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2.水泥混凝土节能利废技术北京市重点实验室 北京市 102403
摘要：相比较天然骨料，再生骨料本身的性能参数较差，限制了其在各类混凝土工程当中的应用。为了明显的提高再生混凝土的性能，通常会采取物理强化或者化学强化等措施，但相对都存在一定的缺点，导致再生混凝土的成本较高，经济效益较差。因此，研究分析双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土性能试验具有重要的现实意义。
关键词：粉煤灰；聚羧酸减水剂；再生混凝土；性能试验
引言
再生混凝土的应用，完全符合节能环保的社会发展理念，是混凝土行业的未来发展主要方向。为了进一步的提高再生混凝土的性能，需要合理的添加粉煤灰、聚羧酸减水剂等，来提高混凝土的强度、减少孔隙率。因此，相关工作者必须重视再生混凝土的研究，通过不断的试验分析，逐渐改善再生混凝土的混合料配比，提高其力学性能和耐久性能，推动再生混凝土产业的可持续发展。
1.再生混凝土概述
所谓再生混凝土，就是将已经废弃的混凝土，对其进行再加工，并作为再生骨料代替天然骨料所配置而成的混凝土。该项技术的应用，一方面解决了各类工程行业的废弃混凝土所造成的环境污染问题，符合节能绿色环保的社会发展理念。另外一方面实现了混凝土材料的循序利用，减少了对天然集料的消耗，不仅有助于缓解当前日益紧张的能源危机，而且降低了因为大量砂石开采所造成的自然破坏。由此可见，再生混凝土作为一种循环可持续发展的绿色材料，势必成为今后混凝土行业的重点发展方向。
2.双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土性能试验
2.1原材料
本次试验选用了P.O42.5的普通硅酸盐水泥，粉煤灰性能如表1所示。
表1 本实验所需的粉煤灰的性能指标
试验所需的天然骨料粒径分别为5－20mm和20－40mm，按照4∶6的比例进行混合;而再生骨料则是通过对废弃混凝土进行破碎加工，并筛选出粒径为5－20mm和20－40mm的骨料，同样按照4∶6的比例进行混合。
2.2试验方案
本次再生混凝土性能试验选用的混凝土强度等级分别为C15、C20、C25以及C30，参考《水工混凝土试验规程》(SL352－2006)，对再生混凝土的抗压强度、屁啦强度、弹性模量、抗弯强度等性能进行试验。
3.双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土性能试验结果
3.1抗渗性能
通过对再生混凝土不同骨料添加量以及外加剂添加量抗渗性能的对比发现，C15的再生混凝土的渗水压力约为0.6MPa，而C30的再生混凝土的渗水压力达到1.0MPa，呈现出上升的趋势。究其原因，主要是由于粉煤灰呈滚柱状、结构致密，可以有效的改善混凝土的颗粒级配，减少混凝土当中的孔隙。同时粉煤灰中的微细颗粒可以有效的对混凝土当中的孔隙进行填充。而聚羧酸减水剂本身可以有效的降低混凝土在拌合过程中的用水数量，大大提高混凝土密实性，能够提高再生混凝土的抗渗性能。
3.2干缩性能
基于相同时期，不同强度等级的再生混凝土，其干缩率随着强度等级的增长而提高。同时，随着时间的推移，混凝土强度的不断增强，干缩率的增长速度也不断减缓，直到混凝土达到90d龄期时，干缩率基本保持不变。进一步深入分析原因，主要是由于粉煤灰可以有效的堵塞混凝土当中的孔隙，减少水分流动或者蒸发，有效的降低了混凝土的收缩量，而随着粉煤灰使用计量的增大，这种抑制作用也就越明显。而聚羧酸减水剂本身具有引气的作用，有效的改善了再生混凝土的孔隙结构，进一步提高了其干缩性能[1]。
3.3抗压强度、劈拉强度、轴压强度及轴压弹模变化对比
选取C30强度的再生混凝土与普通混凝土进行抗压强度、劈拉强度、轴压强度以及轴压弹模的对比实验，试验过程中，通过对混凝土不同龄期的性能参数进行测量得出：
抗压强度:随着龄期的增长，双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土的抗压强度呈现增长趋势，且相比较普通混凝土而言，增长趋势明显更强，14d后抗压强度明显高于普通混凝土。2)劈拉强度:随着龄期的增长，双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土的劈拉强度呈现增长趋势，且相比较普通混凝土而言，增长趋势明显更强，10d后抗压强度明显高于普通混凝土。3)轴压强度及轴压弹模:随着龄期的增长，双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土的轴压强度及轴压弹模呈现增长趋势，且相比较普通混凝土而言，任何龄期的再生混凝土的轴压强度及轴压弹模均明显高于普通混凝土[2]。
3.4机理分析
利用电子显微镜对再生混凝土进行SEM观察，通过观察来看，可以明显的发现聚羧酸减水剂可以明显的促进再生混凝土出现水泥水化，使得钙矾石Aft可以在早期就完成向单硫型硫铝酸盐Afm的转化，避免了后期因为钙矾石存在，导致混凝土出现塑性收缩问题，有效的减少了混凝土本身的孔隙率。对于粉煤灰而言，在混凝土内部会出现形态、微集料以及火山灰等效应，进一步改变混凝土的内部围观结构。如粉煤灰的微集料效应主要表现为对水泥孔结构的细化，提高了水泥基体达到均匀性，降低了混凝土的孔隙率。同时粉煤灰再出现二次水花过程中，一方面会消耗混凝土当中大量的氢氧化钙，而且还会促进水泥进一步水花，提高了集料与水泥基体之间的黏结力，进而提高了混凝土的强度以及耐久性[3]。
结论
简而言之，对于再生混凝土而言，其再生骨料本身具有强度低、吸水率高、孔隙率大等特点，导致再生混凝土无论是在力学性能还是在耐久性方面，都不如普通混凝土。为了提高再生混凝土的性能，文章通过试验研究，分析使用双掺粉煤灰、聚羧酸减水剂等方法对再生混凝土性能的影响。
参考文献
[1]王海超,陈晨,赵倩倩,等.强化再生骨料性能试验研究［J］.混凝土与水泥制品,2016（4）:25-27.
[2]何德湛,日本混凝土强化处理技术［J］．特种结构,2018,17（3）:39.
[3]杜婷,李惠强,吴贤国,混凝土再生骨料强化试验研究［J］．新型建筑材料,2017,29（3）:6-8．
论文作者:宋肖贤1,田静1,刘洋2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/12/9
标签：混凝土论文; 羧酸论文; 骨料论文; 粉煤灰论文; 性能论文; 强度论文; 孔隙论文; 《基层建设》2019年第24期论文;