再生微粉含量对UHPC力学性能影响研究.docx

《再生微粉含量对UHPC力学性能影响研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《再生微粉含量对UHPC力学性能影响研究.docx（7页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、再生微粉含量对UHPC力学性能影响研究摘要：将再生微粉(RCP)取代硅灰制备超高性能混凝土(UHPC),研究了再生微粉取代硅灰比例对UHPC物理力学性能的影响。结果表明：再生微粉取代率在045%时，随着取代率的增大，UHPC砂浆的流动性逐渐降低，收缩逐渐减少，强度逐渐降低，再生微粉取代率从O增大到45%时，UHPC砂浆的流动度降低了30%,收缩率下降了44.5%,抗压强度降低了12.8%,抗折强度下降了13.2%0微观试验表明，用再生微粉取代硅灰作为外掺料对UHPC的水化产物影响不大，再生微粉的颗粒为不规则形态，且粒径整体偏大是UHPC砂浆性能变化的主要原因。关键词：再生微粉；超高性能混凝土；

2、力学性能；收缩率；微观试验中图分类号：文献标识码：文章编号：Effectofrecyc1edfinepowdercontentonmechanica1propertiesofUHPCAbstract:U1tra-highperformanceconcrete(UHPC)waspreparedbyrep1acingtherecyc1edfinepowderwithsi1icafume,andtheinf1uenceoftheproportionofrecyc1edfinepowderrep1acingsi1icafumeonthephysica1andmechanica1propertiesof

3、UHPCwasstudied.Theresu1tsshowthatwhentherep1acementrateofrecyc1edfinepowderis045%,astherep1acementrateincreases,thef1uidityofUHPCmortargradua11ydecreases,theshrinkagegradua11ydecreases,andthestrengthgradua11ydecreases.,UHPCmortarf1uiditydecreasedby30%,shrinkageratedecreasedby44.5%,compressivestrengt

4、hdecreasedby12.8%,f1exura1strengthdecreasedby13.2%,Microscopicexperimentsshowthattheuseofrecyc1edfinepowderinsteadofsi1icafumeasanadmixturehas1itt1eeffectonthehydrationproductsofUHPC.Thepartic1esoftherecyc1edfinepowderareirregu1arinshapeandtheovera11partic1esizeis1arge.Keywords:Recyc1edfinepowder;U1

5、tra-highperformanceconcrete;Mechanica1properties;Shrinkagerate;Micro-test。引言本文研究的再生微粉(RCP)是指在再生骨料制备过程中产生的含有大量的硬化水泥石和未完全水化的水泥粉体，其具有一定的活性，可以作为矿物掺合料来使用。目前.，国内对再生微粉的研究还处于初级阶段，国外主要利用再生微粉制备再生水泥。韩国一家公司利用废弃混凝土再生微粉生产出的水泥，其强度与普通硅酸盐水泥并无差别，但成本更低。Eunhee等研究表明，再生微粉作为主要原料完全可以实现再生水泥的生产。我国对再生微粉的研究起步较晚，研究方向主要偏向于对再生微粉活

6、性的激发，以及作为矿物掺合料制备的再生混凝土的力学性能、工作性能以及耐久性能等方面的影响研究【3川。李建勇、朱有禄等对再生微粉的活性进行了深入的研究，并且证实了其活性可以通过物理、化学等方法进行激发。余小小等研究表明，再生微粉颗粒不规则，粒度不均匀，通过球磨机粉磨后可以作为掺合料配制高强度水泥砂浆。超高性能混凝土（UHPC）是当前的研究热点，但关于再生微粉在UHPC中应用，没有见到文献报道。因此，对于再生微粉在UHPC中的应用是很有必要的。再生微粉用于UHPC中不仅降低了成本，提高混凝土早期收缩性能，同时也有益于减少建筑垃圾的污染。1原材料、配合比及试验方法1.1 原材料及配合比（1）水泥：采

7、用强度等级为52.5R的海螺牌水泥，。（2）硅灰：其中SiO2含量90%,粒径为0.1）.2m,平均粒径为0.168m,表观密度为2315kg?,堆积密度为206kg（3）石英粉：325目石英粉，为粉末状，纯度大于98%。（4）石英砂：粒径为IOO目。（5）再生微粉：试验室废弃混凝土经破碎、筛分后制备而得的灰白色再生微粉，其粒径小于0.16加力SiCh含量最高。再生微粉主要成分见表1,再生微粉与水泥的物理性能指标对比见表2o表1再生微粉主要成分项目SiO2CaOAI2O3Fe2O3SO3MgOK2O再生微粉（%）33.3027.408.103.611.192.661.39表2再生微粉与水泥的物

8、理性能指标对比性能筛余百分率（%）（45m）表观密度堆积密度需水量比比表面积指标(kgm3)(kgm3)(%)(m2g)水泥1.6303010301001.520再生微粉30.7823849451164.020（6）减水剂：聚竣酸系高效减水剂，减水率大于25%。（7）拌合用水：采用满足国家标准的自来水。为确保再生微粉取代硅灰后试件的性能满足使用要求，本次试验使用等质量的再生微粉取代硅灰控制在50%内，取代率为0%、15%、30%和45%OUHPC水胶比取0.20,减水剂的用量为胶凝材料（水泥+硅灰+再生微粉）质量的2.0%。UHPC配合比见表3。Q-O为标准对照组。实际立方体抗压强度基本与设计

9、立方体抗压强度吻合。表3UHPC配合比（g）编号水硅灰再生微石石英减水水设计抗实际抗泥粉英砂粉剂压强度(MPa)压强度(MPa)Q-O910215O50014422225135136Q-15910182.7532.2550014422225130131Q-30910150.564.550014422225125123Q-45910118.2596.7550014422225120118.51.2 试验方法1.2.1 试块制备试验分别称量制备UHPC所需的材料的质量，将各干材依次加入砂浆搅拌机中搅拌3min,使材料混合均匀。在搅拌过程中先加入70%质量的减水剂和水的混合物搅拌2min,然后加入剩

10、下的减水剂和水的混合物继续搅拌2min。搅拌完成后将浆体倒入40mm40mm160mm的模具中振捣成型，标准养护24h后进行拆模。然后进行蒸压养护，蒸压养护的恒温温度为9(C,湿度为100%,蒸压养护48h。注：蒸压养护在175、8个大气压的蒸压釜内进行；标准养护在(202)C,湿度为95%的标养室内进行。1.2.2 测试方法(1)流动度试验按照水泥胶砂流动度测定方法(GB2419-2005)进行测定。(2)强度试验采用尺寸为40mm40mm160mm的试件，蒸压养护48h及标准养护龄期为28d的试块进行强度试验。其抗压强度与抗折强度参考规范水泥胶砂强度检测方法(GB/T17671-1999)

11、规定进行。每组3个试件，取平均值。(3)收缩试验拆模取出后，随后置于标准养护环境中，使用比长仪测量各试验组试件龄期为Id、2d、3d、7d、14d、28d的长度，每组3个试件，取平均值。(4)XRD试验测试仪器采用DY5261的Xpert3X射线衍射仪。取样：将48h蒸压养护的试件取出进行抗折、抗压试验，取压缩试件中心混凝土碎块,用丙酮浸泡以停止其水化进程，并放置于室温条件下等待进一步制样。制样：初步去除丙酮后，将试样置于环境温度为55的干燥箱中烘干2d,将干燥试样研磨至粉末状，最后使用IOO目过滤筛过筛，送样。2试验结果及分析2.1 流动性分析再生微粉取代率对UHPC的流动性影响，F表示流动

12、度；3表示取代率,见表4。可知，再生微粉取代量从0%增加到45%过程中，UHPC的流动性能是逐渐降低的，在取代量为45%时，流动度为168mm,相比于标准组降低了30%,取代率越大流动度降低越明显。这说明在45%取代率下，再生微粉对UHPC的填充过程中降低了水化反应中的滚珠效应，对UHPC的流动性不利。Dae-JungMoon等网的研究也表明，水泥砂浆的流动性会随再生微粉掺量的增加而变差。表4再生微粉取代率对UHPC的流动性影响(%)0153045F(mm)2402001821682.2 收缩性能分析蒸压养护48h时的收缩情况见表50蒸压养护48h后在Id、2d、3d、7d、14d、28d的收

13、缩曲线见图Io由图2可知，在水胶比相同时，蒸压养护48h后的试件收缩率随着再生微粉取代率的增加，UHPC试件的收缩逐渐的减少，大小依次为Q-0Q-10Q-30Q-45,当再生微粉取代率为45%时，收缩最小为2.01x104,取代率从0%到45%过程中收缩率下降了44.5%。由图3可知，蒸压养护48h后在28d内的各试件持续收缩，各收缩曲线呈现增长的2个阶段，急速收缩阶段和平稳收缩阶段，以7d为分界线，UHPC试件在前7d的收缩率较大，为主要收缩阶段，7d后的收缩趋于平稳。而且，在各测试龄期下的各取代率下的试件仍然保持着收缩率随着再生微粉取代率的增加，UHPC试件的收缩依次减少的规律。这说明了在

14、蒸压养护条件下，用再生微粉取代部分硅灰能够有效的减小UHPC的收缩。以上现象说明：（1）由于再生微粉具有高活性SiCh和特殊的孔结构，UHPC中加入再生微粉可以有效减少水化后UHPC的自收缩。（2）再生微粉早期的水化速率和水化程度低，导致水的消耗减少，使得UHPC水化过程中比较湿润，从而降低了混凝土的早期收缩。（3）掺入的再生微粉与水泥一起水化，再生微粉中的某些成分能与水化产生的氢氧化钙发生火山灰反应和微集料效应改善了混凝土内部的孔结构，也有助于降低收缩值。（4）再生微粉取代率45%时，试件的收缩率最小，对试件早期收缩最佳。表5蒸压养护48h时的收缩情况(%)0153045收缩率（106）36

15、2311278201Time(d)图1蒸压养护48h后Id、2d、3d、7d14d28d的收缩曲线2.3 强度分析蒸压养护下，不同代率对UHPC抗压强度与抗折强度的影响，见表6。蒸压养护48h下,UHPC试件的抗压强度随着再生微粉替代量的增加而下降,在再生微粉取代率从O到45%过程中，抗压强度由136MPa下降到了118.5MPa,下降了12.8%o再生微粉取代率为45%的UHPC试件抗压强度仍为118.5MPa说明，合理的控制再生微粉掺量可以确保UHPC强度的同时，还能将这种混凝土废弃物合理的利用起来。蒸压养护48h下UHPC试件的抗折强度随着再生微粉替代量的增加，抗折强度逐渐下降。在再生微粉取代率从0到45%过程中，抗折强度由28MPa下降到了24.3MPa,下降了13.2%o这说明再生微粉在0%Y5%内取代代硅灰能使UHPC的抗折强度降低，但再生微粉对抗折强度的影响大于对抗压强度的影响。以上分析说明，当再生微粉