再生大骨料（精选7篇）
再生大骨料 篇1
0 引言
由于外界激励的作用, 结构体系会形成振动, 当外界激励停止作用的时候, 这时各种外界阻力以及系统自身的的原因, 引起能量的耗散的总和就称为阻尼。阻尼的取值在结构动力学的研究中具有非常重要的意义, 因为这关系到结构的动态响应。目前对阻尼的处理方式是只是根据结构的不同对给出的公式进行简单的修正处理。但事实上材料的阻尼值不能简单的取为常数, 阻尼值是随着应力或变形的增大而增大[1]。本章试验通过稳态激励, 采用相位差法得到再生骨料混凝土在大变形情况下的阻尼值, 并得到阻尼与应变之间的关系。
1 试验原理与内容
本文采用相位差法测量阻尼。其测量的原理是是:阻尼是存在的, 且是材料的一种固有特征, 这个假设是的确存在且被学者们所广泛认可的。对试块施加正弦稳态荷载后, 这时同时采集应力、应变分别与时间关系的曲线, 由于材料具有阻尼的特性, 由激励后产生的应力会快于应变, 应变会落后于应力。此时两条曲线之间的差值就是相位差, 即两条曲线起始点之间的时间差。
试验的原理图如图1:本试验采用DH5937型号的动态信号采集仪收集信号通过同时采集应力应变的相关信号分析所采集的信号, 可以得出它们之间的差值, 并通过计算得到阻尼值。
本试验加载装置为PA-500微机控制电液压伺服动静疲劳试验机, 试验机是通过采用微机操控、油缸加压, 能够施加动静荷载的万能试验机。加载量最大值为500k N。数据采集仪器为DH5937动态应变仪。本试验取用的是五种不同取代率的再生骨料混凝土试块, 其粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%、100%。激振频率选取5Hz频率的稳态正弦曲线, 采集信号频率为10k Hz。通过本试验可获取时间差 (ΔT) , T表示稳态振动周期。通过计算可以得出相位角差, 并且根据相位差角正切Ф和阻尼比的相互之间的换算关系得出阻尼比[2]。计算公式如下:
在本试验之前通过万能实验机得出了五种不同取代率再生骨料混凝土的压强度分别为40.4MPa, 39.8Mpa, 38.2MPa, 34.7MPa, 32.6Mpa。
2 实验结果分析
根据以上图表, 发现随着施加的荷载逐渐增加, 阻尼比也成线性增大, 随着再生骨料取代率的增大, 强度降低, 其阻尼比也相对增大。主要原因可能是再生骨料混凝土随着取代率的增加, 强度降低, 在施加压力的过程中, 内部损伤会越大, 导致内部的裂缝会增多, 而裂缝的增多就会使摩擦耗能的界面也随之增加, 再生粗骨料的界面与新硬化的水泥砂浆界面会因此变弱, 导致阻尼耗能加大。随着再生粗骨料用量的增加, 其对混凝土的阻尼性能不利因素也随之加大。
3 结束语
相位差法主要测试试块在施加荷载的过程中阻尼随施加力不断变大而变大的过程。通过以上试验发现, 随着再生骨料取代率的提高, 其阻尼性能也相应提高。本试验是构件级别的, 可以属于单元级别的, 因此这种单元级别分析可以为有限元理论的精密设计提供理论支持。对抗震结构设计具有一定的借鉴意义。同时此方法是在一个连续加载的过程中测出阻尼值的, 对应于建筑物受力过程, 这个加载和测量同时进行的过程也具有参考意义。
摘要：随着近些年来土木工程行业的迅猛发展, 对再生骨料混凝土研究与利用越来越为热门。其中对再生骨料混凝土的物理力学性能研究较多, 而对其阻尼的研究比较少。因此对再生骨料混凝土的阻尼取值以及阻尼性能研究就显得非常必要。
关键词：再生骨料混凝土,阻尼测量,相位差法
参考文献
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[3]刘莹, 彭松, 王罗春.再生骨料及再生混凝土的改性研究[J].再生资源研究, 2005 (01) .
再生细骨料 篇2
再生细骨料是由建筑废弃物中的混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成, 用于配制混凝土的粒径不大于4.75mm的颗粒。主要包括砂浆体破碎后形成的表面附着水泥浆的砂粒, 水泥石颗粒及少量破碎石块。再生细骨料的生产工序为:1.对原材料进行初选, 分类堆放、去除钢筋等;2.通过多次分选, 去除土、轻物质、钢筋、有机质等;3.初次破碎、筛分, 二次破碎、筛分, 分离、冲洗等得到再生细骨料。简单破碎再生细骨料品质低, 所配制的混凝土强度不高, 限制了再生混凝土的应用, 多用于砌筑、抹灰砂浆和空心砌块等制品。为了提高再生混凝土的性能, 需要对简单破碎的再生砂进行进一步工艺处理, 不仅改善粒形, 还很大程度地降低再生胶砂需水量比、压碎指标值等关键指标, 各项性能指标都接近天然砂。可广泛用于混凝土、砂浆以及各种制品中。
再生骨料对再生混凝土性能的影响 篇3
从一般意义上讲, 再生混凝土骨料, 是将废旧的混凝土块和碎砖块经过破碎、清洗与分级后, 按一定的比例混合形成的骨料称为再生骨料或再生混凝土骨料 (Recycled Aggregate or Recycle Concret Aggregate) 。用其部分或全部替代砂石等天然骨料配制而成的新混凝土称为再生混凝土 (Recycled Concret) 。将传统意义上的骨料简称为“天然骨料”, 将全部由天然骨料配制的混凝土称为“普通混凝土”[1]。
本文对再生骨料进行基本性能试验检测, 然后将两种再生骨料按一定比例混合代替天然粗骨料配制混凝土, 对再生混凝土工作性能和力学性能的试验研究及规律性的探索分析。
1 再生骨料的基本性质试验
本论文试验所用粗骨料是将工地废弃混凝土和碎砖组成的混合物运到试验室, 经过清理剔除杂质, 人工分离、破碎、筛分后取得再生碎砖骨料和再生混凝土骨料。再生骨料粒径规格 (方孔筛) 4.75mm~19mm。两种骨料经过合理掺配能够达到连续级配要求。然后将再生碎砖和再生混凝土骨料按照100:0;70:30;50:50;30:70;0:100进行混合, 把混合后的再生骨料作为试验对象。按照《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006执行。主要检测项目有:密度、吸水率、含泥量、压碎值指标。主要试验数据见表1。
本试验测得再生骨料的吸水率远远大于天然骨料。天然骨料的孔隙体积一般不大于10%, 所以天然骨料的吸水速度和吸水率都较小。相比而言, 再生骨料的表面特征粗糙, 水泥砂浆包裹, 拆除破碎中产生的微裂缝, 及砖骨料内部孔洞较多等诸多因素导致再生骨料中孔隙较大, 吸水率自然较高。Topcu[2]等人的试验发现表观密度为2470kg/m3的再生骨料浸水30min后吸水率达到7%。尚建丽[3]等试验数据表明:再生粗骨料10min吸水达到饱和程度的85%左右, 30min达到饱和程度的95%以上, 可见再生骨料吸水速度很快, 同时吸水率也相当的高。由再生骨料的试验过程和结果研究所得, 再生骨料的吸水速度和吸水率与天然骨料相比有较大差异。如果仍然按照普通混凝土配合比设计选择单位用水量显然是不合理的。史巍[4]提出了基于自由水灰比设计方法:再生混凝土的拌合用水量分为两部分:一部分为骨料所吸附的水分, 这部分完全被骨料所吸收, 在拌合物中起不到润滑和提高流动性的作用, 把它称为吸附水, 吸附水为骨料吸水至饱和面干状态时的用水量。另一部分为拌合用水量, 这部分水分布在水泥砂浆中, 提高拌合物的流动性, 并且在混凝土凝结硬化时, 这部分自由水除有一部分蒸发外, 其余要参与水泥的水化反应, 称为自由水。其中自由水量与水泥用量之比为自由水灰比。再生混凝土强度设计时, 主要考虑自由水灰比。本试验参照基于自由水灰比试验方法:首先结合骨料的吸水率确定单位体积混凝土中吸附水的用量, 再考虑普通混凝土设计方法中计算的单位用水量, 将二者结合即为再生混凝土所需的用水量。而水灰比取自由水灰比。吸附水的加入方法有两种, 一种是在拌制混凝土前将骨料预湿使骨料达到饱和面干吸水状态。这种方法很难控制, 一般很少采用。另外一种方法就是将吸附水和自由水一起在混凝土拌制时加入, 这种方法简便可控制。张宴清[5]试验表明:采用两种方式加水, 坍落度基本相同, 但是预先润湿再生骨料的混凝土强度低于两种水加入时拌制的混凝土。其原因可能为预先吸水饱和状态下骨料含水量高, 水灰比增大, 导致混凝土强度下降。
本试验采用上述的第二种加水方式。同时为了避免在拌合过程中加入的附加水, 从水泥的水化过程中释放出来, 采用加入外加剂降低水灰比和延长搅拌时间的方法控制此问题的发生。此外, 混凝土中加入粉煤灰可以有效改善再生混凝土和易性和耐久性, 还可降低水泥和细骨料的用量。本试验中采用的粉煤灰, 掺量占总胶凝材料的20%。粗骨料完全采用再生骨料。细骨料采用天然砂。
2 再生混凝土试验用原材料
水泥采用普通硅酸盐水泥42.5#水泥, 其技术性能指标见表2。
粉煤灰为Ⅱ级 (掺量为胶凝材料的20%) 。
细骨料:天然砂。Ⅱ区中砂, 见表3。
外加剂采用高效减水剂, 掺量为1.0%, 减水率21%。
粗骨料:其技术性能指标见表1。
拌合用水采用试验室自来水。
3 再生混凝土配制
设计强度取C25, 坍落度选择140mm。用R1, R2, R3, R4, R5代表再生碎砖骨料:再生混凝土骨料=100:0;70:30;50:50;30:70;0:100五种情况。再生混凝土配合比试验配合比见表3。
混凝土和易性和抗压强度试验结果见表4。
在进行抗压强度试验时, 再生混凝土试件破坏过程与普通混凝土试件的破坏过程相似。具体过程如下:随着压力的增大, 试块表面出现细小裂纹, 裂缝沿着垂直方向发展, 压力继续增大, 试块表面鼓起, 混凝土掉皮剥落。最终破坏时, 表面没有大的裂缝出现, 试块仍具有一定的强度。劈开混凝土试块, 可以发现, 再生粗骨料和水泥砂浆粘结良好, 破坏界面一般都在砖骨料自身, 所有掺有砖骨料的混凝土中, 破坏时发现砖骨料均被破坏。说明混凝土的破坏一般从强度较低的材料开始。由此可以看出混凝土中应严格控制砖骨料的含量。
本试验研究了粗骨料全部由再生骨料代替, 在配合比相同的情况下, 再生碎砖粗骨料含量不同比例下对再生混凝土力学性能的影响规律。由图1看出再生混凝土强度随着再生砖骨料含量的降低而增加。R5比R1强度增长了39%。当砖骨料含量超过50%时, 能够接近普通混凝土配制强度要求。当砖骨料含量为0, 完全是再生混凝土骨料的情况下, 再生混凝土抗压强度与普通混凝土抗压强度非常接近。如图1所示。
和易性是指混凝土拌合物能保持其组成成分均匀, 不发生分层离析、泌水等现象, 适于运输、浇筑、振捣成型等施工作业, 并能获得质量均匀、密实的混凝土性能。和易性包含流动性、保水性、粘聚性三个方面。流动性主要用坍落度值表示。粘聚性和保水性通过现场观察。本配合比中掺入了高效减水剂, 使再生混凝土流动性提高, 均能满足设计坍落度要求。根据现场观察, 当砖骨料含量超过50%时, 混凝土保水性和粘聚性越来越差, 当骨料全部由砖骨料来代替时, 保水性和粘聚性最差, 并有泌水出现。当砖骨料含量低于50%时, 再生混凝土拌合物和易性与普通混凝土一样的良好。
此外将混凝土抗压强度与再生骨料压碎指标值联系, 随着再生骨料压碎值指标的提高, 混凝土强度逐渐降低。C25混凝土中骨料压碎值指标由9.1%提高到35%时, 强度由41.0MPa下降至25.0MPa;再生骨料中含有强度较低的碎砖骨料时, 压碎值指标变化较大。对由该骨料配制的混凝土强度也有很大的影响。
4 结语
本文首先对建筑垃圾中碎砖和废混凝土清理、破碎、筛分所得的再生粗、细骨料性质进行研究。针对再生骨料自身特点进行再生混凝土配合比设计, 并对再生混凝土工作性、力学性能进行了一系列试验研究。经过分析总结, 可以得出如下结论:
1) 混凝土中粗骨料完全由再生混凝土骨料所代替时, 混凝土的工作性能、力学性能能够满足要求。
2) 随着再生骨料中碎砖骨料的增加, 再生混凝土的强度逐渐降低。
3) 再生骨料中碎砖比例低于50%时, 再生混凝土的强度与普通混凝土强度几乎相同。
4) 再生碎砖骨料含量超过70%时, 混凝土拌和物和易性较差, 有轻微泌水。因此从满足混凝土工作性的角度出发时, 再生碎砖骨料含量应控制在70%以内。否则应通过强化措施改变混凝土和易性。
5) 再生骨料的压碎值与混凝土强度有着相关性, 压碎值指标是影响混凝土强度的重要因素。严格控制再生碎砖骨料比例, 降低压碎指标值对混凝土强度的影响。
摘要：对建筑垃圾中的碎砖和废弃混凝土进行处理, 生成再生骨料。分别对再生碎砖骨料和再生废混凝土骨料基本性质进行试验, 然后根据两种骨料的不同掺配比例替代天然粗骨料进行再生混凝土的配制, 并检验再生混凝土的基本性能。结果表明:再生粗骨料中碎砖和废混凝土所占的比例对再生混凝土的性能影响很大。再生碎砖骨料的含量越大, 混凝土的工作性越差, 力学强度越低。而随着再生废弃混凝土骨料含量的增加, 混凝土的工作性良好, 力学指标提高。
关键词：再生碎砖骨料,再生废混凝土骨料,比例,再生混凝土,性能
参考文献
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[2]I B Topcu, Selim Sengel Properties of Concretes produced with waste Concrete aggregate 2004
[3]尚建丽, 李占印, 杨晓东.再生粗集料特征性能.[J]混凝土.建筑技术, 2003 (1) .
[4]史巍, 侯景鹏, 再生混凝土技术及其配合比设计方法[J], 建筑技术开发, (2001) , 8:18-20.
再生大骨料 篇4
1 天然骨料开采对生态环境的影响
早在1995年王立彦[3]就提出了生态环境成本的概念。生态环境成本又叫绿色成本,源于日趋严重的环境污染和生态破坏,是指与企业环境责任活动相关的责任成本。石材资源属于我国的主要资源,然而,开采天然骨料是资源枯竭、环境破坏的过程。因此,生态环境成本的确立有利于强化解决天然骨料开采环境问题的成本意识,有利于分析、评价环境保护工作的业绩,有利于我国建筑行业的可持续发展。天然骨料开采对生态环境的破坏主要表现在以下几个方面:
1)生态景观碎裂。天然骨料开采不仅破坏了开采区的植被,而且破坏了原始地形的轮廓线,形成大量参差不齐的缺口,严重影响生态景观。2)加剧水土流失。采石产生的大量松散堆积物;地表植被的破坏、表土的切割和扰动;地貌形态的改变和地形坡度的加大等原因加剧了水土流失。3)引发地质灾害。在天然骨料的开采和加工过程中,地表土层和废石渣堆积在地面,容易引发滑坡、泥石流等地质灾害。4)生物物种减少。天然骨料开采破坏了原有生物的生存环境和生态系统的食物链,影响生物的生存繁衍,导致生物物种减少。
2 天然骨料开采的主要生态环境成本
鉴于数据的可得性,本文主要对天然骨料开采造成的水土流失损失进行研究,并对其部分经济损失进行货币化计量,以1 t天然骨料为功能单位。
2.1 水土流失总量
开采天然骨料造成的水土流失总量不仅与开采天然骨料总量、土地面积、水土流失模数有关,而且还与剥采比等因素有关。借鉴国内外的水土流失计算模型[4,5],初步探讨了开采单位建筑天然骨料造成的水土流失的总量为:
其中,Z为开采单位天然骨料造成的年水土流失总量,t;Sir为第i区域剥采比,%;Mi为第i区域水土流失模数与容许侵蚀量的差值,t/(km2·年),取容许侵蚀量T=500 t/(km2·年)为标准[6],青岛市平均土壤侵蚀模数为700 t/(km2·年)[7];ρ为废弃碎石土的密度,kg/m3;h为弃土的平均厚度,取3 m。
则初步预测青岛市开采1 t天然骨料造成的年水土流失总量约为:
Z=1 000SrM/ρh=1 000×0.194 5×200/(1 350×3)=9.605 t。
2.2 水土流失经济损失
天然骨料开采造成的水土流失损失框架如图1所示。
2.2.1 直接经济损失[5,8]
以青岛市的统计数据为参考,如表1所示。
1)水分损失。
Ew=Z×W×P/ρ0=9.605×16%×77.84÷1.0=119.625元。
2)土地废弃损失。
Ee=Z×B÷(0.3×10 000×ρ)=9.605×1.5×10 000÷(0.3×10 000×1.1)=43.659元。
其中,Ew为水分流失的损失价值,元;Z为水土流失总量,t;W为土壤平均含水量,%;P为修建每立方米农用水库所需的投资费用,元/m3;ρ0为水的密度,1.0 t/m3;Ee为土壤废弃的经济损失价值,元;B为单位面积土地损失的机会成本,万元/hm2;ρ为土壤密度,1.10 t/m3。
2.2.2 生态价值损失
文献[9]研究得理想状态下侵蚀景观生态—经济面积边际损失比的公式为:
REAML=X/0.027 39。
其中,X为侵蚀景观所占的面积比例。根据剥采比,废弃碎土石的堆积高度、密度,预测青岛地区开采天然骨料造成的水土流失生态—经济面积边际损失比平均为4.012。
2.2.3 其他损失
水土流失的恢复费用,采用山东省的收费标准[10]。开采1 t天然骨料造成的水土流失部分经济损失如表2所示。
元
由表2可得,生态价值损失是损失的主要部分,占总损失的80.05%,其次是直接经济损失,占总损失的11.55%。
2.2.4 水土流失损失公式预测
根据数据的可得性,开采天然骨料造成的水土流失损失主要取决于生态价值损失、直接经济损失和恢复费用。初步预测开采天然骨料造成的水土流失损失公式为:
其中,C为水土流失总损失;Ci为第i区域的水土流失经济损失;Rei为第i区域水土流失生态—经济面积边际损失比;Ldi为第i区域水土流失直接经济损失;Lri为第i区域水土流失恢复费用。
3 利用再生骨料的效益
3.1 经济效益和环境效益
天然骨料开采不仅消耗自然资源、能源,而且还要有付出巨大的环境成本,不符合可持续发展和节能减排的战略。建筑垃圾的再生利用可以产生一定的经济和环境效益,无疑是缓解这种压力的有效方式。再生利用1 t再生骨料至少可产生27.588元的经济效益和25.491元的环境效益[2]。
3.2 生态效益
根据上文的分析结果,开采1 t天然骨料需付出的生态环境成本最低为1 035.961元。如果用1 t再生骨料代替1 t天然骨料,则至少可节省1 035.961元生态环境成本。循环利用1 t再生骨料的效益如表3所示。
元
分析表3可得,循环利用再生骨料产生的生态效益占总效益的95.126%,如果能认识到利用再生骨料产生的生态环境效益,将会加快再生骨料的广泛应用。
4 结语
对比分析天然骨料开采与再生骨料循环利用的生态环境成本。分析表明,开采1 t天然骨料造成的水土流失损失至少为1 035.961元,循环利用1 t再生骨料至少产生效益1 089.04元,可见,循环利用再生骨料的环境性能明显优于开采建筑天然骨料。
摘要：针对目前再生骨料的广泛应用受到限制的现状,参考青岛市的统计数据,分析了开采天然骨料的生态环境成本与利用再生骨料的综合效益,为有关部门制定合理的政策以及天然骨料的广泛推广提供指导。
关键词：天然骨料,再生骨料,生态环境成本,效益
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再生骨料的关键特性分析 篇5
1 再生骨料组成性状
(1) 再生粗骨料
将废弃混凝土破碎、处理后得到的再生粗骨料按粒径进行划分, 粒径大于4.75mm的为再生粗骨料, 通过观察可知再生粗骨料颗粒可以分为两类, 一类是表面附着一层硬化水泥砂浆的石料颗粒, 这一类颗粒在再生粗骨料颗粒中占大多数;另一类是与硬化水泥砂浆完全剥离的石料颗粒, 这一部分颗粒数量较少。由于大部分颗粒表面附着了硬化水泥砂浆, 再生粗骨料表面粗糙且棱角较多, 如图1所示。
(2) 再生细骨料
粒径范围在0.15~4.75mm的再生骨料为再生细骨料, 由于再生细骨料粒径较小, 可分为两类, 一部分与再生粗骨料类似, 为表面包裹了一层疏松多孔水泥砂浆的石料颗粒, 另一类则是完全由破碎后的硬化水泥砂浆颗粒组成, 这一部分再生细骨料颗粒强度较低, 是再生细骨料颗粒缺陷的主要来源。再生细骨料外观如图2所示。
2 再生粗骨料的压碎指标
压碎值是表征粗骨料抵抗压碎能力的一项重要指标, 通过压碎值可以清晰地分辨出粗骨料中软弱颗粒的多少。再生粗骨料的压碎值可根据《JGJ52-2006普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中的相关方法进行测定。
由于再生粗骨料表面多为一层疏松多孔的硬化水泥浆体, 加之破碎时形成的表面及内部微裂缝, 在混凝土加水进行拌和时, 一部分水将被再生粗骨料吸收而不参加与水泥之间的水化反应, 这一部分水分将使再生骨料基本处于吸水饱和的状态, 试验测定再生混凝土标准养护下的7d、28d抗压强度时, 再生骨料实际上是在吸水的状态下抵抗压碎作用的。因此, 在采用压碎指标表征再生骨料的强度时, 应测定再生粗骨料在饱水状态下的压碎值, 并以该值作为压碎指标的评定标准更为合理。
根据《JGJ52-2006普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中关于压碎值测定的相关方法分别测定再生粗骨料、天然粗骨料在饱水及干燥状态下的压碎值。其中, 再生粗骨料与天然粗骨料饱水状态下的压碎值为浸水24h后所测得的压碎值。试验结果如表1所示。
由表1可知, 干燥状态下, 再生粗骨料压碎值指标与天然粗骨料相比高出55%, 其主要原因是由于再生粗骨料表面大多附着了一层厚度不均的硬化水泥砂浆, 与其内部的石料相比, 这部分硬化水泥砂浆强度较低, 在试验加压的过程中容易破碎, 且在再生骨料制备过程中, 由于骨料颗粒之间相互挤压, 其内部往往会产生较多的微裂缝, 从而导致再生骨料颗粒局部强度较低, 在试验加压的过程中更易破碎。这些原因都导致了再生粗骨料的压碎指标明显高于天然骨料的压碎指标。
与干燥状态下压碎值相比, 再生粗骨料在饱水24h后测得的压碎值指标有明显上升, 其原因主要为再生粗骨料吸水状态下发生软化, 石料外层所包裹的硬化水泥浆在饱水状态下更加脆弱, 在受力的过程中又会形成水压力, 从而导致再生粗骨料饱水状态下的压碎指标有较为显著的升高;对于天然粗骨料, 由表1可以看出, 饱水24h后测得的压碎值指标与干燥状态下相比只是略有提升, 说明天然粗骨料的吸水软化现象并不明显, 即水对骨料的软化主要作用在再生粗骨料表面裹覆的硬化水泥浆体上。
3 再生粗骨料的吸水特性
3.1 再生粗骨料吸水量测定方法
天然粗骨料吸水率的测定方法一般是采用表干密度的测试方法, 但由于再生骨料具有疏松多孔的表面结构以及存在微裂缝, 当它达到表干状态时孔隙中的水会流出, 而在混凝土实际拌合中再生骨料的吸水则会包含孔隙吸水, 所以采用传统的表干法测得的再生骨料的吸水率没有包含其孔隙吸水的部分, 而与新拌混凝土中的实际情况有所不同。因此, 现有测定骨料吸水率的方法用于再生粗骨料吸水率的测定并不精确。
针对现有测定骨料吸水率方法应用到再生粗骨料时无法准确测得再生骨料在新拌混凝土中的实际吸水量的不足, 本文提出再生粗骨料吸水量测定方法, 主要步骤如下:
(1) 对于某一粒径的一份骨料, 称取其自然状态下质量m1;
(2) 取1000m L容量瓶 (也可用磨口的广口玻璃瓶代替) , 向瓶中加水至1/2处, 轻摇玻璃瓶使附着在瓶壁的气泡全部逸出, 向瓶中加水至水稍稍溢出瓶口, 用玻璃片贴住瓶口迅速移动并盖住瓶口, 整个过程中需保证玻璃片与瓶口之间无气泡出现;
(3) 擦干附在瓶外壁的水分, 称取玻璃瓶、水及玻璃片的总质量m2;
(4) 倒出瓶中1/2的水, 将烘干的骨料放入瓶中, 加适量水使骨料完全被水浸没, 轻摇玻璃瓶使附着在集料及瓶壁上的气泡逸出, 盖上玻璃片, 在室温下浸泡一定的时间 (本试验中取五组试样分别浸泡10min, 30min, 1h, 2h, 24h) ;
(5) 按 (2) 中的加水方法向玻璃瓶中加满水, 称取玻璃瓶、骨料、水及玻璃片的总质量m3;
(6) 将水中取出的骨料置于2.36mm粒径的筛上, 采用机械或人工方式筛3~5min后 (采用人工方式可适当延长筛振时间使骨料表面附着水分与孔隙内部水分充分流出) , 测得集料质量m4;
(7) 将筛振后的骨料置于烘箱中烘干至恒重, 称取烘干状态下骨料质量m5;
(8) 将集料置于低温环境箱中, 在4~5℃条件下冷却不少于30min;
(9) 将石蜡熔化至其熔点以上5.5℃±0.5℃ (石蜡熔点约为58℃) ;
(10) 将集料逐粒地浸入石蜡液中, 集料表面被石蜡封住后迅速取出试件, 观察其表面, 如有气泡, 则用针刺破气泡后再次浸石蜡, 全部集料浸完石蜡后在常温下放置30min;
(11) 称取蜡封后集料质量m6;
(12) 将裹覆石蜡后的集料放入广口瓶中, 按 (2) 中的加水方法加满水, 称取玻璃瓶、蜡封后集料、水及玻璃片的质量m7。
根据上述试验测试步骤对再生粗骨料吸水性进行测试, 骨料实体体积V石、骨料干燥状态下表观密度ρ表及气干状态下表观密度、骨料总吸水体积V吸 (总) 的计算公式如下:
3.2 再生粗骨料吸水率
应用上述提出的再生粗骨料吸水量测定方法, 对再生骨料的吸水率与吸水时间、骨料粒径之间的关系进行了试验研究。各粒径再生粗骨料在不同浸水时间下吸水率测定结果如表2所示。
注:表中A为再生骨料在水中的总吸水率, B为孔隙吸水占总吸水的百分数
由表2可知:
(1) 在某一相同浸水时间下, 随着骨料粒径的减小, 再生粗骨料的吸水率在总体趋势上随之增大, 骨料粒径越小, 其吸水率越大。粒径26.5mm的骨料与粒径4.75mm的骨料相比, 在各个浸水时间条件下, 其吸水率均小于30%左右。这主要是因为粒径越小硬化水泥砂浆的含量越高, 甚至有些颗粒就是由砂浆组成, 另外, 随着骨料粒径的逐渐减小, 骨料颗粒的比表面积逐渐增大, 骨料的吸水率也随之增大。
(2) 在浸水1h后骨料的吸水已完成80%左右, 12~24h的吸水率已增加不大, 因此, 可采用浸水24h后的吸水率作为各粒径再生混凝土干燥状态下的吸水率指标。对于9.5mm及以上粒径的再生骨料孔隙吸水占总吸水的5%~10%, 而4.75mm的骨料由于砂浆含量多孔隙吸水量则达到20%以上。所以, 特别是对于小粒径的以及未经处理表面包裹的水泥砂浆含量多或存在较多微裂缝的大粒径再生骨料必须考虑其孔隙吸水的影响。
4 结论
本文主要对再生骨料关键特性及再生粗骨料吸水率测定方法进行了相关研究, 主要内容小结如下:
(1) 通过相关试验对再生骨料与天然骨料的压碎指标进行对比研究, 提出采用骨料饱水状态下的压碎值作为再生骨料的压碎指标;
(2) 对现有骨料吸水率测定方法进行具体分析, 得出其应用于再生粗骨料吸水率测定时的不足, 提出了再生粗骨料吸水率测试方法。
(3) 采用该方法对再生粗骨料吸水性进行了测定, 根据试验结果对再生粗骨料吸水特性进行分析, 得出了再生骨料孔隙吸水所占的比例范围, 以及再生粗骨料吸水率与粒径及浸水时间之间的关系规律。
参考文献
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[2]董云.再生骨料及再生混凝土研究进展[J].基建优化, 2006, 27 (1) :104-108.
再生大骨料 篇6
关键词：再生骨料,强度等级,使用年限,抗压强度
再生混凝土就是将废弃的混凝土经过加工、破碎、分级后, 按一定的比例混合形成再生骨料, 部分或全部代替天然骨料 (主要是粗骨料) 配制而成的混凝土。再生混凝土技术对于保护环境、节约资源、发展生态建筑具有重要意义。国内在相关研究领域取得了很多成果, 大多比较关注与普通混凝土相同配合比条件下再生混凝土的基本性能, 主要包括再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量等。由于再生骨料在基本力学性能方面比天然骨料有所降低, 从而导致再生混凝土的基本性能比普通混凝土也有不同程度的降低。另外, 由于再生骨料在原有废弃混凝土中所处环境不同, 对其基本力学性能也有不同程度的影响, 也会使再生混凝土出现一定的差别。本文通过对再生混凝土的试验研究, 探讨原始混凝土的强度等级和使用年限对再生骨料基本力学性能的影响。
1 试验材料
水泥:32.5R钻石牌普通硅酸盐水泥;
砂:河沙, 细度模数为2.6;
天然骨料:碎石, 5 m m~3 1.5 m m连续级配;
再生骨料:由C20废弃混凝土工而成的再生骨料编号为B;由C40废弃混凝土工而成的再生骨料编号为C;由新近建筑废弃混凝土加工而成的再生骨料编号为D;由老旧建筑废弃混凝土加工而成的再生骨料编号为E。
水:自来水。
粗骨料的基本性能如表1所示。
由表1可见, 与天然骨料相比, 再生骨料的密度低、吸水率高、压碎指标大, 主要是由于再生骨料表面附着大量水泥砂浆所致, 而再生骨料之间差别不大。
2 混凝土配合比
按照相同水灰比配制C20强度等级的混凝土。混凝土配合比详见表2。
由表2可见, 再生混凝土的坍落度总体小于普通混凝土, 主要是由于再生骨料表面的硬化混凝土在混凝土的拌制过程中耗散了大量水分, 导致再生混凝土的和易性降低, 而再生混凝土之间无差别。
3 混凝土抗压强度对比
按照《普通混凝土力学性能试验方法》 (GB/T50081-2002) 进行28d立方体抗压强度、28d棱柱体抗压强度测定试验, 试件尺寸分别为150mm×150mm×150mm立方体和150mm×150mm×450mm棱柱体。混凝土抗压强度详见表3。
由表3可见, 再生混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度均高于普通混凝土, 这主要是由于低强度混凝土对于水灰比比较敏感, 再生骨料吸水率比较高, 致使再生混凝土的强度相对于普通混凝土有一定的提高。
对于B组与C组再生混凝土, C组的立方体抗压强度和棱柱体抗压强度均低于B组再生混凝土。这主要是由于高强度等级的混凝土必然要承受更大的荷载, 而粗骨料又是混凝土强度的主要构成, 较大荷载致使混凝土内部的粗骨料所受的应力影响更大, 从而粗骨料自身的纹理裂隙产生或者扩展, 使得再生骨料的力学性能降低。
对于D组和E组再生混凝土, E组再生混凝土的立方体抗压强度和棱柱体抗压强度均低于D组再生混凝土。这主要是由于混凝土的使用年限较长, 则混凝土的耐久性受到各种因素的严重影响, 同时也使得粗骨料受到不同程度的破坏, 不同荷载的长期作用、有害物质的侵蚀等因素导致粗骨料的自身性能降低, 骨料的内部微观破坏也较严重, 那么由此制备的再生骨料的力学性能也必然受到较大影响。
4 结语
(1) 再生骨料的性能普遍低于天然骨料, 但再生混凝土的强度并不总是低于普通混凝土, 而是取决于强度等级, 随着强度等级的提高, 再生混凝土的强度呈现逐步下降的趋势。
再生粗骨料的基本特性研究 篇7
随着我国城镇化进程的发展, 建筑废物的问题日愈严重。国内外对于再生粗集料和再生混凝土已经开展广泛的研究。本文通过试验对天然骨料和再生粗骨料之间的物理性能差异进行试验和对比, 以便为再生混凝土的试验用配合比提供依据。
1 再生粗骨料的制备过程
本次试验所采用的再生粗骨料来自于江苏宿迁市某工地的废弃混凝土, 抽出其中钢筋, 经破碎、清理而得, 原混凝土强度为C30, 属于第一类可回收废弃混凝土。
将废混凝土经破碎、加工后, 所得粒径为5~31.5 mm的骨料作为再生粗骨料。再生粗骨料主要包括单独的天然骨料和表面附着水泥砂浆的骨料泥, 其表面粗糙, 表面砂浆裂缝较多。
工地废弃的混凝土块运回实验室后, 经人工初次破碎为大小为100 mm×100 mm左右的碎块, 再采用破碎机对碎块进行二次破碎, 破碎后的集料颗粒最大粒径约为30mm (见图1) , 然后对集料进行清洗筛分以去除骨料中较多的粉尘杂质, 按照JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》要求, 对再生骨料进行筛选分级。筛分采用标准方孔筛加工完善的机理颗粒。考虑到小颗粒再生粗骨料中砂浆颗粒和杂质较多, 本次试验中粒径小于5mm的再生颗粒全部舍弃。制作再生粗骨料的基本工艺流程见图2。
2 再生粗骨料的基本特性
2.1 颗粒级配
本次试验所用天然骨料是建筑市场上常用的2号石子, 再生骨料为废弃混凝土破碎、清理、筛分而得。取50%的天然骨料和50%再生骨料配制成混合骨料, 将三种骨料进行级配试验研究, 级配曲线如图3所示。
由图3可知, 三种骨料均满足碎石连续级配要求, 三种骨料的级配均为良好, 表明再生骨料级配与天然骨料级配相差很小。
2.2 堆积密度与表观密度
再生粗骨料与天然粗骨料的堆积密度和表观密度的试验结果见表1。试验结果表明:与天然粗骨料相比, 再生粗骨料的堆积密度和表观密度分别降低8%和10%, 密度降低的主要原因是再生粗骨料表面裹有水泥砂浆, 另外再生粗骨料里还包含部分独立成块的水泥砂浆。水泥砂浆的密度要低于天然碎石的密度, 导致再生粗骨料的密度要低于天然粗骨料。
kg·m-3
2.3 吸水率
再生粗骨料与天然粗骨料的吸水率试验结果见表2, 试验表明:再生粗骨料的吸水率高于天然粗骨料, 大约为天然粗骨料的3.7倍。其原因在于再生骨料颗粒棱角多, 表面粗糙, 组成成分中包含相当数量的硬化水泥砂浆 (包裹在天然骨料表面或以碎屑形式存在) , 水泥砂浆石本身孔隙比较大, 且在破碎过程中, 其内部产生大量的微裂缝, 因此, 再生骨料的吸水性和吸水速率比天然骨料要大。随时间的变化关系可以看出, 天然粗骨料和再生粗骨料均在短时间内吸水饱和。对于再生粗骨料, 10 min吸水量可以达到饱和量的85%, 30 min吸水量可以达到饱和量的95%以上。
%
2.4 孔隙率
粗骨料的孔隙率可以根据公式计算:
式中ρ—粗骨料的表观密度, kg/m3;
Wa—粗骨料的吸水率, %。
天然粗骨料与再生粗骨料孔隙率的计算结果见表3。由计算结果可得, 再生粗骨料的孔隙率高于天然粗骨料, 大约为天然粗骨料的3.37倍。这主要是由于再生粗骨料中旧天然粗骨料表面水泥砂浆含量高, 还有部分独立成块的水泥砂浆颗粒, 而水泥砂浆石的空隙率要远远大于碎石。高孔隙率会导致再生混凝土在轴压作用下易在再生粗骨料内部产生应力集中现象, 降低了再生混凝土的抗压强度。
%
2.5 压碎指标值
压碎指标值反映骨料的抗压碎能力。天然粗骨料与再生粗骨料压碎指标值试验结果见表4。从表4可见, 再生粗骨料的压碎指标值要大于天然粗骨料, 表明再生粗骨料的强度较低, 这主要是因为再生粗骨料表面水泥浆含量高和其内部的微裂缝的存在, 导致较天然骨料易破碎。
%
由以上试验可以看出, 本试验中所选用的再生粗骨料能够满足规范GB/T 14685-2001《建筑用碎石、卵石》中对粗骨料的要求 (表观密度≥2 500 kg/m3, 堆积密度≥1 350kg/m3, 吸水率≤10%, 压碎指标值≤16%) 。因此, 目前看来, 该再生粗骨料可以代替天然粗骨料配制混凝土。
3 结语
本次试验对再生粗骨料的基本特性进行试验研究, 从而为试验用配合比提供依据, 同时与天然骨料的物理性能进行对比得到以下结论:
1) 将废旧混凝土经过多次破碎、筛分去除杂质和清洗后, 可以得到级配良好、质量符合规范要求的再生粗骨料。
2) 再生骨料表面附有一定量砂浆, 并且在混凝土块破碎的过程中, 再生骨料会产生大量微裂纹, 这些因素导致再生粗骨料的表观密度要小于天然骨料小、吸水率和压碎值指标要高于天然骨料。
参考文献
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