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時簡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降低再生混凝土收縮的方法是可行的。

關鍵詞：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。再生骨料經過處理，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對混凝土性能有較大影響，一般對于粗骨料采用不同的取代率，細骨料則全部采用普通砂來配制混凝土。但是再生粗骨料混凝土的影響因素多，質量波動大。大量試驗表明，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準養(yǎng)護后，在不飽和的空氣中失去內部毛細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，簡稱干縮。干縮是混凝土的一個重要的性能指標，它關系到混凝土的強度、體積穩(wěn)定性、耐久性等性能。

混凝土干燥收縮本質上是水化相的收縮，骨料及未水化膠凝材料則起剄約束收縮的作用。對于一般工程環(huán)境（相對濕度大于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)量及其微觀孔隙結構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，已經引起有關方面的重視。所以幾乎所有研究再生骨料混凝土的國內外專家學者都無一例外地提及再生混凝土的干縮變形。

2.試驗設計

收縮性能試驗按《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》（GB/T50082-2009）進行，制作兩端預埋測頭的lOOmm×lOOmm×515mm長方體試塊，在標準養(yǎng)護室養(yǎng)護3d后，從標準養(yǎng)護室取出并立即移人溫度保持在20±2℃，相對濕度保持在60%±5%的恒溫恒濕室，測定其初始長度，并依次測定ld、3d、7d、14d、28d、45d、60d的收縮變化量。

試驗通過調整用水量控制混凝土坍落度在160～200mm范圍內，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再生骨料混凝土收縮性能的影響。

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

3.試驗方案

試驗設計主要考慮四個條件。

（1）粗骨料分別為簡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。混凝土砂率為35%，減水劑摻量為1.2%，通過調整用水量控制坍落度在160-200mm。

4.試驗結果

4.1簡單破碎再生粗骨料對收縮性能的影響

簡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比如圖1-圖3所示。

由圖1-圖3可知，簡單破碎再生粗骨料混凝土的收縮量在水泥用量少時，前期較小，而后期則相對增加；隨著簡單破碎再生粗骨料取代率的增加，簡單破碎再生粗骨料混凝土的收縮也隨之加大。當簡單破碎再生粗骨料取代率為40%、70%和100%時，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.結論

由于簡單破碎再生粗骨料的吸水率較大，在拌制混凝土時需加入較多的拌合水，致使簡單破碎再生粗骨料混凝土的早期收縮應變較小，后期增長較快；另外，由于簡單破碎再生粗骨料的彈性模量大大低于天然碎石，這也會使簡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再生混凝土的收縮也有較大影響，當再生粗骨料的相對量比較少時，對收縮起主要控制的作用還是天然碎石，當取代率增加，對收縮起主要控制的是再生粗骨料，由于簡單破碎再生粗骨料自身的劣化性和級配導致收縮加大。通過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，而且級配更加合理并且月水量也相對較少，故收縮量也相應減少。以上數(shù)據(jù)說明，通過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降低再生混凝土收縮是可行的。

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