再生碎砖

再生碎砖（精选3篇）

再生碎砖 篇1

0 引言

近些年来, 国内外学术界和工程界对再生混凝土的研究越来越多, Ravindrarajah[1]对再生混凝土的力学性质进行了研究, 发现虽然再生混凝土的抗压强度要低于同强度等级的普通混凝土, 但其极限抗拉强度与普通混凝土相当。M.Sonobe[2]研究了再生混凝土梁的抗剪性能, 发现其开裂情况与破坏形式与普通混凝土梁类似, 当再生混凝土梁为无腹筋梁时其受剪承载力会有所降低, 但当为有腹筋梁时其承载力却没有很大差异。Caims[3]研究了预应力再生混凝土梁, 结果表明预应力再生混凝土梁相对于普通预应力梁其变形有显著增加。然而, 对于再生碎砖混凝土墙梁的研究却鲜有报道, 本文将对以废弃砖配制的低强度再生混凝土替代传统墙梁结构中的上部砌体进行研究, 这样既对建筑垃圾进行了回收利用, 又使得墙梁上部结构不容易破坏, 改善了墙梁结构的受力性能, 同时具有重要的环保和经济意义。

1 试验设计

水泥为普通硅酸盐水泥, 相对密度3.1 g/cm3, 比表面积为325 g/cm3, 性能指标见表1;细骨料为河砂, 粗骨料为废弃粘土砖经破碎和筛分制得, 其性能见表2;上部纵向钢筋直径为12 mm, 下部纵向钢筋直径为14 mm, 其性能见表3, 箍筋为HPB300级钢筋, 直径为6 mm;粉煤灰为火电厂的干排灰, 属于Ⅱ级粉煤灰。

根据墙梁中墙体强度低的特点, 本试验设计的再生碎砖混凝土的抗压强度为5 MPa。由于再生骨料的物理性质与天然骨料不同, 再生骨料具有表面粗糙, 吸水率大等特点, 因此, 一般采用基于自由水胶比之上的配合比设计方法[4], 即根据再生骨料吸水率计算出吸附水的量, 在实际配制混凝土时, 总用水量就为设计用水量加上吸附水的量, 而普通混凝土仍采用普通配合比设计方法[5]。本试验所用再生碎砖混凝土与普通混凝土配合比如表4所示。

kg/cm3

设计了两根墙梁试件, 一根为普通砖墙梁, 其上部墙体采用MU10普通烧结砖和M10混合砂浆砌筑;另一根为再生碎砖混凝土墙梁, 其上部墙体为再生碎砖混凝土浇筑;两根墙梁宽度均为120 mm, 托梁均采用C30普通混凝土浇筑, 托梁上部纵筋为212, 下部纵筋为214纵向钢筋, 箍筋为6@100, 试件及加载示意图见图1。

2 试验结果分析

普通砖墙梁在加载初期时首先在托梁跨中位置处出现竖向裂缝, 随着荷载增加, 托梁内相继出现数条竖向裂缝, 并逐渐贯通整个托梁, 同时出现斜裂缝;随着竖向荷载的增大, 墙体中砖块的竖向灰缝开裂并斜向上延伸, 很快裂缝逐渐扩展到整个墙体并且宽度迅速增大, 最后, 墙体内斜裂缝增大明显, 产生较大变形和挠度, 试件破坏, 从墙体出现裂缝到破坏的时间较短, 破坏呈明显的脆性, 其极限承载力为154.4 k N。再生碎砖混凝土墙梁的试验现象与普通砖墙梁不同, 在加载初期, 托梁跨中处出现裂缝, 随着荷载的增加, 该裂缝向上开展, 墙体出现细微裂缝, 可能是由于再生混凝土受拉强度较低。随着墙体裂缝的出现, 荷载继续增加, 托梁裂缝继续增大, 并延伸至托梁上部, 产生较大变形和挠度, 试件破坏, 从墙体出现裂缝到破坏的时间比普通砖墙梁的长, 说明延性较好, 其极限承载力为165.3 k N。再生碎砖混凝土墙梁比普通砖墙梁的承载能力有所增强。

3 结语

根据对普通砖墙梁和再生碎砖混凝土墙梁的受力性能进行了测试和分析, 得出以下结论:

1) 由于再生碎砖混凝土墙梁采用现浇再生混凝土作为墙体, 相比于普通砖墙梁, 其承载能力有一定的增强;

2) 相比于普通砖墙梁, 再生碎砖混凝土墙梁的延性更好。

摘要：以废弃碎砖块为再生骨料制成的再生碎砖混凝土作为墙体材料, 制作了一种新型墙梁, 并与普通砖墙梁进行了试验对比分析, 结果表明:再生碎砖混凝土墙梁的承载力大于普通砖墙梁的承载力, 且延性更好。

关键词：再生碎砖混凝土,墙梁,受力性能

参考文献

[1]Ravindrarajah R, Tam C T.Properties of concrete made with crushed concrete as coarse aggregate[J].Magazine of Concrete Researeh, 1985, 37 (130) :29-37.

[2]Sonobe M.Shear characteristic of RC beam with reeycled coarse aggregate[C].Proeeedings of the 25th JSCE Annual Meeting, KantoBraneh, 1998:912-913.

[3]Caims R.Reeyeled aggregate concrete prestressed beams[C].Proeeedings of Conerete Aggregate, Thoams THlford, 1998.

[4]白文辉, 张金龙.基于自由水灰比的再生混凝土配合比设计研究[J].绍兴文理学院学报, 2007, 27 (9) :52-55.

[5]JGJ 55-2000, 普通混凝土配合比设计规程[S].

再生碎砖 篇2

鉴于我国的城乡建设进入发展高峰期, 在工程建设过程中, 天然砂石的过度开采问题和建筑垃圾的污染问题日益严重, 而废弃的混凝土和废砖在建筑垃圾中约占80%。另一方面, 聚苯乙烯泡沫是一种难降解、产生白色污染的物质, 但其具有轻质、吸水率小、导热率低、隔热、隔音等特点。蔡丽朋[1]等利用聚苯泡沫研制出了既能满足强度要求又具有良好保温隔热性能的新型砌块。陈俊峰[2]发现用聚苯乙烯颗粒取代石渣粉制作的混凝土也可满足生产砌块强度的要求。孙亚东[3]利用再生碎砖制作轻集料混凝土小型空心砌块发现其物理力学性能指标均满足标准要求。郝彤[4]利用正交试验方法确定再生混凝土多孔砖的最优配合比。本文从环保利废的角度出发, 将废弃粘土砖作为再生集料并添加聚苯颗粒制作出绿色环保、节能利废的再生混凝土空心砌块。

2 试验原材料及方案设计

2.1 原材料。选用某建筑工地墙体拆除产生的废弃普通黏土多孔砖, 对其进行破碎、筛分处理, 选用粒径为5~20mm级配良好的再生碎砖, 相关性能如表1。选用经破碎、筛分的再生混凝土细集料作为再生砂, 粒径为0.16~5mm, 级配良好, 相关性能如表2。选用来自废弃的设备包装的泡沫块体, 经加工处理成聚苯乙烯颗粒其技术指标如表3 所示。

2.2 配合比设计。根据空心砌块的使用性能的要求, 本文以能够最大限度使用再生集料设计再生碎砖作为全部粗骨料。聚苯颗粒的添加率影响着两相界面的粘结强度, 因此本文设计了0%、5%、10%、15%、20%共五种添加率。聚苯颗粒的吸水率极低、亲油性与水泥浆体的吸水率高、无机材料的不同性质导致搅拌时两相界面粘结性较差, 且聚苯颗粒容易上浮, 出现严重的分层离析现象, 因此, 搅拌混凝土时要注意搅拌工艺, 控制好振捣时间。据此, 本文的配合比设计如表4 所示。

2.3 试验方案设计。每种添加率的再生碎砖空心砌块各制作12个试件共60 个, 其中15 个用于块体密度试验, 45 个用于抗压强度试验。

3 试验结果及分析

3.1 试验结果。添加聚苯颗粒的再生碎砖混凝土单排孔小型空心砌块块体密度、抗压强度试验结果如表5 所示。

3.2 结果分析。根据试验结果, 添加聚苯颗粒再生碎砖空心砌块主要表现以下性质:

3.2.1 砌块的体密度随聚苯颗粒添加率呈现降低的趋势。聚苯添加率为10%和20%的空心砌块的块体密度较取代率为0%的砌块分别降低了8%、12%, 由此可知, 聚苯颗粒的添加掺入直接地改善了块体密度, 使砌块变得更轻质。

3.2.2 砌块的抗压强度随聚苯颗粒添加率的增大而呈现降低的趋势。聚苯添加率为10%和20%的空心砌块的抗压强度较取代率为0%的砌块分别降低了18%、33%。这是因为聚苯颗粒在受压时体积被压缩, 对两相界面的粘结强度产生影响, 它在混凝土中的存在像“气泡”一样, 使混凝土的孔隙率变高、结构密实度变低, 进而影响了混凝土的整体强度。

3.2.3 由表5 可知, 在聚苯颗粒添加率为15%的空心砌块较添加率为0%的试块的块体密度减小10%时, 强度也降低了24%, 说明添加聚苯颗粒的再生碎砖空心砌块的块体密度与抗压强度密切相关, 两者均有所降低。但试验中聚苯乙烯颗粒添加率在15%以下的试块强度等级均在MU3.5以上, 满足非承重墙的强度要求。根据本文试验结果, 建议生产添加聚苯颗粒的再生碎砖空心砌块时, 聚苯乙烯颗粒添加率取15%为宜。

4 结论

本文通过对5 组不同聚苯颗粒添加率的空心砌块试块的块体密度、抗压强度试验得到如下结论:

4.1 空心砌块的块体密度、抗压强度均随聚苯颗粒添加率的增加而呈现降低的趋势。但其强度仍满足非承重墙MU3.5 的要求。聚苯颗粒的掺入使砌块变得更轻质、保温隔热性能更好。

4.2 据本文试验结果, 建议生产添加聚苯颗粒的再生碎砖空心砌块时, 再生碎砖为粗骨料, 聚苯乙烯颗粒添加率不大于15%为宜。这种空心砌块是一种强度保证、轻质绿色、节能利废、保温隔热性能良好的新型绿色墙体材料。

参考文献

[1]蔡丽朋, 赵磊.泡沫塑料混凝土复合保温砌块的试验研究[J].新型建筑材料, 2006 (10) :21-22.

[2]陈俊峰.石渣粉-废弃聚苯乙烯颗粒混凝土砌块研制初探[J].建筑砌块与砌块建筑, 2008 (3) :11-13.

[3]孙亚东, 曹玉书, 朱志强等.再生碎砖轻集料混凝土小型空心砌块配合比试验研究[J].墙材革新与建筑节能, 2008 (5) :26-28.DOI:10.3969/j.issn.1006-9135, 2008, 5, 15.

再生碎砖 篇3

利用建筑废弃物生产的再生混凝土,不仅可以减少天然骨料的用量,而且较好地解决了建筑垃圾带来的污染问题,因此,近年来再生混凝土成为结构工程领域的研究热点。 专家学者们针对以废旧混凝土作为粗骨料的再生混凝土进行了大量的试验及理论研究,取得了一定的研究成果。 我国的建筑垃圾主要由三部分组成: 废旧混凝土约占10%,废土约占30%,废砖瓦约占60%。 砖混结构拆除产生的废弃黏土砖数量巨大,如何将其加以有效利用成为当前亟待解决的问题之一。 前期调研结果表明,对废旧碎砖类再生混凝土的研究较少。 本研究对碎砖类粗骨料再生混凝土配合比进行了设计,并对其早期强度进行了试验研究,可为再生混凝土的研究和发展提供试验依据和背景资料[1,2,3,4]。

1 废弃碎砖粗骨料的技术性能

试验用的废弃砖粗骨料取自某砖混结构拆除后的黏土烧结砖,选取其中几何尺寸较为完整的废砖测定其抗压强度, 抗压强度满足GB 5101—2003《烧结普通砖》[5]中MU10 的规定要求。 将废砖用颚式破碎机破碎成粒径40mm以下的再生骨料, 经过分拣、清洗和筛分处理,加工制成碎砖再生粗骨料。

碎砖再生粗骨料具有以下特征:粒径较大的骨料扁平,带有棱角,外形介于碎石和卵石之间,大小不均匀,骨料的表面比较粗糙,有较多空隙;粒径较小的骨料棱角多,表面粗糙,且带有微裂缝,少部分骨料表面附着旧砂浆。

1.1 碎砖骨料的颗粒级配

依照JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》[6]规定的取样方式、取样数量及试验方法测定废弃碎砖骨料的颗粒级配,并对骨料进行二次级配调整,得到优化骨料颗粒级配,使其粒径大小符合标准规定的连续级配要求,见表1。

1.2 废弃碎砖骨料的主要技术指标

依照JGJ 52—2006 的规定,测定了碎砖骨料及天然骨料的表观密度、堆积密度、连续级配松散堆积空隙率、吸水率、含水率和压碎指标等主要技术指标,测试结果见表2。

2 碎砖骨料再生混凝土的配合比设计

对C20、C30 和C40 三个强度等级的天然骨料混凝土和废弃碎砖骨料再生混凝土进行了配合比设计。 二种骨料的C20 和C30 混凝土所用水泥均为32.5 级水泥,C40 混凝土所用的水泥均为42.5 级水泥,水泥的密度为3.1g/cm3;选用的砂为中砂,级配合格,表观密度为2640kg/m3,含水率1%;天然骨料为碎石, 粒径5~31.5mm, 级配合格, 表观密度2781kg/m3。

对应于每种强度等级的再生混凝土,碎砖骨料的取代率分别为0、30%、50%和100%。 依照普通混凝土配合比设计方法进行配合比设计,考虑到碎砖骨料吸水率大的因素,除了按照普通混凝土配合比设计计算的自由水量之外,另外增加了碎砖骨料经24h的附加水量,如表3 所示[7]。

kg/m3

注:C20 W100表示C20强度等级,碎砖骨料替代率为100%的再生混凝土,以此类推。

3 不同取代率再生混凝土的立方体抗压强度

3.1 立方体抗压强度随龄期的变化规律

按照不同的碎砖骨料取代率,对3 种不同强度等级的混凝土试件(100mm×100mm×100mm)分别测定了3d、7d、14d和28d龄期的立方体抗压强度,试件共48 组,每组3 个,共计144 个。 试验时连续均匀加荷,C20 混凝土试件的加荷速度为0.3 ~0.MPa/s;C40 和C60 混凝土试件的加荷速度为0.5 ~0.8MPa/s,试验结果见表4 和图1[8]。

MPa

由表4 和图1 可见C20、C30 和C40 不同取代率(0、30%、50%和100%的再生混凝土立方体抗压强度均随龄期的增长而增大, 前7d强度增长速率较快;7d以后逐渐变缓。 随着强度等级的增加,后期强度下降显著,这主要是试件后期强度取决于骨料强度的原因。

比较某一强度等级再生混凝土在给定龄期的立方体抗压强度可以得出,随着碎砖骨料取代率的增大相应的抗压强度随之减小。 在28d龄期,取代率为100%的C20、C30 和C40 再生混凝土的抗压强度分别为21.9MPa、30.6MPa和38.7MPa,C40 再生混凝土未达到强度要求。

在28d龄期, 取代率为30%、50%和100%的C20 再生混凝土强度分别比取代率为0 的普通混凝土强度下降了10%、5%和19%,表明用50%碎砖骨料取代天然骨料制备的混凝土能较好满足强度要求。 C30 和C40 碎砖骨料混凝土强度变化规律同C20,均为50%取代率时能较好满足要求[9,10]。

3.2 早龄期再生混凝土抗压强度经验公式

选取表4 中碎砖取代率为50%再生混凝土的试验数据,以龄期为自变量,某一龄期与28d龄期抗压强度之比为因变量,回归得出C20、C30 和C40再生混凝土的抗压强度经验公式,如式(1)~式(3)所示[11]。

C20 再生混凝土的抗压强度经验公式为:

C30 再生混凝土的抗压强度经验公式为:

C40 再生混凝土的抗压强度经验公式为:

式中, fcu(t)为某一龄期的抗压强度,MPa; fcu28d为28d龄期抗压强度,MPa;t为龄期,t≤28d。

上述三式均满足Y=AX+B的线性方程形式[Y= fcu(t) / fcu28d,X=ln (t)]。 从C20 到C40, 系数A从0.2536、0.2261 减小到0.2106; 而B则从0.1699、0.2653 增大到0.3122,A与B分别与混凝土抗压强度存在着相关关系,经回归得到以下公式:

将式(4)和式(5)代入Y=AX+B中,可得到不同强度等级再生混凝土在不同龄期的抗压强度统一计算公式:

在实际工程计算中, fcu28d可取为再生混凝土立方体抗压强度标准值fcuk(MPa)。

把表4 中不同强度等级废弃碎砖再生混凝土的28d抗压强度代入到(6)式,得到不同强度等级混凝土各相应龄期的抗压强度计算值,将计算值与表4 中相应龄期的试验值相比较,经数理统计计算可得:试验值与计算值之比的平均值 μ=1.012,标准方差 σ=0.067, 变异系数 δ=0.068, 试验样本数n=36。

4 结论

(1)对不同碎砖骨料取代率(0、30%、50%和10%)的C20、C30 和C40 再生混凝土进行了配合比设计,与同配合比的天然骨料混凝土相比表明,随着碎砖骨料取代率的增大,再生混凝土的抗压强度减小; 当碎砖骨料取代率为50%时,28d龄期的C20C30 和C40 混凝土的抗压强度分别达到24.7MPa33.1 MPa和44.7MPa, 工作性和混凝土强度等指标达到最优。

(2)以碎砖骨料取代率为50%的再生混凝土试验数据为基础,回归得出的不同强度等级再生混凝土在不同龄期的抗压强度统一计算公式,可为再生混凝土抗压强度的早期预测提供计算依据。

摘要：依照普通混凝土配合比的计算方法,并增加碎砖骨料经24h的附加水量,对不同碎砖骨料取代率(0,30%,50%和100%)的C20、C30和C40再生混凝土进行了配合比的设计;随着碎砖骨料取代率的增大,再生混凝土的抗压强度随之减小,当碎砖骨料取代率为50%时,再生混凝土的工作性和混凝土强度等指标达到最优;以碎砖骨料取代率为50%的再生混凝土试验数据为基础,回归得出了不同强度等级再生混凝土在不同龄期的抗压强度统一计算公式。