再生混凝土骨料級(jí)配對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響研究

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　摘要：骨料級(jí)配是影響混凝土強(qiáng)度的主要因素之一。在水灰比0.55和水泥、細(xì)骨料、粗骨料的配合比為1：2：2.75情況下，對(duì)不同粗骨料級(jí)配情況下的再生混凝土工作性能和受壓強(qiáng)度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)再生混凝土破壞形態(tài)和普通混凝土破壞形態(tài)相似，當(dāng)混凝土工作性能有保證時(shí)，再生混凝土的強(qiáng)度會(huì)增大。但當(dāng)混凝土工作性能沒(méi)有保證或變差時(shí)，強(qiáng)度會(huì)降低。在不同粒徑粒數(shù)分布滿(mǎn)足分形規(guī)律和滿(mǎn)足骨料級(jí)配的情況下，計(jì)算了包裹骨料需要的水泥漿與總水泥漿的比值γ，γ值可以反映不同骨料級(jí)配變化引起的骨料表面積的變化。γ值越大，骨料的表面積越大。γ較大時(shí)混凝土工作性能和受壓強(qiáng)度降低。比值γ較小時(shí)混凝土工作性能和受壓強(qiáng)度提高。中部粒徑范圍骨料級(jí)配的變化對(duì)再生混凝土工作性能和受壓強(qiáng)度有明顯影響。再生骨料替代率分別為50%、60%、100%時(shí)，粒徑范圍9.5-19mm和19~26.5mm的骨料級(jí)配接近，再生混凝土強(qiáng)度可以高于天然骨料的混凝土強(qiáng)度。再生骨料替代大粒徑范圍骨料的強(qiáng)度小于替代小粒徑范圍骨料的強(qiáng)度。

　　關(guān)鍵詞：再生骨料級(jí)配工作性能強(qiáng)度骨料表面積

　　1.引言

　　由于國(guó)內(nèi)大量的基本建設(shè)和各類(lèi)工程建設(shè)需求，使得我國(guó)水泥產(chǎn)量在2003年達(dá)到8億噸，占當(dāng)年世界產(chǎn)量42%，排名第一[1]。同時(shí)大量基礎(chǔ)工程改造和城市大規(guī)模拆遷每年產(chǎn)生大約2.4億噸的廢棄混凝土[2]。將廢棄混凝土再生利用，既可有效減少建筑垃圾的數(shù)量，同時(shí)可節(jié)省天然石料、保護(hù)自然資源，是有效解決發(fā)展、環(huán)境、資源相互協(xié)調(diào)的有力措施。

　　廢棄混凝土經(jīng)過(guò)破碎、清洗、分級(jí)后,按一定的比例混合形成再生骨料,部分或全部代替天然骨料配制而成的新混凝土稱(chēng)為再生混凝土。大量的再生混凝土研究表明再生粗細(xì)骨料對(duì)混凝土各項(xiàng)性能都產(chǎn)生影響[3,4]。經(jīng)過(guò)對(duì)再生骨料的替代率和水灰比的控制，可以制備滿(mǎn)足性能要求的各類(lèi)混凝土，但從中也發(fā)現(xiàn)相同水灰比下的再生混凝土性能差異比較大，隨替代率提高，差異有增大的趨勢(shì)，反映出再生骨料的特性對(duì)混凝土性能的影響很大[5]。研究人員對(duì)再生骨料的吸水率、壓碎值指標(biāo)等特性
已經(jīng)做了大量研究[6]，但對(duì)再生骨料級(jí)配對(duì)混凝土性能的影響研究比較少，而骨料級(jí)配既是影響混凝土性能的關(guān)鍵因素之一，也是混凝土配合比設(shè)計(jì)的一個(gè)主要參數(shù)[7]，為此本文就再生混凝土骨料級(jí)配對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響進(jìn)行研究。

　　2.試驗(yàn)內(nèi)容

　　2.1實(shí)驗(yàn)原材料

水泥采用福建水泥有限公司建福水泥廠生產(chǎn)的建福牌32.5普通硅酸鹽水泥，砂料為普通天然砂，拌和水為自來(lái)水。天然骨料采用天然石材加工而成的碎石，粒經(jīng)范圍為4.75－31.5mm，連續(xù)級(jí)配。廢棄混凝土塊從廈門(mén)某住宅小區(qū)拆遷現(xiàn)場(chǎng)采集，采集現(xiàn)場(chǎng)如圖1所示，采集的廢棄混凝土運(yùn)到碎石場(chǎng)破碎，碎石現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示。廢棄混凝土經(jīng)破碎加工而成，選取粒經(jīng)范圍4.75－31.5mm的骨料作為連續(xù)級(jí)配再生骨料。典型的骨料顆粒如圖3所示，可以看出再生骨料顆粒有：部分或全部水泥漿包裹的碎石骨料、水泥漿粘合幾塊碎石形成的骨料、水泥漿塊和碎石粘合形成的骨料、單獨(dú)的水泥漿塊骨料和單獨(dú)的碎石骨料等五種情況。天然骨料與再生骨料的級(jí)配見(jiàn)表1，再生骨料的級(jí)配與天然骨料略有不同，再生骨料中大直徑顆粒相對(duì)較多。測(cè)試的骨料基本性能如表2所示，與大多數(shù)再生骨料特點(diǎn)相同，其堆積密度和表觀密度小于天然骨料，吸水率、壓碎值指標(biāo)都大于天然骨料，再生骨料的針片狀含量低于天然骨料。

2.2實(shí)驗(yàn)分組

　　按骨料的不同級(jí)配，實(shí)驗(yàn)分為11組，水灰比均為0.55，單位體積細(xì)骨料相同，都為800kg。各組的骨料級(jí)配設(shè)計(jì)如表3所示，各組混凝土的骨料級(jí)配和配合比見(jiàn)表4。按表4不同骨料粒徑范圍做出各組骨料的級(jí)配比例如圖4所示。