不同砖渣掺量混凝土试验研究

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学兔兔www.xuetutu.com2012年第1期(总第267期)混凝土实用技术Number1in2012(TotalNo．267)ConcretePRACTICALTECHNOL0GYdoi：10．3969~．issn．1002-3550．2012．01．039不同砖渣掺量混凝土试验研究明阳’，陈平，刘荣进’，李玲。(1．桂林理工大学材料科学与工程学院，广西桂林541004；2．有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室，广西桂林541004；3．温州大学化学与材料工程学院，浙江温州325027)摘要：砖渣是常见的建筑工业固体废弃物，将其作为混凝土掺合料对于废弃红砖的资源化利用具有重要意义。试验研究了不同砖渣掺量对C40混凝土胜能的影响，并以掺有20％和25％砖渣微粉的C40混凝土作为试验基础，着重考察在高效减水剂配合下大量砖渣微粉对混凝土性能的影响，并对不同龄期微观结构进行了简要分析。关键词：砖渣；混凝土；抗压强度；坍落度；高效减水剂中图分类号：TU528．041文献标志码：A文章编号：1002—3550(2012)01—0123—03Experimentalstudyonconcreteofabandonedred-brickpowderindiferentdosageMINGYang，CHENPing一，LIURong-jin，u曲】g(1．FacultyofMaterialScienceandEngineering，GuilinUniversityofTechnology，Guilin541004，China；2．KeyLaboratoryofNewProcessingTechnologyforNonferrousMetalsandMaterialsMinistryofEducation，Guilin541004，China3．CollegeofChemistryandMaterialsEngeering，WenzhouUniversity，Wenzhou325027，China)Abstract：Abandonedred—brick1SacommonsolidwasteofconstructionIndustry．asaconcreteadmixtureforthCabandonedredbrick1Simportanttoutilizationofresources．Inthisresearch，theC40concretewithdiferentcontentofred-brickpowderwereexperimented，totesttheirchangingtendenciesofcompressivestrength，andC40concretewith20％and25％red-brickpowderwasexperimentedassample．Incooperationwithsuperplasticizer，theconcretewithmuchlargeramountofred—brickpowderwasexperimentedtotestcompressivestrength．Themicrostructureofconcretehydrationofdifferentageswasanalyzedbyscanningelectronmicroscopy．Keywords：red—brickpowder；concrete；compressivestrength；slump；superplasticizer(3)石子：桂林本地矿山开采碎石，粒径5-30ram连续级配，其0引言中5-10mm：0-20％；10～20mm：25％～75％；20～30mm：10％-45％；废弃砖渣为红砖生产中的废砖块、砖渣『11以及建筑物拆迁后30mm以上0-5％。产生的碎红砖，是一种常见的建筑工业固体废弃物目。目前，正处(4)水：城市用自来水。于城市改造热潮，大量红砖建筑物被拆，破碎红砖主要作为废弃(5)高效减水剂：桂林市盛立混凝土外加剂有限公司产NSO．物转移，转移过程浪费大量人力、物力和财力；同时它的堆积占8．萘磺酸甲醛高缩物钠盐高效减水剂，掺量为水泥质量的1％2％，用大量空间，给人们的El常生活带来了诸多不便。研究表明瞄，废减水率15％～20％。弃红砖属烧黏土类型混合材，有一定的活性，可用作水泥混合材。(6)砖渣微粉：桂林市当地废弃红砖，主要化学成分见表1，当前，混凝土掺合料主要有矿渣、硅粉、粉煤灰等工业废取5kg砖渣于105℃下烘干至含水率小于1％后放人+500minx渣，但是由于建筑业的蓬勃发展需要大量的混凝土材料，使常5001TI1TI的试验小磨中粉磨，根据'活．陛试验确定砖渣比表面积为用的混凝土掺合料愈来愈短缺[3]。如果能采用砖渣粉代替矿渣600mVkg左右，粉磨后为灰色微粉，密度为2．56g／cm’。粉等高活性掺合料配制混凝土，将缓解常用混凝土掺合料短缺表1红砖主要原料化学成分％的问题，同时也为废弃红砖的合理利用提供了新的途径。SiO2A1203Fe203CaOMgOSO3f-CaOKzONa20Loss55-3023．2912．451．24．67一一1．220．241．521试验1．2试验方法1．1原料(1)测试粉体比表面积参照GB／T8074__2o07；测试混凝土拌(1)水泥：海螺集团(桂林)水泥有限公司生产的P·O42．5级合物性能参照GB／T50080-2002；测试各龄期的混凝土力学性水泥，标准稠度用水量25．O％，筛余2．2％，比表面积369m2／kg，初能参照GB／T50081-2002。凝170min，终凝215min，胶砂28d强度47．6MPa，抗折7．5MPa。(2)配合比：混凝土配合比设计参照JGJ55—2o00《普通混(2)砂：桂林本地河砂，细度模数2．8，属中砂范围。凝土配合比设计规程》。收稿日期：2011-O7_24基金项目：有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室基金(桂科~0842003．3A)·123· 学兔兔www.xuetutu.com表2G40混凝土基准配合比表了测试砖渣混凝土与外加剂的相融性能，特结合实际生产情况对掺入高效减水剂条件下，进行不同掺量砖渣混凝土试验。本试验以最为普遍使用的C40混凝土作为研究对象，进行对比试验，试验配合比参照表4。成型与养护：混凝土试验采用100mmxl00mmxl00rnlTl立表4试验基准混凝土配合比设计方体试模成型，所有试件拆模后立即放入温度为(20+3)℃、相编号试样减水剂配合比／(kg／m)砂率|c对湿度为90％以上的养护箱中进行养护。掺量／％水泥砂集料水砖渣／％2试验结果与讨论2．1C40掺砖渣混凝土力学性能研究根据表2制备出不同砖渣掺量的C40}昆凝土的强度试验加入高效减水剂后，砖渣混凝土标准养护3、7、28d各龄期值见表3。混凝土强度变化趋势如图1。抗压强度如表5，由各龄期强度表及直观趋势图2可知，养护7d表3不同砖渣掺量的C40混凝土强度表掺砖渣20％和25％的混凝土强度均已超过基准混凝土对比试样。达到28d龄期后，掺有20％和25％砖渣混凝土强度不仅超过基准混凝土而且均达到C40混凝土强度标准。由表5还能看出，虽然加入了高效减水剂，但是混凝土的坍落度仍然随着砖渣掺量的增加而减小，结合试验结果，在配制砖渣混凝土时，如果需要增大混凝土流动度可适量增加用水量。表5在高效减水剂作用下不同砖渣掺量混凝土试验结果日山、5l醴出484542U5IUl52U2，jU篓s36砖渣掺量，％辖33图1不同养护龄期C40混凝土砖渣掺量与抗压强度关系曲线30由图2可知，在养护龄期(3、7d)中，混凝土的抗压强度都27是随着砖渣掺量的增大而逐渐减小，28d抗压强度在25％时出养护龄期，d现先增大后减小的拐点。从整体来看，随着砖渣掺量的增加28d图2在高效减水剂作用下不同砖渣掺量混凝土强度损失率远小于3、7d强度损失率，当砖渣掺量为30％时，3d抗压强度与养护龄期关系曲线图强度损失率为37．9％，7d强度损失率为32．8％，而28d强度损2．3微观结构分析失率为11．9％。这是因为砖渣细粉早期水化较慢，随着水泥水化由表5可知砖渣掺量为25％时掺量大经济效益好，选取砖产生的0H_f吏红砖中的Si一0，A1．O键断裂，提高了红砖的活性，渣掺量为25％的混凝土和基准混凝土比较进行微观结构分析。促进了水化反应，所以砖渣混凝土强度缓慢增长，而基准混凝采用日本JSM．6380LV扫描电子显微镜，对各龄期形貌和水化产土早期强度增长较快。标准养护28d后，砖渣掺量为10％～30％物进行观察。图3、4是两种混凝土标准养护3d的扫描电镜图片，的混凝土的抗压强度分别达到基准混凝土的96．0％、93．1％、从图3可以看出，基准混凝土早期水化产物较多，整个}昆凝土内部92．5％、94．2％、88．1％，这说明砖渣掺量不大于25％时，混凝土28d产生大量粒状和纤维状的C—S—H凝胶和立方片状Ca(OH)：晶体；强度损失较小。由表3发现，掺有砖渣粉的混凝土坍落度明显较从图4可以看出，早期砖渣混凝土内部产生的粒状C．S．H凝胶基准混凝土小，说明砖渣微粉的掺人有吸水作用。和立方片状Ca(OH)晶体较少，无针状AFt生成所以早期强度2．2高掺量砖渣混凝土试验相对基准混凝土低。现代混凝土建筑中，外加剂已经作为必不可少的组分。品种图5、6是两种}昆凝土标准养护28d的扫描电镜图片，从图3多样、性能优异的各种外加剂的广泛使用，扩大了混凝土的用可以看出，基准混凝土随着龄期的增长继续水化，粒状和纤维途，不断发展的现代建筑技术对混凝土性能和质量提出越来越状的CS．H凝胶继续增多，同时产生了大量的针状AFt，内部结高的要求。使用外加剂不但可以节约水泥，降低混凝土综合成本，构较早期密实，但由于用水量较大仍可明显看到少量2～3Ixm的而且可以大幅度提高混凝土的工作性、均匀性、稳定性、强度和孑L洞；从图6可以看出，砖渣混凝土随着龄期的增长，砖渣粉开耐久性，使混凝土向轻质、高强、耐久、经济、节能、绿色等方面始大量参与水化，发挥自身潜在活性作用，此时除了产生了大不断发展。因为在素混凝土试验中砖渣掺加到30％时28d强量纤维状和粒状C—S—H凝胶外，还有大量长棒状AFt产生，并开度下降幅度明显增大，考虑到混凝土生产的经济性问题，也为始发生搭接和交叉，内部无孔洞存在，密实程度明显高于基准·】24· 学兔兔www.xuetutu.com