吸水性,吸收了部分拌合水,从而降低了CO2的溶解速度,减缓了碳化的进行,因而即便水灰比有较大的提高,再生混凝土的碳化增长速度也不如普通混凝土。随着水化反应的进行,混凝土结构逐渐形成,形成较为稳定的网络结构,此时碳化的发生主要依赖于CO2在孔隙中扩散进行,因而碳化后期的碳化增长速度基本保持稳定。

对于再生粗骨料掺量为100%的再生混凝土,由于再生骨料含量很高,所以在碳化初期吸收了大量的拌合水,即便水灰比有较大增长,但其碳化增长率仍较低,但到碳化后期时,再生骨料多孔多裂纹带来的薄弱面,加快了CO2的扩散速度,使得碳化深度增长率相较于其它掺量的再生混凝土要高。

2.2 再生骨料掺量对碳化性能的影响

由图1可见,再生混凝土的抗碳化性能未必低于普通混凝土。当水灰比为0.55和0.65时,再生混凝土的碳化深度均明显低于普通混凝土,水灰比为0.45时,也有这样的趋势。这主要是由于再生骨料具有较高吸水性所致。再生骨料吸收了再生混凝土中的拌合水,在一定程度上降低了混凝土中的实际水灰比,从而提高了再生混凝土的抗碳化性能。

在不同的水灰比下,再生骨料掺量对再生混凝土碳化性能影响不尽相同。在低水灰比下,再生混凝土碳化深度随再生骨料掺量变化的规律并不明显,在再生骨料掺量为50%处出现了波动;而当水灰比增大到0.65时,再生混凝土碳化深度呈现随再生骨料掺量的增大而减小的趋势。这种现象产生的原因和再生骨料的性质有很大的关系。再生骨料因为外层附着有旧水泥砂浆,同时在生产过程中受机械破解作用本身带有大量微裂缝,因而具有高吸水性。当再生骨料加入混凝土后,一方面因再生骨料高吸水性降低混凝土中的实际水灰比,从而有助于提高再生混凝土的抗碳化性能;另一方面因再生骨料多孔、多微裂缝引起更多的扩散通道,从而引起再生混凝土碳化性能的降低。这两方面的综合影响最终决定了再生混凝土的碳化性能。

当水灰比较低时,混凝土结构本身比较致密,再生骨料吸水的有利影响和多孔结构的不利影响对再生混凝土碳化性能的影响是交互的,此时没有明显的规律性;当水灰比提高到0.65时,混凝土结构本身比较疏松,再生骨料吸水的有利影响大于多孔结构的不利影响,因而从整体上呈现出随着再生粗骨料掺量的增加,再生混凝土碳化深度降低的趋势,而当再生粗骨料掺量增至100%后,多孔结构带来的不利影响更大,因而碳化深度曲线有一定的上升。

3 结语

(1)水灰比对再生混凝土碳化性能影响的规律与普通混凝土相同,随着水灰比的增大,再生混凝土的碳化深度增加;但水灰比增大对普通混凝土的影响要大于再生混凝土,碳化初期的影响要大于碳化后期。

(2)受再生骨料高吸水性的影响,按照普通混凝土配合比设计的再生混凝土碳化深度低于普通混凝土,再生混凝土可具有比普通混凝土更好的抗碳化能力。

(3)再生骨料高吸水性和多孔结构的特性使得再生骨料掺量对再生混凝土碳化深度的影响并不是单调变化的,和水灰比有关。因而再生骨料掺量和水灰比对再生混凝土碳化性能的影响是交互作用的。

参考文献

[1]肖建庄,雷斌.再生混凝土碳化模型与结构耐久性设计[J].建筑科学与工程学报,2008,25(3):66-72.

[2]张珍,闫宏生.再生混凝土的碳化[J].混凝土,2009(11):34-36.

[3]刘星伟,李秋义,李艳美.再生细骨料混凝土碳化性能的试验研究[J].青岛理工大学学报,2009,30(4):159-163.

7.再生混凝土性能研究与评述论文 篇七

以废混凝土和废烧结砖为主要组成的建筑垃圾,通过回收加工而得到再生原料,可作为混凝土与水泥制品的原材料。建筑垃圾回收和加工通常采取混合方式,其中废混凝土和废烧结砖组成变化不定,而且废混凝土与废烧结砖的强度、吸水率、表观密度等性能差异明显,因此,建筑垃圾再生原料组成将对再生混凝土性能产生显著影响。本文主要研究了建筑垃圾再生原料组成和用量对再生混凝土物理力学性能的影响,以掌握相关规律,指导建筑垃圾的资源化循环再生与产业化应用。

1 原材料与试验方法

1.1 原材料

(1)水泥:

P·O 42.5 R水泥。

(2)建筑垃圾再生原料:

使用颚式破碎机分别将回收的废混凝土和废烧结砖破碎成最大粒径<8 mm的废混凝土再生原料(代号Rc)和废烧结砖再生原料(代号Rb)。建筑垃圾再生原料则由废混凝土再生原料和废烧结砖再生原料组成。

(3)人工砂:

最大粒径<5.0 mm,粒径<0.16 mm的细石粉含量≯20 %。

1.2 试件制作

按设定配合比计量水泥、废混凝土再生原料、废烧结砖再生原料、人工砂和水,使用砂浆搅拌机搅拌,浇注振动成型后在标准试验环境下养护24 h脱模,然后密封自然养护至28 d龄期。试件尺寸为40 mm×40 mm×160 mm。

1.3 性能测试

测试试件28 d龄期的抗压强度、抗折强度、绝干密度和吸水率。抗压强度和抗折强度的测试参照GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》进行,绝干密度和吸水率的测试参照GB/T 4111—1997《混凝土小型空心砌块试验方法》进行。

1.4 试验方法

按不同组成的建筑垃圾进行分类研究:建筑垃圾全部由废混凝土组成;建筑垃圾全部由废烧结砖组成;建筑垃圾由不同比例的废混凝土和废烧结砖组成。分别研究再生原料的不同用量对再生混凝土性能的影响。

2 试验结果与分析

2.1 废混凝土再生原料用量对混凝土性能的影响

废混凝土再生原料设计用量取4个:75 %、60 %、45 %和30 %,水泥用量固定为12 %,相应地人工砂用量分别为13 %、28 %、43 %和58 %,保持再生混凝土混合料湿度和稠度基本一致,再生混凝土的性能测试结果见图1,再生混凝土的断面照片见图2。

废混凝土破碎后,在再生混凝土骨料表面将粘附有大量砂浆,且随着骨料粒度的减小,粘附砂浆量明显增加。废混凝土再生原料是由不同粒径的再生骨料和粉状材料组成的混合物,比人工砂表观密度

低、吸水率高。当再生混凝土中废混凝土再生原料的用量由75 %降低至30 %时,再生混凝土的绝干密度有所增加,增幅为4.1 %;吸水率则明显减小,降低11.3 %。

由图2可以看出,再生混凝土断裂形式为基材破坏和界面脱附(即再生混凝土骨料从基材中拨出),而非再生混凝土骨料破坏。虽然废混凝土再生原料的强度低于人工砂,且废混凝土再生原料用量的变化范围较大,但再生混凝土的强度较低,只有所波动,没有明显差异。

2.2 废烧结砖再生原料用量对混凝土性能的影响

废烧结砖再生原料按75 %、60 %、45 %和30 %等4个用量,对应的人工砂比例为13 %、28 %、43 %和58 %,水泥用量固定为12 %,成型时保持再生混凝土混合料湿度和稠度基本一致。再生混凝土性能测试结果见图3。

与人工砂相比,废烧结砖再生原料的吸水率高、表观密度小。因此,随着废烧结砖再生原料用量的增加,再生混凝土的物理力学性能均出现明显变化。当再生混凝土中的废烧结砖再生原料用量由30 %增加至75 %时,再生混凝土的绝干密度明显降低,降幅达14.8 %;吸水率则有显著提高,增幅达48.7 %。废烧结砖再生原料比废混凝土再生原料的吸水率高、表观密度低,因此,用其制备的再生混凝土具有更低的绝干密度和更高的吸水率。值得注意的是,再生混凝土混合料的拌和用水量也大幅度提高,增幅达37.3 %。

废烧结砖再生原料的强度大大低于人工砂,因此,随着废烧结砖再生原料用量的增加,再生混凝土的强度大幅度降低,抗压强度降低35.0 %,抗折强度降低33.5 %。虽然再生混凝土的强度较低,但其断裂时废烧结砖再生骨料仍出现断裂(见图4),这与使用废混凝土再生原料的再生混凝土断裂形式有所不同。

2.3 混合再生原料组成变化对混凝土性能的影响

混合再生原料(Rc+Rb)设计用量取60 %、

45 %和30 %等3组,研究混合再生原料中废混凝土再生原料与废烧结砖再生原料含量变化对再生混凝土性能的影响。

2.3.1 混合再生原料用量为60 %时

在再生混凝土中,混合再生原料总量为60 %。其中,废混凝土再生原料的用量分别占60 %、50 %、40 %、30 %、20 %、10 %、0 %,相应地废烧结砖再生原料的用量则分别占0 %、10 %、20 %、30 %、40 %、50 %、60 %。水泥用量固定为12 %,保持再生混凝土混合料湿度和稠度基本一致,再生混凝土配合比和性能测试结果见表1。

随着混合再生原料中废烧结砖再生原料用量的增加,再生混凝土的物理力学性能均出现明显变化,与使用废烧结砖再生原料的再生混凝土的规律基本一致。当再生混凝土中的废烧结砖再生原料用量由0 %增加至60 %时,再生混凝土的绝干密度降低14.0 %,吸水率增加48.0 %,抗压强度降低32.1 %,抗折强度降低38.0 %。再生混凝土混合料的拌和用水量提高了59.3 %。没有废烧结砖再生原料时,再生混凝土的断裂形式为基材破坏、界面脱附;当有废烧结砖再生原料时,再生混凝土的断裂形式为基材破坏、界面脱附和废烧结砖再生骨料断裂并存。

2.3.2 混合再生原料用量为45 %时

保持混合再生原料总量和水泥用量不变,成型时保持再生混凝土混合料的湿度和稠度基本一致。废混凝土再生原料与废烧结砖再生原料组成变化时,再生混凝土的性能测试结果见表2。在再生混凝土中,废混凝土再生原料所占比例分别为45 %、35 %、25 %、15 %、0 %,相应地废烧结砖再生原料所占比例分别为0 %、10 %、20 %、30 %、45 %。

随着废烧结砖再生原料用量的增加,再生混凝土的物理力学性能均出现明显变化。当废烧结砖再生原料用量由0 %增加至45 %时,再生混凝土的绝干密度降低10.1 %,吸水率增加34.7 %,抗压强度降低26.9 %,抗折强度降低22.1 %。同样,再生混凝土混合料的拌和用水量提高43.5 %。再生混凝

土的断裂形式与混合再生原料用量为60 %时相同。

2.3.3 混合再生原料用量为30 %时

在再生混凝土中,混合再生原料总量为30 %。其中,废混凝土再生原料所占比例分别为30 %、20 %、10 %,相应地废烧结砖再生原料用量分别占0 %、10 %、20 %。水泥用量固定为12 %,保持再生混凝土混合料的湿度和稠度基本一致,再生混凝土的性能测试结果见表3。

随着废烧结砖再生原料用量的增加,再生混凝土的物理力学性能均出现明显变化。当再生混凝土中废烧结砖再生原料用量由0 %增加至30 %时,再生混凝土的绝干密度降低6.8 %,吸水率增加25.5 %,抗压强度降低27.8 %,抗折强度降低34.1 %。同样,再生混凝土混合料的拌和用水量提高了26.6 %。再生混凝土的断裂形式与混合再生原料用量为60 %时相同。

3 结论

3.1 随着废混凝土再生原料利用率的提高,再生混凝土的绝干密度略有下降,吸水率明显增加,而抗压强度和抗折强度略有波动,变化不明显。

3.2 随着废烧结砖再生原料利用率的提高,再生混凝土的物理力学性能明显变化,吸水率和拌和用水量明显提高,绝干密度明显降低,强度显著降低。

3.3 配合比相同时,与使用废烧结砖再生原料制备的再生混凝土相比,利用废混凝土再生原料制备的再生混凝土的绝干密度高,拌和需水量小,产品吸水率低,抗压强度和抗折强度高。

3.4 保持混合再生原料总量不变,改变废混凝土再生原料与废烧结砖再生原料所占比例,再生混凝土物理力学性能的变化规律与直接使用废烧结砖再生原料制备再生混凝土的变化规律一致。且随着混合再生原料总量的降低,各种性能变化幅度减小。

3.5 再生混凝土的断裂形式与再生原料的组成有关。废混凝土再生原料制备的再生混凝土的断裂形式基本是基材破坏和界面破坏;废烧结砖再生原料制备的再生混凝土的断裂形式基本是废烧结砖再生骨料破坏和基材破坏;混合再生原料制备的再生混凝土的断裂形式表现为基材破坏、界面脱附和废烧结砖再生骨料破坏3种形式并存。

摘要：研究了建筑垃圾再生原料的组成与用量对再生混凝土物理力学性能的影响。结果表明,随着再生原料用量的增加,再生混凝土的吸水率和拌和用水增加、绝干密度下降,变化幅度因再生原料品种和用量的不同而不同。废烧结砖再生原料用量的变化将引起再生混凝土强度的显著变化,而废混凝土再生原料用量则对再生混凝土强度影响较小。由废混凝土再生原料与废烧结砖再生原料组成的混合再生原料,其掺量对再生混凝土物理力学性能的影响规律与废烧结砖再生原料基本一致。再生混凝土的断裂形式表现为基材破坏、界面脱附和废烧结砖再生骨料破坏3种形式并存。

8.再生混凝土的性能及研究方向 篇八

混凝土材料是人类文明建设中不可缺少的物质基础,随着人类文明的不断前进,混凝土材料的人均消费量越来越大,与此同时产生的环境问题也越来越显著。如何实现混凝土资源的循环利用,保护环境,走可持续发展的道路,这不仅具有明显的社会、经济和环境效益,而且对于构建节约型社会具有重要意义。然而,目前废弃混凝土的再生利用不容乐观,主要体现在两个方面:1)利用率普遍偏低,即便在再生混凝土利用较早的发达国家亦如此。2)利用水平普遍不高。因此,研究再生骨料在混凝土中的利用具有非常积极的意义。

1 再生混凝土骨料的概念

从广义上讲,再生混凝土骨料是指经过特定处理、破碎、分级并按一定比例混合而成,用于配置不同性能和使用要求的混凝土时替代天然骨料的材料。这些材料包括混凝土块、碎砖瓦、玻璃、炉渣,此外还有废弃橡胶、塑料、木材等。但一般意义上的再生混凝土骨料主要是指由废弃混凝土块得到的再生骨料,这也是研究和应用最多的再生混凝土骨料。

2 再生混凝土的性能

2.1 再生混凝土的材料性能

再生骨料与天然骨料的主要区别在于前者外部包裹着一层水化或部分水化的水泥砂浆,包裹层的位置、厚度,原水泥砂浆性能,破碎过程中的内部损伤等诸多因素决定了再生骨料的特点:1)由包裹的砂浆导致的高空隙率;2)大量附着的微小颗粒;3)大量分布不均的细微裂缝;4)氯化物或硫酸化物成分多;5)杂质较多;6)高吸水率;7)耐磨性能差。

2.2 再生混凝土的抗压特性

抗压强度是混凝土的重要力学指标之一。从目前的研究情况看,再生混凝土的强度比天然骨料混凝土的强度有所降低,而且降低的幅度离散性较大。影响再生混凝土强度的因素很多,如再生骨料的物理力学特性(堆积密度和表观密度,压碎指标和吸水率,杂质含量等),再生骨料破碎和加工方法,再生骨料的内部损伤积累和微裂纹,再生混凝土新旧界面的粘结力等。此外再生混凝土的级配也会影响再生混凝土的强度。目前对再生混凝土强度机理的不同解释有两种:1)再生粗骨料的强度较天然骨料强度较低,堆积密度和表观密度较低,压碎指标和骨料的吸水率较高,杂质含量较高。再加上用废弃混凝土块制造再生骨料的过程中,由于破碎机械使混凝土受到挤压、冲撞、研磨等外力的影响,造成损伤积累使再生骨料内部存在大量微裂纹,使得混凝土块中骨料和水泥浆形成的原始界面受到影响或破坏,混凝土块中骨料和水泥浆体的粘结力下降。这些将导致再生混凝土的强度降低。2)再生骨料与新拌水泥浆之间有较好的相容性,彼此存在发生化学反应的可能;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;再生骨料吸水率高,能吸收新拌水泥砂浆中多余的水分,这既降低了骨料表面水灰比,又降低了混凝土拌合物的有效水灰比,从而导致再生混凝土的强度提高。

2.3 再生混凝土的变形特征

混凝土的弹性模量反映了受力后的应力应变关系,是反映混凝土变形能力的重要指标。再生混凝土的弹性模量比普通混凝土的低,并且再生细骨料对弹性模量的影响比再生粗骨料的影响更为明显。全部骨料为再生骨料,弹性模量降低30%左右;当粗骨料为再生骨料,细骨料为天然砂时,弹性模量降低5%～10%左右。水灰比对再生混凝土的强度与弹性模量影响较大,当水灰比由0.8降到0.4时,再生混凝土的抗压强度增加50%左右,抗压弹性模量增加30%左右,强度的增长率大于弹性模量的增长率。

再生混凝土收缩变形较普通混凝土大,主要原因是,再生骨料表面附着的大量旧水泥砂浆导致再生混凝土配合比中较大的用水量和再生混凝土的弹性模量较低,后期,粘附在再生骨料上的水泥水化不完全也可能导致较大的收缩变形。影响再生混凝土徐变的因素很多,从混凝土自身的角度看,主要有再生混凝土的弹性模量和水灰比,并与水泥的水化程度有关。再生混凝土弹性模量较小,如果采用基于普通混凝土配合比设计的用水量,再加上再生骨料经一定时间吸水量的配合比设计方法,则再生混凝土的徐变将更大。由于再生混凝土具有较大的收缩和徐变变形,再生混凝土不宜用于预应力构件。

3 再生混凝土的研究方向

再生混凝土是有效利用废弃混凝土的有效方法,随着废弃混凝土产量的增加,对再生混凝土的研究仍然有大量工作要做。1)加强对再生骨料性能的研究。再生混凝土与普通混凝土(天然骨料混凝土)的主要区别是骨料的不同。再生骨料的强度、表观密度和堆积密度、吸水率、压碎指标、骨料的弹性模量、杂质含量等直接对再生混凝土的物理力学性能产生影响。2)深化再生混凝土力学性能和结构性能研究。目前国内的研究成果还不足以总结出再生骨料和再生混凝土基本性能实质的、直接指导生产的规律。应加大再生骨料及再生混凝土基本性能研究的力度,制定出切实可行的再生骨料质量标准以及再生混凝土生产规范。与此同时,应该深入展开再生骨料及再生混凝土微观结构特征的研究,从微观角度分析再生骨料以及再生混凝土,这样才能从根本上总结和解释再生混凝土各种指标的特征。

参考文献

[1]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(6):17-20.

[2]薛刚.再生混凝土的应用现状和发展方向[J].福建建筑,2008(7):10.

[3]TAMV W Y,GAO X F,TAM C M.Microstructural analysis ofrecycled aggregate concrete produced from two-stage mixingapproach[J].Cement and Concrete Research,2005,35(6):1195-1203.

[4]胡敏萍.再生混凝土结构设计研究[J].混凝土,2008(9):7.

9.建筑垃圾再生混凝土抗压性能研究 篇九

建筑垃圾回收处理技术最早是在德国起步的, 进入中国比较晚, 但是有关建筑垃圾处理的技术其实早在设备成型之前就已经逐步在完善中了。所以从技术上来看, 国内设备并不逊于国外产品[3]。我国的再生混凝土发展正处于发展阶段, 再生混凝土的生产技术还不是很成熟, 如果需要进一步推广使用还需要投入更多的精力去研究发展。将建筑垃圾经过加工、破碎、分级等一系列处理后, 按照一定的比例混合形成新的再生骨料, 此举能够有效地减缓我国目前所面临的资源问题。建筑垃圾只有再循环利用才能保护环境, 形成良好的经济效益和社会效益。本文通过对再生混凝土的进一步研究, 旨在了解建筑垃圾作为骨料取代天然骨料配置混凝土对混凝土强度的影响, 为建筑垃圾混凝土的技术发展、推广使用形成借鉴意义。

1 实验材料选择:

C35 普通硅酸盐水泥、细骨料 (河沙, 细度模数2.1, 细砂) 、天然粗骨料碎石 (粒径范围为4.75~20mm, 连续级配) 、经筛分后, 加工后的建筑垃圾骨料, 选取粒径范围4.75~20mm, 连续级配 (与天然粗骨料选取相同) 、高效减水剂 (聚羧酸) 、自来水[4]。

2 实验方法:

建筑垃圾对混凝土的配置有许多很多影响, 并且影响因素较为复杂, 因此应当选取适当的实验方法来进行本项实验, 为了加快试验进程, 缩短试验周期, 迅速找出各研究参数对再生混凝土的影响规律, 本试验采用正交率、外加剂对混凝土抗压强度的影响 (见表一) 。由于2种骨料的天然吸水率有着较大的差异, 为使得拌合物的坍落度达到相应的要求, 应该以各骨料吸水饱和状态下的质量来计算配合比, 再生混凝土的配置过程中应该考虑粗骨料的吸水率, 从而有基准用水量和附加用水量需要计算, 其中基准用水量与普通粗骨料混凝土用水量相同, 附加用水量以建筑垃圾粗骨料的吸水率大小来计算, 同时应确保饱和状态下的理论水灰比不变。选取3组配合比来进行试验, 分别为0.4、0.45、0.5.每一组配合比进行设计三组实验, 建筑垃圾再生骨料的取代率分别选择20%、30%、40%其对应的外加剂参量分别为0.6%、0.8%和1.0%, 本实验的配合比计算见表二。

3 实验结果分析

建筑垃圾再生混凝土28d强度的极差分析表见表三。

各因素对指标的影响可用极差法计算得出, 极差的试验法对再生骨料混凝土进行了设计研究。在确保水泥品种一定的情况下, 分别研究再生粗骨料的取代率、水灰比和外加剂掺量这三个因素的改变对再生混凝土抗压强度、坍落度的影响。

在本次试验中我们选取的三个变量因子, 三种水平, 按正交发进行安排实验, 以讨论三种因素水灰比、取代大小为水灰比>再生骨料取代率>外加剂掺量, 即各因素对混凝土28d强度影响程度由高到低的顺序为水灰比>再生骨料取代率>外加剂掺量。从而, 可以得出结论, 对再生混凝土28d抗压强度影响顺序依次是水灰比、 再生粗骨料取代率、外加剂掺量。其中水灰比的改变对混凝土强度产生的影响最大, 是主要的影响因素, 而再生骨料的参量和外加剂的参量在一定的添加范围内对混凝土强度的影响不大, 是次要因素。

参考文献

[1]孙耀东, 肖建庄.再生混凝土骨料[J].混凝土, 2004 (6) :33-36.

[2]王罗春.建筑垃圾处理与资源化[M].北京:化学工艺出版社, 2004.

[3]杜婷, 李惠强, 郭太平, 等.废弃混凝土再生骨料应用的经济性分析[J].新型建筑材料, 2006 (6) :30-33.