矿物掺合料对再生骨料混凝土性能影响的研究

魏广岳 李珍淑*

(延边大学，吉林 延吉 133000)

矿物掺合料对再生骨料混凝土性能影响的研究

魏广岳 李珍淑*

(延边大学，吉林 延吉 133000)

主要研究了粉煤灰、矿渣、龄期对混凝土和易性及抗压强度的影响，通过14组配合比试验，测试了不同阶段的抗压强度，结果表明：配合比为C4(双掺粉煤灰25%、矿渣8%)时，性能最佳。

再生骨料，粉煤灰，矿渣，抗压强度

1 试验研究

1.1 概述

随着社会的发展，建筑面积的不断增加，混凝土的用量在不断的增加，然而水泥、河砂、石子等不可再生资源在不停地减少。为了减少在混凝土中的不可再生资源的使用，在利用50%再生粗骨料[1]的基础上，本文对添加不同比例的粉煤灰、矿渣的混凝土的强度定性分析[2]，选出最优的再生骨料混凝土配合比。为再生骨料以后应用于实际工程中，将建筑垃圾[3]变废为宝，促进环境和谐发展。

1.2 试件设计及制作

试验中选用的材料：碎石、再生石、河砂、粉煤灰、矿渣、水泥、减水剂。本文共试验了14个配合比, 基准配合比：无再生骨料和掺50%再生骨料混凝土；在此基础上分别单掺粉煤灰和粉煤灰与矿渣双掺情况下，不同掺量、龄期对混凝土抗压强度影响。1)再生骨料掺量50%，粉煤灰单掺时,其掺量分别为10%，15%，20%和25%；2)再生骨料掺量50%,粉煤灰与矿渣双掺时,粉煤灰掺量与1)相同，矿渣的掺量分别为5%，8%。再生骨料不考虑吸水量，砂率为34%。通过调整高效减水剂的掺量来保证新拌混凝土的和易性,并使其坍落度值控制在50 mm～80 mm左右,高效减水剂的掺量在0.8%。对材料的含水率进行测定(砂含水率1.5%，石子含水率3.37%，再生骨料含水率0%)，并对十四组混凝土的配合比进行力学性能试验。每组制作12个标准试块(以3个试块为一组测压强求平均值)。强度试验采用标准试块，机器搅拌,振实,放入标准养护室养护制度均为第2天脱模,在湿度为90%养护室中养护到3 d,7 d,28 d,56 d后分别测试抗压强度(考虑到混合材料掺量大时对强度发展的影响，实际测试时考虑了56 d强度)。

2 抗压强度影响因素的分析

1)坍落度与表观密度。通过A组实验进一步证明粉煤灰具有减水效果，并且随着掺量的增加坍落度的数值增加了。比较B组与C组可知,在其他的条件不变时，矿渣的掺量增加时，坍落度变化不明显(见表1)，矿渣减水性能不太显著，但是有一定的促进作用。通过表1可知,再生骨料混凝土的表观密度较普通混凝土明显偏低，矿物掺合料的品种和掺量对再生骨料混凝土的表观密度基本没有影响。

2)再生骨料对混凝土抗压强度的影响。通过图1的结果分析，再生骨料混凝土前期(7 d以内)的强度不如天然骨料的强度高，前期两者的强度差距相差比较大，但是到了后期两者的强度相差不太明显。再生骨料中存在的水泥砂浆为多孔物质,孔隙比较多，导致生成的混凝土比较疏松，从而使混凝土的前期强度比较低。再生骨料表面状态及较大吸水率,可以降低混凝土内部的有效水灰比，所以后期强度增加较快。

表1 掺量与表观密度和坍落度

3)再生骨料50%掺量时，掺合料掺量及掺加的方法对混凝土抗压强度的影响。由表2和图2～图4可知:混凝土流动性和强度相对不掺再生骨料时有所下降，双掺混凝土比单掺和不掺粉煤灰混凝土的性能更加优越[4]。当粉煤灰的掺量不变，随着矿渣掺量增加,早期强度降低,而后期双掺的混凝土的抗压强度明显高于单掺粉煤灰混凝土的抗压强度。这是因为后期随着时间的发展，粉煤灰和矿渣逐渐参与到与水泥的反应中，由于两者的粒径、形态、活性不同，通过不同比例搭配到一起，使得矿渣和粉煤灰的形态效应、活性效应和微集料填充效应[5](即润滑、胶凝、细化孔隙作用)相互补充,产生叠加效应,最终得到比单掺和不掺粉煤灰性能更加优越的再生骨料混凝土。

表2 实测抗压强度 MPa

4)龄期对再生骨料混凝土抗压强度的影响。通过图5可知，再生骨料混凝土随着龄期的增加，其抗压强度也在增加。前期的抗压强度比较低，早期的抗压强度增长较慢。而中期的抗压强度增长较快。因为早期粉煤灰和矿渣活性较低，早期与水泥反应不太充分，从而导致混凝土的强度较低。而后期粉煤灰和矿渣与水泥充分反应从而使混凝土的抗压强度得到了提高。后期增长幅度不太大是因为水化反应基本上完成了，但是还在不停的反应从而使混凝土的强度还在不停的提高。

3 结语

1)研究表明：由于再生骨料吸水率较高,用再生骨料代替天然骨料,混凝土的流动性有所降低。掺入粉煤灰时，对提高混凝土的流动性有帮助。掺入矿渣时，混凝土的流动性变化不太明显，但是对混凝土的流动性有一定的促进作用。

2)再生骨料50%掺量时，混凝土流动性和强度相对不掺再生骨料时有所下降，双掺混凝土比单掺和不掺粉煤灰混凝土的性能更加优越。

3)养护龄期对再生骨料混凝土强度影响较大。3 d～7 d再生骨料混凝土的抗压强度较低，7 d～28 d再生骨料混凝土的强度提高较快，56 d再生骨料混凝土的平均强度整体较高。

4)试验证明配合比为C4(双掺粉煤灰25%、矿渣8%)时，性能最佳。只掺粉煤灰时，随着掺量的增加再生骨料混凝土的后期抗压强度增高。双掺时粉煤灰掺量不变，矿渣掺量增加使混凝土的早期强度有稍微降低，而后期强度增加较多。

[1] 水中和，曹蓓蓓.废弃混凝土再生利用技术及其发展前景[J].中国建材科技，2006(3)：8-11.

[2] 曹 剑，李秋义.矿物掺和料和再生骨料对再生混凝土工作性的影响[J].青岛理工大学学报，2009(4)：144-165.

[3] 周文娟，陈家珑.我国建筑垃圾资源化现状及对策[J].建筑技术，2009(8)：741-745.

[4] 李懿卿，牛荻涛.复合矿物掺合料混凝土力学性能的试验研究[J].混凝土，2009(3):47-49.

[5] 田景松，李 会.矿渣—粉煤灰复掺技术在混凝土中的试验及应用[J].粉煤灰综合利用，2006(3)：33-34.

The study of mineral admixtures on the performance of recycled aggregate concrete

Wei Guangyue Li Zhenshu*

(YanbianUniversity,Yanji133000,China)

Studying the influence of fly ash, slag and age of concrete workability and compressive strength, we performed 14 sets of concrete mixture ratio experiments of testing the compressive strength of the various stages. The results showed that the mixture of C4 (double mixing fly ash, slag, 25% and 8%), the best performance.

recycled aggregates, fly ash, slag, compressive strength

2015-01-14

魏广岳(1992- )，男，在读本科生

李珍淑(1965- ),女，高级实验师

1009-6825(2015)09-0105-03

TU528

A