再生粗骨料混凝土的干縮性能研究

甘海龍 謝肖禮

摘 要：由于再生粗骨料較高的吸水率特征，使得再生粗骨料混凝土的干縮變形較為顯著。文章研究了水泥用量為300kg/m3、400kg/m3、500kg/m3時(shí)簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料混凝土收縮量和顆粒整形再生粗骨料混凝土收縮量。指出通過(guò)控制再生混凝土粗骨料的種類和取代率，并摻入活性礦物摻合料來(lái)降低再生混凝土收縮的方法是可行的。

關(guān)鍵詞：再生混凝土；粗骨料；干縮性能；研究

Abstract： Due to high coarse aggregate renewable water absorption characteristics， making recycled coarse aggregate concrete shrinkage deformation is more significant. This paper studies the amount of cement to 300kg/m3， 400kg/m3， when500kg/m3 simply crushed recycled coarse aggregate concrete shrinkage and plastic recycled coarse aggregate particles of concrete shrinkage. Pointed out that by controlling the types of renewable coarse aggregate and concrete replacement rate， and the incorporation of mineral admixtures to reduce the activity of recycled concrete shrinkage method is feasible.

Keywords： recycled concrete； coarse aggregate； shrinkage performance； research

引言

再生粗骨料混凝土是指以再生粗骨料部分或全部取代天然粗骨料的混凝土。再生骨料經(jīng)過(guò)處理，各方面性能均有提高，但仍然低于天然骨料。另外，全部采用再生骨料會(huì)對(duì)混凝土性能有較大影響，一般對(duì)于粗骨料采用不同的取代率，細(xì)骨料則全部采用普通砂來(lái)配制混凝土。但是再生粗骨料混凝土的影響因素多，質(zhì)量波動(dòng)大。大量試驗(yàn)表明，影響再生粗骨料混凝土性能的主要因素為：再生粗骨料種類；再生粗骨料取代率；粉煤灰摻量；膠凝材料用量。

1.再生粗骨料混凝土的收縮性能

干燥收縮是指混凝土停止正常標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，在不飽和的空氣中失去內(nèi)部毛細(xì)孔和膠凝孔的吸附水而發(fā)生的不可逆收縮，它不同于干濕交替引起的可逆收縮，簡(jiǎn)稱干縮。干縮是混凝土的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它關(guān)系到混凝土的強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性、耐久性等性能。

混凝土干燥收縮本質(zhì)上是水化相的收縮，骨料及未水化膠凝材料則起剄約束收縮的作用。對(duì)于一般工程環(huán)境（相對(duì)濕度大于40%），水化相孔隙失水是收縮的重要原因，因此，一定齡期下，水化相的數(shù)量及其微觀孔隙結(jié)構(gòu)決定了混凝土收縮的大小。由于再生粗骨料較高的吸水率特征，使得再生粗骨料混凝土的干縮變形較為顯著，已經(jīng)引起有關(guān)方面的重視。所以幾乎所有研究再生骨料混凝土的國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者都無(wú)一例外地提及再生混凝土的干縮變形。

2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)

收縮性能試驗(yàn)按《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》（GB/T50082-2009）進(jìn)行，制作兩端預(yù)埋測(cè)頭的lOOmm×lOOmm×515mm長(zhǎng)方體試塊，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)3d后，從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室取出并立即移人溫度保持在20±2℃，相對(duì)濕度保持在60%±5%的恒溫恒濕室，測(cè)定其初始長(zhǎng)度，并依次測(cè)定ld、3d、7d、14d、28d、45d、60d的收縮變化量。

試驗(yàn)通過(guò)調(diào)整用水量控制混凝土坍落度在160～200mm范圍內(nèi)，研究了不同種類再生粗骨料、不同取代率及不同水泥用量對(duì)再生骨料混凝土收縮性能的影響。

試驗(yàn)所用原材料中的水泥為魚(yú)峰水泥廠生產(chǎn)的42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥；粉煤灰為合山電廠生產(chǎn)的II級(jí)灰；粗骨料包括5- 31.5mm連續(xù)級(jí)配的天然碎石、簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料和顆粒整形再生粗骨料，細(xì)骨料為符合JGJ 52-2006要求的河砂，細(xì)度模數(shù)為2.8；減水劑為上海麥斯特高效聚羧酸減水劑，摻量為膠凝材料質(zhì)量1.2%（減水率約為32%）；水為自來(lái)水。

3.試驗(yàn)方案

試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要考慮四個(gè)條件。

（1）粗骨料分別為簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料和顆粒整形再生粗骨料；

（2）再生粗骨料取代率分別為O%、40%、70%和100%；

（3）粉煤灰摻量分別為0%和30%；

（4）膠凝材料用量分別為300kg/m3、400kg/m3和500kg/m3?；炷辽奥蕿?5%，減水劑摻量為1.2%，通過(guò)調(diào)整用水量控制坍落度在160-200mm。

4.試驗(yàn)結(jié)果

4.1簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料對(duì)收縮性能的影響

簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料在不同取代率、不同水泥用量配制的混凝土分別與天然粗骨料混凝土的收縮對(duì)比如圖1-圖3所示。

由圖1-圖3可知，簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料混凝土的收縮量在水泥用量少時(shí)，前期較小，而后期則相對(duì)增加；隨著簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料取代率的增加，簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料混凝土的收縮也隨之加大。當(dāng)簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料取代率為40%、70%和100%時(shí)，其配制的混凝土收縮平均值分別比天然碎石混凝土大4%、24%和36%。

5.結(jié)論

由于簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料的吸水率較大，在拌制混凝土?xí)r需加入較多的拌合水，致使簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料混凝土的早期收縮應(yīng)變較小，后期增長(zhǎng)較快；另外，由于簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料的彈性模量大大低于天然碎石，這也會(huì)使簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料混凝土的收縮量大大高于天然碎石混凝土。再生粗骨料的取代率對(duì)再生混凝土的收縮也有較大影響，當(dāng)再生粗骨料的相對(duì)量比較少時(shí)，對(duì)收縮起主要控制的作用還是天然碎石，當(dāng)取代率增加，對(duì)收縮起主要控制的是再生粗骨料，由于簡(jiǎn)單破碎再生粗骨料自身的劣化性和級(jí)配導(dǎo)致收縮加大。通過(guò)顆粒整形去除了再生粗骨料的棱角和附著的多余的水泥砂漿，使其粒形接近球形，而且級(jí)配更加合理并且月水量也相對(duì)較少，故收縮量也相應(yīng)減少。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明，通過(guò)控制再生混凝土粗骨料的種類和取代率，并摻入活性礦物摻合料來(lái)降低再生混凝土收縮是可行的。

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