張銳 徐福衛(wèi)

摘 要：隨著時(shí)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(jí)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(hù)環(huán)境，大力支持國(guó)家建設(shè)“環(huán)境友好型社會(huì)，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家”。而對(duì)于再生混凝土的性能優(yōu)化，則需要設(shè)計(jì)其配合比，并且摻入不同量的粉煤灰。本實(shí)驗(yàn)研究在再生混凝土骨料一定時(shí)，摻入粉煤灰的含量多少對(duì)再生混凝土的性能進(jìn)行優(yōu)化，粉煤灰的含量為0、20%、30%、40%。試驗(yàn)結(jié)果表明：粉煤灰具有緩凝作用，且隨著摻入量的增多，凝結(jié)時(shí)間越長(zhǎng)；摻入了粉煤灰再生混凝土前期強(qiáng)度低于沒有摻入粉煤灰的再生混凝土，后期強(qiáng)度高于沒有摻入粉煤灰的再生混凝土。

關(guān)鍵詞：再生混凝土；粉煤灰；緩凝時(shí)間；抗壓強(qiáng)度

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較快，我國(guó)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(jìn)行基礎(chǔ)填埋或者進(jìn)行道路工程的墊層處理，但是當(dāng)今社會(huì)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(dāng)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(guó)家提出建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的國(guó)家，這就要求我們對(duì)建筑廢棄物合理處理，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源再生產(chǎn)。在這樣的背景下，我們將建筑廢棄物進(jìn)行二次生產(chǎn)，這便提出了再生混凝土的說法。而本次實(shí)驗(yàn)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(duì)其力學(xué)性質(zhì)（軸向受壓）的影響，并做預(yù)實(shí)驗(yàn)不同摻量的粉煤灰對(duì)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(shí)驗(yàn)中粉煤灰的摻入量設(shè)定為0、20%、30%、40%四個(gè)梯度。

1 實(shí)驗(yàn)材料與試驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)河砂，卵石，自來水拌和，濱江路改造時(shí)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(shè)計(jì)規(guī)程》，以設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為 C30的普通混凝土配合比為基準(zhǔn)，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(hào)為A、B、C、D，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下7d、28d抗壓強(qiáng)度基本力學(xué)性能指標(biāo)，預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2，主實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3，表4。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)表2—4實(shí)驗(yàn)結(jié)果，繪制出摻入粉煤灰的水泥凈漿的凝結(jié)時(shí)間、7d再生混凝土強(qiáng)度、28d再生混凝土強(qiáng)度關(guān)系曲線圖，如圖1—3所示。

2.1根據(jù)以上圖表實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知

對(duì)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(shí)間分別增加55min、90min、130min，終凝時(shí)間分別增加95min、115min、175min，7d再生混凝土強(qiáng)度分別減小9.7Mpa、14.6Mpa、14.8Mpa，28d再生混凝土強(qiáng)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(duì)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(shí)間和終凝時(shí)間隨之增加，7d再生混凝土強(qiáng)度隨之減小，28d再生混凝土強(qiáng)度隨之增加。當(dāng)粉煤灰摻入量為40%時(shí)，7d再生混凝土強(qiáng)度減小不明顯。

2.2機(jī)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(xì)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(dòng)性，因此使凝結(jié)時(shí)間加長(zhǎng)。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(dòng)性更大。由于粉煤灰的效應(yīng)結(jié)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(yīng)。

3 結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)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(duì)再生混凝土的性能的影響，得出這些結(jié)論。

（1）由水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間實(shí)驗(yàn)得，粉煤灰的增加，使得再生混凝土的初凝，終凝的時(shí)間增加，粉煤灰的摻入越多，凝結(jié)時(shí)間越長(zhǎng)，即粉煤灰對(duì)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(dá)到40%時(shí)，由于粉煤灰的減水作用，使得水泥漿較稀，凝結(jié)時(shí)間變長(zhǎng)。

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

本論文是在徐福衛(wèi)老師的指導(dǎo)下完成的。

基金項(xiàng)目：湖南文理學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：201810519042）

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作者簡(jiǎn)介：

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

2.指導(dǎo)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(jié)構(gòu)數(shù)值計(jì)算和再生混凝土研究，湖北文理學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院。