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1、复合超细粉煤灰对再生混凝土性能影响的研究作者:孙清如尹 健单位:[2006-11-15]关键字:复合超细粉煤灰-再生混凝土-力学性能摘要:从工作性能、力学性能、耐磨性能以及干缩等方面,研究了复合超细粉煤灰(CUFA) 掺量对道路再生混凝土性能的影响,并初步探讨了其影响机理。试验研究结果表明: 掺入质量分数为15 %～35 %的CUFA ,可以有效改善再生混凝土的工作性能,同时保证其力学性能相同或稍有改善;掺CUFA 再生混凝土的具有良好的路面耐磨性,干缩显著减小,运营1 a 来,再生混凝土路面综合性能优良,未见有开裂现象。这为CUFA 再生混
2、凝土应用于水泥混凝土路面中提供了可靠的保障。 废弃混凝土的再利用对资源和环境具有重要的现实意义,许多国家对此给予了高度重视,并制定了相应的制度和措施。近年来,国内外的一些专家学者对再生混凝土技术进行了大量的研究,在再生骨料的基本性能及强化、再生混凝土的配合比设计以及物理力学性能等方面取得了一定的成果[1～6 ] ,但是关于再生混凝土耐久性方面、尤其是耐磨性能方面的研究文献并不多见。鉴于此,本文旨在探讨复合超细粉煤灰(CUFA) 与再生骨料相结合对道路路面用混凝土工作性能、力学性能、特别是耐磨性、干缩的影响,为再生混凝土应用于水泥混凝土路面工
3、程提供了技术支持和保障。1 原材料与试验方法1. 1 原材料水泥: 42. 5 级普通硅酸盐水泥,水泥的物理性能和化学成分符合现行的国家标准,水泥胶砂抗折强度Rf ,3 = 5. 40 MPa , Rf ,28 = 8. 70 MPa ,抗压强度RC ,3 = 31. 2 MPa , RC , 28 = 5817 MPa ;复合超细粉煤灰(CUFA) : 主要成分为电厂电收尘分选的超细粉煤灰,并掺入小于或等于5 %的早强型激发剂复合而成。其中超细粉煤灰的密度2. 26 gPcm3 ,比表面积550 m2Pkg ,需水量比为93 %,化学成
4、分分析见表1 ;天然粗骨料(NA) : 湘江河卵石,级配合格,为5～31. 5 mm的连续级配;天然细骨料:河砂,级配合格,细度模数2. 63 ;再生粗骨料(RA) : 用长沙市某公路路面维修时废弃的混凝土(原生混凝土的粗骨料为卵石) ,先经人工破碎成中等尺度的碎块,然后用颚式破碎机破碎成小颗粒,再筛分制得而成,级配合格,为5～31. 5 mm的连续级配,其有关性能,见表2 ;外加剂: 高效减水剂(粉剂) 。 1. 2 试验方法 试件在试验室制作,采用50 L 搅拌机搅拌,振动台振动成型,在标准条件下养护至一定龄期后进行试验。再生混凝土
5、的坍落度和表观密度按照《普通混凝土拌合物性能试验方法》(GBPT 50080 —2002)测试;力学性能按照《普通混凝土力学性能试验方法》(GBPT 50081 —2002) 进行测试,其中立方体抗压强度所用试件尺寸为100 mm ×100 mm ×100 mm ,抗折强度所用试件尺寸为100 mm ×100 mm ×400 mm ,棱柱体抗压强度和弹性模量所用试件尺寸均为100mm ×100 mm ×300 mm ,试验结果已乘相应的换算系数;耐磨性按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30 —2005) 试验。2 试验
6、结果及分析 为探讨CUFA 与再生骨料相结合对混凝土工作性能和力学性能的影响,试验了5 个配合比,固定水胶比为0. 38 ,再生骨料掺量为60 % ,砂率为35 % ,高效减水剂掺量为2. 52 kgPm3 ,试验结果见表3。 2. 1 坍落度 从图1 知,在CUFA 取代率小于50 %的范围内,再生混凝土的坍落度随CUFA 掺量的增加而显著增大,从0 mm 增至100 mm。根据试验观察,掺CUFA后再生混凝土粘聚性和保水性明显增强。CUFA能明显提高再生混凝土的坍落度,这说明CUFA 具有明显的减水效果,其主要机理在于CUFA
7、 的形态效应与微集料填充效应。有研究表明,CUFA 本身带有同种电荷,其静电斥力维持了体系的分散性,起到了普通矿物减水剂的作用[7 ,8 ] 。 2. 2 抗折强度与抗压强度 从图2 (a) 和图2 (b) 可知(见图2) ,当CUFA 取代率从15 %变化到35 %时,再生混凝土3 d 和7 d 的抗压和抗折强度随CUFA 取代率的增加而增大,而28 d 强度与基准混凝土相近。这说明CUFA 具有显著的早强效果,在保证混凝土后期强度的同时能够在显著提高再生混凝土的早期强度。当CUFA 取代率为50 %时, 再生混凝土的抗压强度显著降低
8、,这表明CUFA 掺量不宜大于50 %。图2 (a) 和图2 (b)还表明,采用42. 5 级普通硅酸盐水泥,并以15 %～35 %CUFA 等量取代水泥配制的道路
