导读：将再生混凝土高性能化,开发商品混凝土,可极大地推广再生混凝土在工程中的应用。HP再生混凝土配合比设计的理论依据是在配制再生混凝土技术的基础上,通过HPC的配制技术进行修正。
关键词：再生混凝土，建筑设计，混凝土配合比
0.引言
将再生混凝土高性能化,开发商品混凝土,可极大地推广再生混凝土在工程中的应用。高性能混凝土是以耐久性能为主要指标。目前业界还没有统一、明确的定义,但大多数学者认为其是一种应该保证拌合物的高工作性、硬化后的高强度以及使用过程中优良的耐久性等特点的混凝土。
1.当前高性能再生混凝土的途径
采用优选的材料,如高效减水剂,优质骨科,高强度水泥,高活性混合材;设计合理的配合比,如较小水胶比,选择合理砂率,减小用水量等。由于废弃混凝土来源不一,导致再生骨料质量参差不齐,因而很难保证骨料的优质性能。本文将主要通过后一种途径结合再生混凝土的配制技术,通过掺加高活性混合材和高效减水剂初步配制出了工作性良好,强度达到60MPa的高性能再生混凝土。
2.试验
2.1原材料
(1)骨料粗骨料全部采用长治市城市道路改建的废弃混凝土骨料(WCA),吸水率为9.15%,粒径为5~25mm,级配良好;细骨料采用本地人工砂,细度模数为2.8吸水率为4%。(2)水泥(C)和水(W)水泥采用山化天脊生产的42.5R普通硅酸盐水泥,混凝土搅拌和养护用水为长治市饮用自来水。科技论文。(3)粉煤灰(FA)采用漳泽电厂产的Ⅱ级粉煤灰,细度为5090cm2/g。(4)减水剂采用荼系高效减水剂FDN。
2.2配合比设计
2.2.1理论依据
HP再生混凝土配合比设计的理论依据是在配制再生混凝土技术的基础上,通过HPC的配制技术进行修正。HPC配合比的参数主要有水胶比、浆集比、砂率和高效减水剂掺量。(1)水胶比(W/B,其中B为胶凝材料用量,包括水泥C、粉煤灰FA用量之和)低水胶比是HPC的配制特点之一。科技论文。为达到混凝土的低渗透性以保证其耐久性,无论设计强度是多少,HPC的水胶比一般都不能大于0.40,以保证混凝土的密实。(2)浆集比水泥浆和集料的比例为浆集比。根据经验,高性能混凝土中胶凝材料总用量应不超过550kg/m3,并随混凝土强度等级下降而减少,为了保证高性能混凝土的耐久性,胶凝材料总用量也不能低于300kg/m3。根据国内外有关研究报告和工程实践资料,建议配制C50~C70的高性能混凝土,可单独掺加15%~30%的优质粉煤灰或20%~50%矿渣代替水泥;配制C80以上的混凝土,可用5%~10%的硅灰和15%~35%的优质粉煤灰或矿渣混合掺入。(3)高效减水剂掺量高效减水剂的掺量要根据混凝土坍落度来确定。一般情况下,用量越大,坍落度增加越高,但超过一定量后效果不再显著,也不经济。高效减水剂均有其最佳掺量,大多数在1%~2%之间。(4)砂率一般而言,随着混凝土砂率的增加,强度呈增长的趋势,而弹性模量则呈下降趋势。高性能混凝土的砂率可根据胶凝材料总用量,粗细集料的颗粒级配及泵送要求等因素来选择。
2.2.2试件制备
为了研究HPRAC的特性,本试验对比配制了两个系列的配合比,分别为RAC和HPRAC.其中HPRAC配合比设计是在RAC配合比的基础上,保证骨料总用量和胶凝材料总用量相同,通过调节水胶比和合理砂率以及掺入高效减水剂获得的。再生骨料取代率为100%.
3.试验结果分析与讨论
3.1拌合物工作性能
为了保证施工的方便和混凝土的浇灌质量,新拌混凝土拌合物必须具有良好的工作性能,因此在混凝土浇注成型之前对新拌混凝土拌合物进行了坍落度的测试。
在相同骨料总用量和胶凝材料总用量的各组中,HPRAC的坍落度比RAC的坍落度值要大得多,且都达到180mm以上,即均达到了高性能混凝土高流动性的工作性能要求,这是由于前者采用了合理砂率并且掺入了粉煤灰和高效减水剂,显著改善了混凝土拌合物的和易性。因此,通过适当的途径,如在配制再生骨料混凝土时掺入粉煤灰、矿渣粉等微细矿物掺料和加入高效减水剂,再生骨料混凝土完全可以获得良好的工作性能,实现高性能化,并满足泵送商品混凝土的要求。
3.2抗压强度
混凝土的立方体抗压强度fcu采用150 mm×150 mm×150 mm的立方体试件,试验测试按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)进行。试验显示HPRAC的受压破坏过程和破坏形态与RAC的裂纹发展规律和破坏形态基本相同,HPRAC的立方体受压破坏基本为界面破坏,几乎未见到骨料破坏。
通过降低水胶比以及掺入粉煤灰后,在相同骨料总用量和胶凝材料总用量的各组中,HPRAC的立方体28d抗压强度值比RAC要有显著的提高,且均达到了60Mpa左右,即基本达到了高性能混凝土高强度的要求。科技论文。水灰比是影响混凝土强度的主要因素。
随着水灰比的减小,再生混凝土强度逐渐增大,这一点与普通混凝土相似。此外,矿物掺合料(本试验为粉煤灰)在常温下能与硅酸盐水泥浆中的氢氧化钙发生反应,生成附加的水化硅酸钙,使孔隙率显著降低,从而提高混凝土的强度和耐久性。
3.3抗压弹性模量
弹性模量是材料变形性能的主要指标,弹性模量的测试采用150 mm×150 mm×300 mm的棱柱体试件,在试件两侧高度的中线上对称安装2个千分表来测量试件两侧的变形,测量标注为100 mm,加载装置采用200 t压力机,混凝土的静力受压弹性模量Ec按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)进行。
HPRAC的弹性模量值比相应的RAC弹性模量值有一定程度的提高。混凝土的弹性模量主要决定于骨料种类和混凝土强度等级。密实的骨料具有高弹性模量。通常,混凝土中的高弹性模量粗骨料用量越高,混凝土的弹性模量越大。本试验中,再生骨料的孔隙率大,骨料弹性模量低,因此再生骨料用量越少,混凝土的弹性模量值越大。
4.结语
采用常规的材料,通过调节水胶比和合理砂率以及掺入粉煤灰、矿渣粉等微细矿物掺料和加入高效减水剂,可以使再生骨料混凝土获得良好的工作性能,实现高性能化,其坍落度能满足泵送商品混凝土的要求。高性能再生骨料混凝土的弹性模量值比普通再生混凝土提高不明显。
参考文献
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