粉煤灰對再生混凝土性能研究

張銳 徐福衛(wèi)

摘 要：隨著時代的變遷，建筑行業(yè)的廢棄混凝土也已經(jīng)越來越多。再生混凝土，即用廢棄混凝土，經(jīng)過破碎、沖洗、分級等操作后代替其部分粗骨料，這樣不但可以節(jié)約建筑材料，充分利用自然資源，更有利于保護環(huán)境，大力支持國家建設“環(huán)境友好型社會，建設可持續(xù)發(fā)展國家”。而對于再生混凝土的性能優(yōu)化，則需要設計其配合比，并且摻入不同量的粉煤灰。本實驗研究在再生混凝土骨料一定時，摻入粉煤灰的含量多少對再生混凝土的性能進行優(yōu)化，粉煤灰的含量為0、20%、30%、40%。試驗結果表明：粉煤灰具有緩凝作用，且隨著摻入量的增多，凝結時間越長；摻入了粉煤灰再生混凝土前期強度低于沒有摻入粉煤灰的再生混凝土，后期強度高于沒有摻入粉煤灰的再生混凝土。

關鍵詞：再生混凝土；粉煤灰；緩凝時間；抗壓強度

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展迅速，經(jīng)濟增長較快，我國每年使用泥約有55億噸，占世界大約50%，因此每年增加的廢棄建筑骨料約占33%，這造成了廢棄的混凝土的堆積加大。而傳統(tǒng)的的做法是將廢棄的混凝土進行基礎填埋或者進行道路工程的墊層處理，但是當今社會提倡資源的節(jié)約，走可持續(xù)發(fā)展道路，顯然，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足當下的建筑行業(yè)的發(fā)展了。而且建筑垃圾也給自然環(huán)境帶來了較大的污染，國家提出建設可持續(xù)發(fā)展的國家，這就要求我們對建筑廢棄物合理處理，變廢為寶，實現(xiàn)資源再生產(chǎn)。在這樣的背景下，我們將建筑廢棄物進行二次生產(chǎn)，這便提出了再生混凝土的說法。而本次實驗將再生骨料的含量固定為總粗骨料的30%，再來研究摻入不同含量的粉煤灰對其力學性質（軸向受壓）的影響，并做預實驗不同摻量的粉煤灰對再生混凝土混凝作用的影響。由資料顯示知，再生混凝土中的粉煤灰摻入量不能超過45%，則本次實驗中粉煤灰的摻入量設定為0、20%、30%、40%四個梯度。

1 實驗材料與試驗方案

新華堡壘牌P.C 42.5R水泥，襄陽火電廠廢棄的粉煤灰，標準河砂，卵石，自來水拌和，濱江路改造時的廢棄混凝土，混凝土配合比見表1。

根據(jù) JGJ 55—2011《混凝土配合比設計規(guī)程》，以設計強度等級為 C30的普通混凝土配合比為基準，以粉煤灰的摻量為基本影響因素，粉煤灰的摻量分別為0、20%、30%、40%，分別編號為A、B、C、D，測試標準養(yǎng)護下7d、28d抗壓強度基本力學性能指標，預實驗結果見表2，主實驗結果見表3，表4。

2 實驗結果分析

根據(jù)表2—4實驗結果，繪制出摻入粉煤灰的水泥凈漿的凝結時間、7d再生混凝土強度、28d再生混凝土強度關系曲線圖，如圖1—3所示。

2.1根據(jù)以上圖表實驗結果分析可知

對于沒有摻入粉煤灰的再生混凝土而言，粉煤灰摻入量為20%、30%、40%的再生混凝土的初凝時間分別增加55min、90min、130min，終凝時間分別增加95min、115min、175min，7d再生混凝土強度分別減小9.7Mpa、14.6Mpa、14.8Mpa，28d再生混凝土強度分別增加1.6Mpa、3.1Mpa、5.0Mpa。

由上述歸納可得，摻入粉煤灰的再生混凝土相對沒有摻入粉煤灰的再生混凝土而言，隨著粉煤灰摻入量的增加，再生混凝土初凝時間和終凝時間隨之增加，7d再生混凝土強度隨之減小，28d再生混凝土強度隨之增加。當粉煤灰摻入量為40%時，7d再生混凝土強度減小不明顯。

2.2機理分析

粉煤灰是一種常用的礦物摻和料，是為了節(jié)約水泥，改善混凝土性能加入的具有一定細度的天然或人造的礦物粉體材料，也稱為礦物外加劑。粉煤灰因是微小的球狀顆粒，在與水泥、水混合后，由于其表面光滑，增加了水泥凈漿的流動性，因此使凝結時間加長。除此之外，粉煤灰還具有減水作用，這樣就使相同的用水量的情況下，摻入了粉煤灰的水泥膠漿流動性更大。由于粉煤灰的效應結果，可改善混凝土拌合物的和易性，可泵性等性能，并能降低混凝土的水化熱，提高抗腐蝕能力和抑制堿骨料反應。

3 結論

本次實驗主要是研究在再生骨料一定的情況下，摻入不同量的粉煤灰對再生混凝土的性能的影響，得出這些結論。

（1）由水泥凈漿凝結時間實驗得，粉煤灰的增加，使得再生混凝土的初凝，終凝的時間增加，粉煤灰的摻入越多，凝結時間越長，即粉煤灰對再生混凝土有緩凝作用。且隨著摻入量的增加緩凝作用越明顯，在含量達到40%時，由于粉煤灰的減水作用，使得水泥漿較稀，凝結時間變長。

（2）由7d再生混凝土強度可知，摻入了粉煤灰后，其再生混凝土的強度減小，摻入量越大，強度越小，在含量為40%，其變化不明顯。由28d再生混凝土強度可知，再生混凝土的強度隨粉煤灰摻入量的增加而增加。即粉煤灰的摻入增加，會使再生混凝土的早期強度隨之降低，但后期強度隨之增加。

本論文是在徐福衛(wèi)老師的指導下完成的。

基金項目：湖南文理學院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目（項目編號：201810519042）

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作者簡介：

1.張銳（1998-6），男，漢，湖北黃岡人，湖北文理學院土木工程專業(yè)16級本科生

2.指導老師：徐福衛(wèi)，（1976-6），男，漢族，江西都昌人，副教授，碩士，主要從事工程結構數(shù)值計算和再生混凝土研究，湖北文理學院土木工程與建筑學院。