使用部分水化旧混凝土的再生骨料特性外文翻译资料

 2022-03-22 08:03

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使用部分水化旧混凝土的再生骨料特性

Amnon Katz

以色列 以色列理工学院 国家建筑研究所 土木工程学系 海发32000

摘要:模拟预制混凝土厂的情况, 28天抗压强度达到28Mpa的混凝土在龄期1,3,28天的时候被粉碎,来作为新混凝土的一种骨料来源。测试了再生骨料的特性和由100%再生骨料代替的新混凝土的特性。由不同粒径大小组成的再生骨料有显著的不同。然而,破碎的龄期几乎没有影响。由再生骨料制成的混凝土的特性不如用天然骨料制成的混凝土。压碎龄期的影响是适度的,当强水泥基被使用时,用3天压碎龄期骨料制成的混凝土的表现优于其他压碎龄期的。但当使用弱水泥基时,趋势正好相反。在早期破碎的再生骨料中发现了一些潜在的胶结能力。

关键词:再生骨料,废物管理;水化;力学性能;天然混凝土

1:引言

将建筑垃圾用于新混凝土骨料的一种来源在近十年来越来越普遍。一方面,垃圾的处理费用越来越贵,可用于骨料的天然资源越来越稀缺,另一方面,大力鼓励将将建筑垃圾作为骨料的来源。一些关于拆迁老建筑的废弃物重新用于新结构的成功项目近期被报道。[1 – 3]RILEM [4] 委员会发表了利用再生骨料的建议,将他们分为三个组。第一:骨料主要源自砖石瓦砾;第二组:骨料主要来源于混凝土瓦砾;第三组:天然骨料的混合物(gt; 80%)和其他两组的骨料(10%的第一组)。第三组可用于所有类型的混凝土的生产,而其他两组的使用则有相应的限制。这个分类强调了垃圾拆除利用过程中的一个重要困难,即再生骨料质量的不稳定性。在公路改造的例子中[2],,从旧路改造中获得的再生骨料来源的均一性被保证了。然而,当骨料来源于建筑垃圾重建中心,这些废料来源于不同场合,且骨料的特性也不均一。这给将其运用于新混凝土的生产带来了困难[5,6]

显然,问题不应该存在于使用来自于预制混凝土或砖工厂的废料制成的再生混凝土中。不同产品通常来源于相同类型的混凝土,因此,废料特性不同的问题不会存在。van-Acker [7]报道了用10%的再生骨料代替天然骨料制成的高强混凝土(28天抗压强度为75.4 MPa),有10%的抗压强度损失。替代率的大小将影响新拌混凝土的特性,据报道,25的替代率将带来20%的损失。Mansur et al. [8]指出了相似的混凝土的特性,其中粗的花岗岩骨料被抗压强度达到153 MPa的高强粘土砖代替,这种混凝土在制造业中被禁止使用。尽管来源于同一个预制混凝土厂的废弃混凝土特性稳定,却经常禁止运用于制造过程中。因此,有这些元素的混凝土可能包含一些未水化的水泥,这将影响再生骨料和由再生骨料制成的混凝土的特性。 本文报道了由它制成的部分水化混凝土的影响和由这些再生骨料制成的新混凝土的特性。

表1 旧混凝土的组成和特性

成分

数量 (kg)

粗骨料(12 – 25 mm)

5.415

中骨料 (2.36 – 9.5 mm)

1.415

细骨料 (1.2 – 0.15 mm)

3.120

水泥

1.800

1.080

抗压强度(MPa) ata

1 day

7.4

(0.9)

3 days

14.4

(1.2)

28 days

28.3

(3.1)

a .括号中的数字:标准差。

2 实验部分

整个实验程序包括两个阶段:1综合研究由破碎部分水化旧混凝土组成的再生骨料制得的新混凝土的特性。2研究再生细骨料在新混凝土中的作用。本文研究了第一阶段的结果。

下文中,旧混凝土指被用作生产再生骨料的混凝土废料,再生混凝土指用再生骨料处理过的新混凝土。再生骨料是由破碎旧混凝土制成的骨料,天然骨料是指破碎天然石材制得的骨料。

旧混凝土由被用作水泥生产过程中质量控制标准的混凝土成分组成。普通硅酸盐水泥在水泥厂能够连续生产,通过混合标准骨料并进行标准养护测试其抗压强度。表1列出了混合料的成分以及旧混凝土的抗压强度。

旧混凝土是由120mm的立方体形式组成,作为标准步骤的一部分,测试其1天,3天以及28天的抗压强度。抗压试验后,立方体将被小型鄂式破碎机破碎并在105度的烘箱中烘干以防止进一步水化。尽管生产日期不同,旧混凝土的品质是均一的,我们可以看下面的标准值表(表1)。

新混凝土全部由破碎旧混凝土得到的骨料组成,并添加一些天然砂以保证它的好的工作性。此外,参照使用天然骨料制成的混凝土,再生混凝土也用同样的配合比。新混凝土的成分组成见表二。两种类型的水泥被用作新混凝土的制备中,即白水泥和普通硅酸盐水泥。白水泥最初使用是因为了区分新水泥基和使用了再生骨料的旧水泥基的区别。然而,尽管水泥不同,即使是在显微镜下,也难以看到新水泥基和再生骨料的清晰的边界。值得注意的是,普通硅酸盐水泥强度比白水泥低。比较参照混凝土,它的28天抗压强度有34.6Mpa而白水泥有42.1Mpa。

破碎混凝土根据尺寸大小做以下分类:粗骨料(大于9.5mm),中骨料(小于9.5mm但大于2.36mm)以及细骨料(小于2.36mm)。这样做以便于研究骨料大小对其特性的影响。测试每个尺寸组的尺寸分布,体积密度,吸水率,压碎值(按照英国标准812:1990,仅测试粗骨料)和水泥含量(参照ASTM C1084的步骤)。

表2 新混凝土成分 (kg/m3)

WPC

OPC

参考值

1 daya

3 daysa

28 daysa

参考值

1 daya

3 daysa

28 daysa

破碎骨料 (9.5 – 25 mm)

896

907

破碎骨料 (2.36 – 9.5 mm)

448

454

破碎砂

212

215

天然砂

421

254

219

238

427

259

217

240

再生骨料

1440

1484

1457

1453

1460

1456

161

160

165

162

163

166

168

163

水泥

294

293

302

296

298

298

300

298

a 旧混凝土的破碎龄期

100mm的立方体和70x70x280mm棱柱体来自于新混凝土。立方体在21度的水中养护7天,并在空气中养护直到测试那天。棱柱体在21度的水中养护直到测试那天。测试立方体在7天,28天和90天的抗压强度。棱柱体在28天时测试其四点弯曲强度,劈裂强度和弹性模量。根据DIN 52617 – 87测试超过180天的熟水泥的水的毛细吸收速率和总吸水量。从7天龄期直到6个月,干燥收缩测试在20度60%适度的室内进行。在干缩测试之后,试样将在30度60%湿度以及5% CO2 的室内测试其3天和7天的碳化深度和速率。每个试验至少测试3个样本。除非另有说明,所有相关的测试都参照ASTM标准。

3 结论

3.1破碎混凝土骨料的特性

不同龄期的旧混凝土骨料的粒径分布曲线见图1。图中所示的三条曲线表现出相同的粒度分布。看来,只要颚式破碎机被设置在一个特定的模式,尽管混凝土的强度不同,骨料的级配没有重大改变(表1)。众所周知,在一系列旧混凝土中,普通混凝土的裂纹路径沿着水泥基传播。[9]因此,水泥基中裂纹的发展仅仅在就混凝土破碎时导致混凝土断裂。尽管不同的破碎龄期,骨料的尺寸分布几乎相同(图1)。破碎混凝土的外观检查显示天然骨料中没有新的断裂面的迹象,这验证了这个解释。

图1不同龄期再生骨料的级配

表3 再生骨料的特性

破碎

毛体积

体积

吸收率

压碎值

水泥

龄期

比重

密度

(%)

(%)

含量

(kg/m3)

(%)

1 day

2.59

1462

3.2

25.4

6.9

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