李文星，馮俊玲，劉冬冬

(1.河北工程大學(xué) 水利水電學(xué)院，河北 邯鄲 056021； 2.河北省邯鄲市邱縣水利局，河北 邯鄲 056000； 3.河北省邯鄲市水文水資源勘測(cè)局，河北 邯鄲 056000)

0 引 言

混凝土是當(dāng)今世界上用量最大、使用范圍最廣的建筑工程材料，但隨著混凝土澆筑量的不斷增加，由此帶來(lái)的資源消耗環(huán)境污染等問(wèn)題也不容忽視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年會(huì)產(chǎn)生約4 000×104t的建筑垃圾 , 其中有25%～45%為磚塊。如若能將這部分廢棄磚塊回收作為混凝土的骨料 , 不僅可以節(jié)省垃圾處理費(fèi)用，減少垃圾填埋占用的耕地面積 ,減輕環(huán)境污染 ,有著很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 , 而且可以實(shí)現(xiàn)近年來(lái)倡導(dǎo)的建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。近些年來(lái)，高效減水劑的出現(xiàn)使配制自密實(shí)混凝土成為可能 ,自密實(shí)混凝土已成為混凝土技術(shù)的最新發(fā)展方向之一。

1 試驗(yàn)概況

1.1 材 料

水泥：采用邯鄲金隅太行水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的“太行”牌P·C42.5復(fù)合硅酸鹽水泥，依照《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)進(jìn)行物理、力學(xué)性能檢測(cè)，其物理、力學(xué)性能參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 水泥的物理力學(xué)性能

粗骨料：采用粒徑5～20 mm連續(xù)級(jí)配的碎石。

細(xì)骨料：采用級(jí)配良好的中砂細(xì)度模數(shù)為2.6。

粉煤灰：選用邯鄲電廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰，比表面積4 600 cm3/g，密度2.33 g/cm3。

水：選用普通城市自來(lái)水，水質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)均符合混凝土拌和用水要求。

外加劑：選用聚羧酸高性能減水劑，具有減水、高保坍、增強(qiáng)等特點(diǎn)。

1.2 配合比及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB 50119-2013)中“混凝土外加劑形容性快速檢驗(yàn)方法”，用上口徑50 mm、下口徑100 mm、高150 mm的砂漿擴(kuò)展度筒測(cè)量初始以及30和60 min后的水泥砂漿擴(kuò)展度，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 高效減水劑不同摻量的水泥砂漿擴(kuò)展度

從表2結(jié)果可以看出，當(dāng)聚羧酸高效減水劑摻量為0.60%左右時(shí)達(dá)到飽和點(diǎn)，其擴(kuò)展經(jīng)時(shí)損失率最低，本試驗(yàn)選用聚羧酸高效減水劑摻量為0.60%。

通過(guò)相容性試驗(yàn)外加劑摻量確定為0.60%，試驗(yàn)采用C25等級(jí)的自密實(shí)混凝土進(jìn)行澆筑，其配合比見(jiàn)表 3。其中W/B=0.41，砂率Sp=0.440。對(duì)該配合比的SCC進(jìn)行自密實(shí)性能檢測(cè)，結(jié)果如下：坍落Slump=271 mm，坍落擴(kuò)展度Slump Flowing=745 mm，力學(xué)性能見(jiàn)表4，其立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cc28=39.07 MPa，棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)ca28=35.63 MPa。

表3 C25自密實(shí)混凝土配合比 /kg·(m3)-1

表4 自密實(shí)混凝土力學(xué)性能

1.3 再生粗骨料

再生骨料采用廢棄的紅磚，見(jiàn)圖1。

1.4 試件的澆筑及養(yǎng)護(hù)

利用混凝土攪拌機(jī)拌制好C25自密實(shí)混凝土，然后將自密實(shí)混凝土注入鋼模，邊注入鋼模邊拋加再生骨料。在自然條件下養(yǎng)護(hù)28 d后，對(duì)其進(jìn)行取芯試驗(yàn)。本試驗(yàn)進(jìn)行了4組試件，所有試件均為一批澆筑完成。試件參數(shù)詳見(jiàn)表4。

圖1 廢棄的紅磚

試件編號(hào)摻加骨料種類摻加骨料的比例試件尺寸RFC-1廢棄的紅磚0330 mm×330 mm×800 mmRFC-2廢棄的紅磚25%330 mm×330 mm×800 mmRFC-3廢棄的紅磚50%330 mm×330 mm×800 mmRFC-4廢棄的紅磚75%330 mm×330 mm×800 mm

1.5 試驗(yàn)方法

對(duì)試件進(jìn)行取芯，得到直徑100 mm、高100 mm的圓柱體和直徑100 mm、高200 mm的圓柱體，其抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗劈裂強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)按照《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GB/T50081-202)進(jìn)行。試件放置及加載情況見(jiàn)圖2。

圖2 試件放置及加載情況圖

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

4組試件力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

4組試件加載過(guò)程中，均先出現(xiàn)豎向裂縫，試塊表面的裂縫不斷地發(fā)展，加載到一定程度表面混凝土開(kāi)始剝落，并且開(kāi)始出現(xiàn)再生大骨料的斷裂、破碎。其中，紅磚加的比例多的試件，剪切破碎的現(xiàn)象更為明顯，且抗壓試驗(yàn)時(shí)紅磚先破裂。從抗壓強(qiáng)度可以看出，1～4號(hào)試件抗壓強(qiáng)度依次減小，從中得出再生大骨料堆石混凝土取決于紅磚的加量。紅磚的加量在25%以下時(shí)，其抗壓強(qiáng)度和不加紅磚的相差不多；當(dāng)紅磚加量高于25%時(shí)，其大骨料不會(huì)發(fā)揮很好的骨架作用，容易產(chǎn)生裂縫并被劈裂。

表5 再生大骨料自密實(shí)堆積混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié) 論

1) 經(jīng)過(guò)相容性試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)組，在聚羧酸高效減水劑摻量在 0.60%左右時(shí)達(dá)到飽和點(diǎn)。當(dāng)高效減水劑摻量達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)，砂漿的擴(kuò)展度最大，砂漿擴(kuò)展度經(jīng)使損失率最小，流動(dòng)性和保水性最好。

2) 再生大骨料自密實(shí)堆積混凝土抗壓強(qiáng)度受再生大骨料摻量影響較大，其抗壓強(qiáng)度隨著再生大骨料摻量增大而降低，并且與取代堆石的再生大骨料的原強(qiáng)度及其所占的比例密切相關(guān)。再生骨料原強(qiáng)度越高，在混摻骨料中占得比重越大, 圓柱體抗壓強(qiáng)度就越高。