再生骨料掺量在生产过程中对混凝土性能的影响

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1、再生粗骨料的掺量和生产工艺对混凝土性能的影响摘要： 在本研究中用于生产混凝土制品的再生粗骨料来至于混凝土的破碎。实验中生产了四种不同的再生骨料混凝土，再生粗骨料混合比例分别为0%、25%、50%、100%。四种混凝土的混合比例是经过精心设计的，目的是为了达到相同的抗压强度。再生粗骨料被用在潮湿但不饱和的情况下,来控制新拌混凝土性能、高效的水灰比比值、较低强度的变异性。生产中低抗压强度再生骨料混凝土需要大量的水泥得到了证实。还分析了使用材料(由再生粗骨料生产得来）的顺序对对提高混凝土制品分裂抗拉强度的影响。并对常规混凝土和较低弹性模量的再生粗骨料混凝土进行了对比测量分析，,验证了几位研究人员所提

2、出的数字模型。关键词：混合料配比；工作性；工作性能；集料；再生骨料混凝土；再生粗骨料1.简介为了获得良好的再生骨料混凝土的使用质量，必须遵循与BCSJ，RILEM DIN 4226.100 和prEN 13242: 中定义的最低要求相符合。以可接受集料性能的质量元素为基础的混凝土，但合理的混合比例和具体的生产方法对提高混凝土质量也很重要。再生骨料由原始集料砂浆和其上粘附的砂浆组成。其物理性能取决于粘附砂的浆质量和数量。粘附砂浆是一种多孔材料，其孔隙率取决于再生混凝土的水灰比。破碎过程和再生骨料尺寸对粘附砂浆量也有一定影响。再生骨料的密度和吸收能力受到其上吸附的砂浆的影响，他们必须知道之前再生骨

3、料在混凝土生产中的利用，以控制新拌和硬化混凝土性能。吸水能力是区别再生骨料与天然骨料最重要特性之一，它可以同时对新拌和硬化混凝土性能产生影响。一些研究人员提出了再生骨料的含量为30的限制，以维持5吸水能力的混凝土骨料结构为标准。再生骨料吸水率的增加，这意味着为了获得相同的和易性，再生粗骨料和天然砂混凝土通常需要比常规混凝土多5以上的水。由于再生骨料混凝土的吸收能力大，在干燥的条件下它的和易性大大降低。一些研究人员认为，再生骨料在使用前应达到饱。一般来说再生骨料混凝土的工作性受再生骨料的吸收容量的影响。再生骨料的形状和质地也会影响再生骨料混凝土的和易性。这取决于使用破碎机的类型。关于抗压强度，以

4、100%的再生粗骨料制成水灰比较低的混凝土混凝土比传统混凝土有较大的抗压强度。而当水灰比相同时，用100%再生骨料制成的混凝土比传统混凝土的强度低。在一般情况下，为了达到和常规混凝土有相同的强度，用100%的再生骨料制成的混凝土往往需要更多的水和水泥。再生骨料混凝土生产中不同素质的工作人员引起的抗压强度的变异系数增加。在具体生产或使用成分的属性中任何变化产生的结果都将引起混凝土强度的变化。本文探讨了获得同样高抗压强度的高比例再生骨料混凝土和传统混凝土中的困难。四个混合料的生产采用了四种不同的剂量。第一种是混凝土配合比控制混凝土 (传统混凝土)，这种情况下原料使用了天然粗、 细骨料。第二种混凝土

5、的配合比是用25再生骨料取代天然传统混凝土的粗骨料，第三种混凝土的配合比是用50%的再生骨料取代传统混凝土的粗骨料，第四种混凝土的配合比是用100%的再生骨料取代传统混凝土的粗骨料。石灰石砂 (S) 被用作所有混凝土混合物中的细骨料。再生沙的利用受到限制，归结于它的吸收能力，因为这无疑会产生收缩作用。再生骨料上粘附的砂浆的数量和大小 。一旦不同配合比混凝土混合料设计的四个再生混凝土达到相同的强度，就立即对它们的拉伸强度和弹性模量进行测量。弹性模量不同数值提案与实验值进行比较，抗压强度受再生骨料变异性的影响也被确定。2.料与实验细节2.1材料用于生产再生骨料的原料来自废弃混凝土回收区。利用冲击式

6、破碎机使用废弃混凝土破碎。由目测确定再生骨料成分被界定为：压碎混凝土92.1（49.1总粘附砂浆和43的原始骨料的总量），1.6天然粗骨料和5.3陶瓷颗粒和0.8的其他回收物，分别命名为RA和A，它们有相同尺寸，（1）4 / 10毫米，（2）10/16毫米和（3）16/25毫米。骨料筛分布依照UNE -E N 933-1,2确定。粘附砂浆的量为20时约为10/25毫米，当吸附量达到40时则增至4 / 10毫米。密度、吸收和形状指数决定了再生骨料的回收利用。砂浆性能分为密度2.67 kg/dm3和2.43kg/ dm3，吸水率0.886和4.445，而形状指数为25和28，符合EN确定的规格。在

7、四种混凝土的生产中都使用了高品质，高强度52.5R的快硬性波特兰水泥。为了实现四个不同的混凝土都获得相同的工作性，在生产中使用了Glenium C313型超塑剂2.2实验细节2.2.1配料系统及新拌混凝土的工作性 Bolomey剂量法在两个混凝土混合搅拌时使用,计算开始水泥用量和所需W/ C值。Bolomey计量法是计算出每次所用骨料的百分比来确定水灰比的方法（确定每个组分的体积）。有混凝土的密度计算出了组成混凝土的各个组分的重量。，在具体的生产时还必须考虑骨料的吸收容量和总湿度。通过EN 1097-5:方法来测量水分总含量和湿度。水含量大的材料在大规模的使用情况下干燥质量差。再生骨料的湿度降

8、低了他们的吸水能力，并且在湿度为3.5时使用。石灰石砂（其中有对水的吸收速度最快的容量）在使用时必须计算它的含水率，以免影响有效W / C比，影响混凝土的可塑性。 由于再生粗骨料高吸水能力，因此，在其使用前必须润湿。如果再生粗骨料不润湿，它会吸收来自新拌混凝土的水分而影响和易性，也就是控制有效W/ C比的水。在这项研究中，再生粗骨料的润湿在使用的前一天由自动喷水灭火系统进行，并用塑料布覆盖，以保持高湿度。建议湿度水平为可吸收容量总量的80，但最重要的因素是总体是湿的，以减少它们对水的吸收能力。在这种情况下，该机制下的再生骨料吸收了一定量的游离水，降低早期水化初期的界面过渡区。新形成的水合物逐步

9、填补了这一区域并有效地提高了骨料与水泥之间的界面结合。不过，值得注意的是，润湿时不能让再生骨料含水率达到饱和，因为这可能会导致再生粗骨料和新形成的水泥浆体的界面过渡区失败。 Barrade Olivera和 Vzq uez指出再生骨料混凝土特别是饱和再生骨料混凝土的抗压强度明显下降。在再生骨料混凝土生产研究中使用潮湿的再生骨料。 新拌的混凝土进行了8-10厘米的坍落度，尽管再生骨料是潮湿（一般再生骨料混凝土的和易性较差）的，所使用的外剂量略比传统的混凝土高。 UNE 83 313:90对新拌混凝土的和易性进行了坍落度测定试验。2.2.2混凝土生产过程四种混凝土分别为CC、RC25、RC50和R

10、C100，生产了具有相同抗压强度的混凝土。为了确定合适的配合比，由两个极端混凝土生产（CC）和再生混凝土100（RC100）粗骨料的测试开始。由两个阶段来实现目标，需要一个CC生产混凝土和具有相同抗压强度的混凝土RC100。在第一阶段，CC混凝土生产使用一个有效的水灰比为0.50,密度为325Kg/m3的混凝土。然而，在具体的RC100生产中实现与CC混凝土相同的强度时应令其增加大约20-30的水泥用量。因此，在第二阶段的混凝土水泥用量在CC生产时减少为300Kg/m3，有W/ C比为0.55，而同样的条件，为RC100混凝土维持那在第一阶段（325kg/m3的混凝土和有效0.5W/ C值）。

11、一旦CC和RC100混凝土抗压强度相同时，再进行RC25和RC50的混凝土生产。 RC25生产使用与CC相同的混合比例。RC50有效W/ C高于RC100而低于CC。 对于每一个混合物，对边长为150毫米的立方体模具进行浇筑，24小时后脱模，它们被存放在在21 ，100湿度养护室里养护，湿度测试为前2小时，直到第7天，28天之后，。所有的测试的试块被保存在相同条件下，测按照UNE 83-304- 84规定对混凝土抗压强度进行测定。 当这四种混凝土达到相同强度后（定义为第2阶段），制作了自动加料搅拌机。具体的生产这机器类型方面的不同在于材料在哪里手动添加进入机器，第一步是加入粗骨料混合30秒，第

12、二步包括加入水泥混合30秒，第三步，包括对水泥加水和骨料混合搅拌1分钟。第四和最后一个步骤包括手工添加高效减水剂和所有材料搅拌1分钟，然后再停止搅拌机。对手动和自动机生产的混凝土的力学性能进行了测定。3.实验结果3.1生产阶段1,为配合比HC和HR100用量为100再生骨料混凝土获得了与CC相同的抗压强度，见表1。正如图一所示，增加抗压强度时RC100的W / C比降低。对不同再生混凝土28天养护，其强度几乎平行或至少与过去的21天很类似。该RC100 - 3和RC100 - 4混凝土混合物有相同的7天抗压强度，最大的区别在于28天强度。 RC100强度太低了，混凝土水泥用量增加为365kg/

13、m3，以获取与CC相同的抗压强度的混凝土。然而，高强度混凝土对水泥用量要求高，因此决定混凝土水泥用量由W/C为0.55时的325kg改为300kg/m3，这是上面提到的用潮湿再生骨料生产的混凝土，这是混凝土生产可控变量，如下面的RC100 - 3和RC100 - 4混凝土的性能测试是很容易进行的3.2生产阶段2,CC，RC25，RC50和RC100配比 CC，RC25，RC50和RC100混凝土各组分的用量见表2。有了这些参量，获得了如图所示的具有相同抗压强度的混凝土。RC25， CC的混凝土配合比和物料混合生产的顺序相同。几个变化中RC50和RC100进行剂量添加，以达到与CC组合有相同的抗

14、压强度。RC50混凝土需要比CC多6以上水泥并且有效的W / C下降至0.52。对于RC100混凝土，需要比CC多8.3的水泥且有效的W / C为0.5。再生骨料混凝土有一个大约12-15的压缩强度（RC25，RC50和RC100），当传统的混凝土（CC）的强度在28天龄期比过去21天提高了大约20。 混凝土的劈裂拉伸强度也是类似的，如表3所示，尽管再生骨料混凝土劈裂拉伸强度比混凝土CC高。这是由于目前再生骨料吸附的砂浆（它们是由一个自动喷水灭火系统，湿度高，但没有饱和）和新的再生骨料混凝土界面过渡区的有效性。据Sague 、Crentsil等。 任何对再生混凝土强度产生不利影响的因素，骨料和

15、砂浆部分之间的基体良好的粘结性能指标。再生骨料生产劈裂抗拉强度高于使用天然骨料生产的混凝土。3.3自动机生产混凝土搅拌机对性能的影响 第二阶段，混凝土应用于工业生产及其对自动搅拌混凝土性能的影响进行了分析。剂量使用见表4。重要的是在这种情况下，机器采用了一个较高的运行速度以及更大容量的搅拌能力。在这种情况下，需要加入一些高效减水剂，为保持同样的可操作性采用使用手动机。在自动机的自由水被吸收时它直接接触的再生骨料和水泥。然而，手动机的首先加的是水泥，因此，较低的自由水接触。在这种情况下，新拌混凝土的坍落度为8-10厘米，采用再生骨料总是含水率约80。分别测定了混凝土在28天、六个月的工作性，结果

16、如表5所示。 不同混凝土的抗压强度的演化过程不尽相同。结果发现，对于CC混凝土，其28天抗压强度值增加了，以下的5个月和6个月有19的增长。在相同的增加的情况下，RC25混凝土抗压强度也有所增加。然而，当测量再生骨料混凝土的6个月抗压强度时，其增加量却很小。这可能是水泥集料表面产生一个非常低的W / C比和有效的界面过渡区（界面过渡区）的结果。据Etxeberria等。新界面之间的再生骨料与水泥石界面过渡区是有效的。它有一个低水灰比，目前再生骨料砂浆和新的水泥砂浆比例（见图3）。该界面过渡区比砂浆（加入砂浆）密，因此减弱。 再生骨料混凝土和天然骨料混凝土的强度有较大的差别，其中100是采用再生

17、骨料混凝土。然而，与此相反，当再生骨料混凝土弹性模量减少时，再生骨料的百分比增加。这种情况是意料之中的，因为再生骨料更容易产生变形。这一调查结果也是意料之中的，因为再生骨料混凝土较天然骨料具有较低的弹性模量 ，此外这是人所共知的，混凝土的弹性模量在很大程度上取决于集料模数的总量。由Ravindrarajah和谭给出的公式计算值对混凝土弹性模数的不同值的试验结果进行了比较，如表6和图4。 根据Ravindrarajah和TAM提出模型，再生骨料在混凝土中的比例值增加更接近实验值，因此该模型是相当适用于再生骨料混凝土。根据行政首长协调会定义的常规混凝土，根据Ravindrarajah等人提出的模式

18、再生骨料和常规混凝土的弹性模量值被高估。而且没有得到改善 关于Ravindrarajah和谭的方法。常规和再生骨料混凝土的弹性模量可以接受的。3.4失效模式 混凝土的破坏源于其最薄弱的环节。而最弱的点是这些中等强度混凝土中再生骨料本身。而在传统的中强度混凝土中，界面是最薄弱点，然而这不是在再生骨料混凝土造成的情况。图5显示了高比例再生骨料混凝土抗分裂能力失败。由于再生骨料（再骨料作为最薄弱点）未能产生两个类似于对称面的孔隙，在新的界面过渡区从未发生裂痕。对于低水灰比值（旧水泥浆体比新砂浆的强度低）新砂浆质量优于老砂浆。而骨料与新的砂浆的粘结强度比再生砂浆强度高，从而使后者成为最弱的组成部分，因

19、此，强度大的控制链接这整个复合系统。当当再生混个凝土的水灰比比原始混凝土低时，再生混凝土的强度可能会被原混凝土的强度控制。在这项研究中，由于采用了高品质水泥，水灰比，再生骨料的吸水能力，以及劈裂破坏（图6）的特点，最弱的一点是再生骨料和特别是其上吸附的砂浆。3.5变异性试验结果 为了确定每个混凝土的变异性，对20个试样的抗压强度进行了测量（为了能够直观的统计RC25和RC100两种混凝土的混合）。所有的混凝土都手工制作了三个标本，对试块的28天强度进行了测试。在分析结果时，推断出抗压强度标准差随再生骨料混凝土的增加而增加。在这种情况下，所有的测试元素已在实验室测出，因此，两种混凝土构件各组分都控制得很好。RC25和RC100混凝土与CC混凝土相比由于结构差异而使标准差分别增加18和49，。这是事实，即所有混凝土标准偏差值较低（见图6）。再生集料和混凝土生产质量控制是很好的。