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再生混凝土耐火性能实验

2010-09-20 09:15  来源于网络  【  【打印】【我要纠错】

  再生混凝土是利用将废弃混凝土清洗、破碎、筛分、配合后形成的再生集料作为部分或全部集料的混凝土。各种再生骨料改善方法处理后的再生混凝土进行高温试验,研究其经450℃高温后外观、抗压强度及质量损失。结果表明:再生混凝土在高温作用下外观颜色变浅,但仅极少数会发生爆裂现象;再生混凝土耐火性能与再生骨料替代率没有什么很大关系;水泥内掺粉煤灰对普通混凝土和再生混凝土耐火性能有一定的改善作用。

  1 引言

  近年来,随着城市基础设施建设力度的加大、城市旧楼拆迁步伐的加快以及人们对建筑业可持续发展战略重要性的认识,对建筑物拆除产生的大量废弃混凝土循环利用的呼声越来越高,对再生混凝土的研究正逐渐展开,再生混凝土被作为绿色高性能混凝土家庭一员的观念也逐渐被接受。

  一般将废弃混凝土经过清洗、破碎、分级和按一定比例相互配合后得到的骨料称为“再生骨料”,而把利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土叫做“再生混凝土”。

  在再生混凝土的基本性能方面已经有了大量的研究[1],甚至已经有相关的书籍出版[2]。

  但对于再生混凝土力学性能,耐久性方面还不完善,特别是高温性能方面还是空白。由于用再生骨料取代了普通石子,再生混凝土力学性能与普通混凝土是否有较大差别,其高温性能如何变化,还没有可供参考的文献。

  本文通过对的再生混凝土高温后抗压强度的变化进行研究,分析再生骨料对高温力学性能的影响。试验研究和分析结果可为再生混凝土结构耐火设计提供技术参考。

  2 试验概况

  2.1 再生骨料基本性能

  再生骨料是江苏徐州某厂水泥路面(使用8年)废弃后人工破碎而成,再生骨料颗粒级配连续,粒径基本处于5~31.5mm,平均粒径在12~16mm之间。

  2.2 试块制作再生混凝土配合比水泥/水/砂/粗骨料为420/192/680/1187,成型100mm×100mm×100mm混凝土立方体试件。混凝土配合比水泥/水/砂/粗骨料为420/239/725/1289,用再生骨料取代石子的配合比如下表3,RC为普通混凝土,R25再生骨料取代率为25%,R50再生骨料取代率为50%,R75取代率为75%,R100完全用再生骨料替代石子。

  另外水泥内掺25%粉煤灰[3]的5种再生混凝土用FC,F25,F50,F75,F100配合比不变;再生骨料用3%浓度Na2SiO3溶液[4]冲洗后的再生混凝土用SC,S25,S50,S75,S100表示;再生骨料用3%浓度的盐酸冲洗处理后制得的再生混凝土用HC,H25,H50,H75,H100表示。还有一些其他改善再生骨料方法有待进一步研究[5]。参照GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》,将试件养护至规定龄期,然后进行力学性能测定。

  2.3 试验方法

  为减少试块湿含量的影响,养护结束后移至烘箱中,在105℃下烘烤12h后,再将试块放入电热炉中按设定的升温制度升温。然后自然冷却到室温后按照国家标准(GBJ-85)《普通混凝土力学性能实验方法》完成抗压实验,测其残余强度,质量损失。并观察高温后混凝土表面,并记录混凝土表面特征。

  3 试验结果及分析

  3.1 试验外观试块经高温作用后,其外观均发生了变化。

  从高温前试块外表看,呈现深灰色。从高温后混凝土立方体试件的照经450℃后转变为灰白色,不过试块断面中心部位颜色较外层深,从试块断面看有一个温度梯度片可以看出,经450℃高温作用后,只有个别试块表面发生了爆裂,爆裂深度约为8mm,且爆裂面形状不规则,断面处可清晰看到砂、石及水泥石,但没有发生沿集料与水泥石界面破坏的情况;部份试件有少量细裂缝产生,大部份试件外观完整。比较各试块并没有什么特别的不同之处,也就是说从外观上看在450℃温度下,再生混凝土与普通混凝土并没有什么很大区别。

  3.2 质量损失及强度变化

  高温后再生混凝土质量损失及强度见表4,抗压强度是换算成标准立方体抗压强度后的强度值。普通混凝土与各取代率的再生混凝土对比可以看出再生混凝土抗压强度随再生骨料取代率增加而有所提高,这可能是因为再生骨料的较高的吸水率和设计的配合比中较高的水灰比造成的,这样在混凝土成型过程中,水分被再生骨料充分吸收,从某种意义上讲,降低了水灰比,提高了混凝土等级。用3%硅酸钠冲洗过的S系列再生混凝土和用3%浓度盐酸冲洗过的H系列再生混凝土抗压强度并没有很大提高。水泥内掺25%粉煤灰的再生混凝土,强度变化也不大。掺入再生骨料的再生混凝土与普通混凝土比较,强度损失和质量损失相差不大,强度损失大概在29%-35%,质量损失在7.5%-9.5%。值得一提的是,掺入粉煤灰的普通混凝土和再生混凝土强度损失明显变小,强度损失只有10%左右,这可能是由于在450℃下,掺入粉煤灰的混凝土和再生混凝土内部结构还没有完全被破坏,强度损失不严重。

  4 结语

  1)再生混凝土在450℃高温条件下,只有个别少数发生爆裂,产生微小裂缝,并且外观颜色变浅。

  2)在水灰比不太低的情况下,随着再生骨料替代率的提高,再生混凝土强度有所提高,但幅度不大;能提高再生混凝土耐久性能的化学处理方法(盐酸,硅酸钠溶液冲洗再生骨料)对再生混凝土强度基本没有影响。

  3)在450℃高温条件下,对比普通混凝土与不同替代率的再生混凝土发现,质量损失变化不大,在7%-9%,强度损失也相差无几;水泥内掺粉煤灰对普通混凝土和再生混凝土抗高温性能有所提高。

  参考文献

  [1] 唐敏.浅谈再生混凝土[J].安徽建筑2008 年,第3期. 1007- 7359(2008)03- 0087- 02。

  [2] 肖建庄着.再生混凝土[M].中国建筑工业出版社.2008 年6 月。

  [3]孙浩.粗集料和掺合料对再生混凝土性能的影响研究[J].上海:同济大学(导师:王培铭),2006

  [4]程海丽,王彩彦.水玻璃对混凝土再生骨料强化实验研究[J].新型建筑材料2004(12):12~14。

  [5]陈云钢.界面改性剂对再生混凝土性能改善效果的初步研究[J].上海:同济大学(导师:肖建庄,孙振平).2006。

延伸阅读:混凝土 力学 基本性能
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