新疆寒冷地区矿物掺合料再生混凝土配合比设计及其性能研究摘要
长期以来传统建筑工业的生产方式基本上可以概括为一种高投入、高污染、低效益的粗放型生产方式。混凝土的使用寿命虽长,但使用几十年甚至上百年后最终会被拆除。随着中国西部大开发,新疆建筑业蓬勃发展,因此,对砂石料的需求日益增长,另一方面大量旧建筑将面临拆除,由此带来的建筑垃圾问题日益凸显。目前乌鲁木齐市的建筑垃圾主要有埋填、远郊堆弃的方式,但是这两种方式既污染环境又浪费资源。再生混凝土技术的研究及推广使用,一方面可以解决大量废弃混凝土处理困难以及由此造成的生态环境破坏;另一方面,建筑废弃物循环使再生集料替代天然集料,可以减少建筑业对天然集料的消耗,从而缓解天然集料日趋匮乏的压力并降低大量开采砂石对生态环境的破坏。另外,在再生混凝土中掺入矿物掺合料,其作为工业废弃物,它的合理利用,既有利于保护环境,降低造价,又能在一定程度上改善再生混凝土的力学性能及耐久性能,具有环境效益和经济优势。因此,在新疆地区推广使用矿物掺合料再生混凝土是未来的发展趋势。本文依据《混凝土用再生粗骨料》(GB/T25177-2010)将不同原生用途及强度等级的再生粗骨料进行分类,对不同类再生粗骨料配制的再生混凝土进行正交试验设计,讨论水灰比、再生骨料取代率及掺合料对不同类别再生混凝土工作性能及立方体抗压强度的影响;选取Ⅰ类再生粗骨料制备再生混凝土,并用单掺不同矿物掺合料的方法,对比不同掺合料对再生混凝土工程性能的影响,设计正交试验分别得到掺加粉煤灰,矿粉及锂渣时的再生混凝土最优配合比;并选取正交试验中具有代表性的配合比,讨论水灰比、再生骨料取代率及矿物掺合料的掺量对再生混凝土抗冻性能的影响,并得到每组最优配比的抗冻等级;最后对最优配比的再生混凝土进行抗水渗透试验研究,得到了每组配比的抗渗等级。研究结果表明,利用新疆地区原材料能配制出适合本地区的再生混凝土。Ⅰ类再生粗骨料较Ⅱ类再生粗骨料稳定,但原生混凝土的性质不同对再生混凝土的配合比影响不大,Ⅰ类再生混凝土较Ⅱ类再生混凝土28天抗压强度高2.10%;随着再生骨料的取代率的增加,再生混凝土强度呈先上升后下降的趋势,不同水灰比强度下降幅度不同,随着水灰比的升高,下降幅度增大;粉煤灰一类料最佳配合比组合为A4B3C2,即水灰比0.43,再生骨料取代率为70%,掺合料取代率为15%,引气剂掺量为0.025%,其抗冻等级为F150,抗渗等级为S6;矿粉Ⅰ类料再生混凝土的最优配合比组合为A1B2C2,即为水灰比0.45,再生骨料取代率为50%,矿粉取代率为15%,引气剂掺量为0.025%,抗冻等级为F≥200,抗渗等级为S7;锂渣Ⅰ类料再生混凝土的最优配合比组合为A1B2C2,即为水灰比0.45,再生骨料取代率为50%,锂渣取代率为15%,引气剂掺量为0.025%,抗冻等级为F≥200,抗渗等级为S7。矿物掺合料能在一定程度上改善再生混凝土的工程性能。其中锂渣对再生混凝土的性能改善效果最为显著,其最优配合比28天抗压高于天然混凝土2.13%,200次冻融循环后的动弹性模量质量损失率高于天然混凝土5.59%,0.8MPa下渗水高度小于天然混凝土11mm。
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