混凝土废料制备再生骨料用于混凝土生产的试验研究.docx

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1、引言随着基础设施的改善，我国建筑垃圾的年产量也越来越大，2017年产量为19.3亿吨，2018年已经达到22亿吨，2019年超过24.5亿吨，每年的增长速度高达10%,但资源化率却不足10%o绝大部分建筑垃圾进行填埋或露天堆放。大量的土地资源被建筑垃圾所侵占，我国每年因此被破坏的良田约10.5万亩3:建筑垃圾中的混凝土块、沥青块、砖石碎瓦、废金属、废泥浆等经过合理的加工可以转化为再生资源再次利用，直接丢弃是一种资源浪费；废旧混凝土作为建筑垃圾中可资源化的代表，得到越来越多国内外企业的重视支党的十九大报告明确指出，不仅要“全面推进资源节约和循环利用”，还要“加强固体废弃物和垃圾处置。关于废旧混凝

2、土的资源化鼓励政策的不断完善，能更好的引导建筑企业做好建筑垃圾的回收和再利用，减少了目前废旧混凝土大肆浪费的情况，同时也保护了环境。本文采用混凝土废料制备再生骨料用于制备C30再生混凝土,研窕再生骨料的性能和最佳取代率及再生混凝土性能，为混凝土废料回收利用提供一种解决方案。1、试验部分1.1 原材料P-o42.5硅酸盐水泥，级粉煤灰，聚度酸系高效减水剂，再生粗、细骨料,天然粗、细骨料，自来水。其中，天然粗、细骨料的性能指标见表1、表2。表1天然粗骨料性能指标粒径表观密度/(kgm3)堆积密度/(kgm3)压碎指标/%空隙率/%5-31.5272016209.840表2机制砂性能指标表观密度堆积

3、密度压碎指标含泥量细度模数/(kgm3)/(kgm3)/%/%2770179010.92.02.61.2 再生骨料及混凝土的制备废弃混凝土经过破碎预处理、粗破碎、细破碎以及各层筛分等工艺流程后，能够获得再生粗、细骨料和粉料三种不同的产品，其工艺流程如图1所示。依次将水泥、粉煤灰、再生粗骨料、再生细骨料、天然粗骨料、天然细骨料、外加剂和自来水放入混凝土搅拌机中，搅拌2min左右，然后将混凝土拌合物取出一部分，迅速检测坍落度和扩展度等工作性能后，将混凝土拌合物紧密填充在模具中，置于温度为(202)C、相对湿度大于95%的条件下养护24h,待混凝土成型后脱模，继续养护至规定龄期,图1再生骨料制备工艺

4、流程1.3 再生混凝土配合比由于再生骨料表面粗糙且含有硬化的水泥砂浆，其吸水率大大增加，存在一定的附加水量，所以在制备再生混凝土之前需要将再生骨料提前浸泡一夜，便再生骨料达到饱和，同时在配合比计算过程中就可以不考虑附加用水量。在实验中预计制备的再生混凝土强度为C30,所以其水胶比是固定的，水泥、粉煤灰及外加剂的掺量、用水量都不会随着再生骨料取代率的改变而变化。本次试验设计不同的再生粗、细骨料取代率，按照相关规范，依据实际生产使用情况进行计算，得到的C30再生混凝土配合比见表3。表3C30再生混凝土配合比编号再生粗骨料取代率/%再生细骨料取代率/%水胶比水泥阿水/g外加剂/g粉煤灰f1再生相骨料

5、/g天然相骨料/g再生细骨料/g天然机制砂何1O00.522611657.759010550832225200.522611657.759264791166666350300.522611657.759528527250582475400.522611657.7597912643334995100500.522611657.7591055041641614再生混凝土的性能测试方法坍落度、扩展度：首先将坍落度筒和底板润湿，陵后从搅拌均匀的混凝土拌合物中用铁铲把试样均分三份依次装入筒中，并捣实，将掉落在底板上的试样清洁干净，让筒中的试样垂直落下，最后测量试样最高点与筒高的距离，即是混凝土拌合物的坍

6、落度值。同时通过观察倒出的混凝土的稀浆情况可以判断其保水性和流动性。力学性能：分别检测再生混凝土在标准条件下养护至7d、28d的抗压强度和28d抗折强度以及试件的抗渗性能。2、结果与讨论2.1再生骨料筛分级配将制得的再生骨料通过筛分后得到的结果见表4、表5。根据表4、表5得到再生粗、细骨料的筛分级配图如图2所示。由图2可知，再生粗、细骨料的级配曲线均较陡，斜率大，说明其粒径相差不大，骨料颗粒较为均匀。其中再生细骨料位于2区，属于中砂，再生粗骨料的级配也位于中间，远离过渡区，二者皆符合骨料使用级配的相关规定，可用于再生混凝土的试验和生产上支表4再生细骨料筛分结果簿孔尺寸mm篇余g分计管余平均值/

7、%累计瞬余平均值7%第一次第二次箫余g分计篇余7%累计瞬余/%篇余g分计篇余/%累计篇余/%9.5000000004.75142.83132.632.732.366813.6167214.41714.0171.1812324.64111022.03923.3400.611122.26310621.26021.7620.310521.08410420.88120.9830.155911.8968617.29814.5970.075204.010091.81002.9100表5再生粗骨料筛分结果筛孔尺寸mm筛余量/g分计筛余/%累计筛余/%31.500026.52804419.0147021251

8、6.0182026519.5154022734.75126018912.364907982.3614021000.61.18箫孔尺寸mm2.36204608%/全血张曜12.362.364.759.51619相骨料箫孔尺寸mm26.531.5图2再生骨料级配20406080%/帐煤10.15细骨料4.752.2再生骨料的物理性能再生粗、细骨料的性能检测结果见表6、表7。由表1、表2与表6、表7可以看出，再生粗骨料的表观密度和堆积密度都比天然粗骨料小，空隙率和压碎指标却高于天然粗骨料。这是因为再生粗骨料是采用简单破碎工艺获得的，表面较粗糙，棱角多，且含有水泥浆块，内部存在大量的微裂纹。再生细骨料

9、的堆积密度比天然机制砂的堆积密度低，但二者的表观密度值几乎亳无差别；其压碎指标稍高于天然机制砂，含泥量远高于天然机制砂，但符合相关规定的要求，说明再生细骨料中同样存在一定数量的微裂纹且其中水泥浆块含量较高。表6再生粗骨料性能检测结果表观密度堆积密度压碎指标空隙率/(kgm3)/(kgm3)/%/%2520151015.840%表7再生细骨料性能检测结果表观密度堆积密度压碎指标含泥量/(kgm3)/(kgm3)/%/%细度模数2720151013.412.53.2若骨料中泥含量较高,就会对水泥与骨料的胶结作用产生影响，同时也会降低混凝土的质量。为了获得更好的再生细骨料性能和提高再生混凝土的质量,

10、在对再生混凝土质量要求较为严格的应用中，需要采用其他更好的方法来制备再生骨料，或者对制得的再生骨料进行颗粒整形、机械研磨以及加热研磨等措施，适当降低再生细骨料中的含泥量，才能提高再生混凝土的质量。再生粗、细骨料的性能检测结果表明虽然二者的颗粒级配良好，但其自身性能与天然骨料有一定差距。且由于水泥砂浆和微裂纹的存在，再生混凝土对水和水泥的需求量实际上高于同配合比的天然骨料混凝土，水泥砂浆和微裂纹也会对混凝土的质量产生不良影响。2.3再生混凝土的工作性能及力学性能再生混凝土的性能测试结果见表8。表8再生混凝土性能测试结果编号坍落度mm扩展度mm和易性7d抗压强度/MPa28d抗压强度/MPa抗折强

11、度/MPa杭港等级12105流动度好，粘聚性好,保水慢稍差33.839.35.0P82210400流动度好，粘聚性好.保水性稍差32.438.14.7P832430流动度一般,粘餐性好，保水性好30.137.74.8P84190410流动度一般,粘聚性好,保水他好28.735.94.5P65190370流动度差,粘聚性好，保水性好25.634.24.3P62.3.1工作性能图3、图4为不同骨料取代率下混凝土的坍落度、扩展度柱状图。由图可知，随着再生粗、细骨料取代率的增加，混凝土的坍落度和扩展度不断降低，但坍落度降低的幅度较小，扩展度下降较快。再生粗、细骨料取代率分别为25%、20%的混凝土坍落

12、度与基准混凝土相同，但扩展度却大幅度下降，下降了100mm；相对于基准混凝土来说，不同取代率的再生混凝土的和易性没有较大差异，当再生粗、细骨料的取代率分别在50%、30%及以上时，再生混凝土的保水性能反而比基准混凝土的强，当再生粗骨料完全取代天然粗骨料时,保水性能虽好，但再生混凝土拌合物的流动性变得较差。总体来说，再生混凝土的工作性能与基准混凝土相比稍差叱再生骨料取代率（粗骨料，细骨料）图3再生混凝土的工作性能EE/眄梗去再生骨料取代率（粗骨料，细骨料）2.3.2抗压强度图4为不同骨料取代率下混凝土的抗压强度。由图可知，再生混凝土的抗压强度随养护时间增加的增幅明显比基准混凝土的大，尤其是再生粗

13、、细骨料的取代率分别为100%.50%时，混凝土28d抗压强度富余值仅为4.2MPa（配合比设计要求不低于6.6MPa）,已经满足不了实际生产控制要求。再生粗、细骨料的取代率分别为50%、30%时，混凝土28d抗压强度富余值为7.7MPa,能满足实际生产控制要求；随着再生粗、细骨料取代率的增加，混凝土的抗压强度逐渐减小；当再生粗、细骨料的取代率超过50乐30%时，混凝土的28d抗压强度虽然达到设计强度等级C30的要求，但不满足实际生产控制要求Bd1A1、超Sg图归图4再生混凝土抗压强度2.3.3抗折强度图5为不同骨料取代率下混凝土的抗折强度。由图可知，混凝土的抗折强度随再生粗、细骨料取代率的变

14、化规律与抗压强度一致，再生粗、细骨料的取代率分别为25%、20%时，混凝土的抗折强度降低程度与其他组别的降低值不能构成完整的线性关系，这表明该组再生混凝土的试验过程可能存在误差,再生粗、细骨料的取代率分别为50%、30%时，混凝土抗折强度的降低幅度最小，仅仅下降了0.2IPa,而再生粗、细骨料的取代率分别为100%,50%时混凝土的抗折强度降低的最多，下降了0.7MPa.试验结果说明，再生粗、细骨料的取代率分别为50%、30%时再生混凝土的抗折强度较好，这可能是由于50%的再生粗骨料和30%的再生细骨料形成了良好的颗粒级配，使得混凝土中的孔隙率减少，抗折强度得以提1098765432S54444.4444BdIAI融照归0%,0%25%,20%50%,30%75%,40%1%,50%再生骨料取