陶瓷細(xì)骨料再生混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究

1、2013年第4期(總第282期)Number4in2013(TotalNo282)混凝土Concrete原材料及輔助物料MATERIALAD^ⅡNICLEdoi：103969~issn10023550201304016陶瓷細(xì)骨料再生混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究陸盛武’。曾志興(I廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系，廣西柳州545003；2華僑大學(xué)土木工程學(xué)院，福建泉州362021)摘要：研究了以建筑廢棄陶瓷為再生細(xì)集料取代天然河砂生產(chǎn)混凝土?xí)r

2、取代率對再生混凝土抗拉、抗壓強(qiáng)度的影響。通過試驗(yàn)，初步得出了再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度與細(xì)骨料取代率的關(guān)系。試驗(yàn)表明，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度與普通混凝土沒有明顯區(qū)別。試驗(yàn)還表明，再生混凝土抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之間的換算與普通混凝土不同。建立了再生混凝土抗壓強(qiáng)度隨陶瓷取代率變化的關(guān)系式；引入取代率R，提出了劈裂抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度、R之間的強(qiáng)度指標(biāo)換算關(guān)系。關(guān)鍵詞：再生混凝土；再生細(xì)集料；混凝土強(qiáng)度；取代率；陶瓷中圖分

3、類號：TU528041文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1002—3550(2013)04—0056—05ExperimentalstudyonthecompressivestrengthofrecycledconcreteusingwasteceramicasfineaggregateLUShengwu，ZENGZhixing(1EcologicalEngineeringProfessionalTechnologyInstituteofGuan

4、gxi，Liuzhou545003，China；2SchoolofCivilEngineering，HuaqiaoUniversity，Quanzhou362021，China)Abstract：Theefectsonratiothatceramicfineaggregateinsteadofsandtothetensile，compressivestrengthofrecycledconcreteusingwasteceramicas

5、fmeaggregatewasstudiedThroughthetest，theresultsoftherelationshipofcubecompressivestrength，splittingtensilestrengthofrecycledconcreteandfineaggregatereplacementratiowereobtainedRshowedthatthediferencesofthecompressivestre

6、ngth，splittingtensilestrengthbetweenrecycledconcreteandnormalconcretewerenoobviousTheresultsalsoindicatedthattheconversionrelationshipbetweenthecompressivestrengthandthetensilestrengthofrecycledconcretewasdiferentfromord

7、inaryconcreteAformulaontheconversionbycompressivestrengthtotensilestrengthofrecycledconcr~ewasestablishedInaddition，introducingthesubstitutionrateR，aconversionformulaamongthesplitingtensiles~ength，compressivestrengthofth

8、erecycledconcreteandsubstitutionrateoftheceramicfineaggregateWasputforwardKeywords：recycledconcrete；recycledaggregate；concretestrength；substitutionrate；ceramic0引言城市建筑垃圾資源化處理是目前世界眾多國家環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)之一。利用建筑垃圾作為循環(huán)再生骨料(簡稱再生骨料

9、)，是發(fā)展生態(tài)綠色混凝土，實(shí)現(xiàn)建筑資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要措施之一。目前，各國學(xué)者對以廢棄混凝土作為再生粗骨料混凝土進(jìn)行了較好的全面的研究。相比較而言，再生細(xì)骨料混凝土的研究還比較少。對于同樣作為建筑垃圾的建筑陶瓷的再利用更是少得可憐。中國是一個陶瓷生產(chǎn)大國，隨著社會經(jīng)濟(jì)及陶瓷工業(yè)的快速發(fā)展，陶瓷工業(yè)廢料日益增多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廢棄陶瓷占陶瓷產(chǎn)量的30％左右，我國僅墻地磚生產(chǎn)每年就產(chǎn)生45萬多t生坯廢品，燒成廢品更多，達(dá)69萬t，我國陶瓷廢料

10、年產(chǎn)量估計(jì)在4500萬t左右。從目前來看，以廢棄陶瓷為骨料生產(chǎn)再生混凝土的研收稿日期：2012—10—14基金項(xiàng)目：福建省高等學(xué)校新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃項(xiàng)目(07FJRC05)56究國內(nèi)外開展得比較少，仍缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)的積累，曾志興等人進(jìn)行了以廢棄陶瓷為粗骨料生產(chǎn)再生混凝土的研究。發(fā)現(xiàn)再生陶瓷混凝土質(zhì)量密度、劈裂強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彈性模量與抗壓強(qiáng)度之間存在良好的關(guān)系，與原生混凝土相比，基本趨勢一致。從國外的一些研究成果看，用陶瓷作骨料代替原

11、生骨料制造出的混凝土，在許多方面優(yōu)于基準(zhǔn)混凝土性能。本課題研究的目的在于通過對陶瓷細(xì)骨料再生混凝土基本力學(xué)性能的試驗(yàn)研究，探索用陶瓷代替砂做細(xì)骨料配置混凝土的可行性，解決建筑廢棄陶瓷的處理問題，減輕建筑廢棄物占地和對環(huán)境的污染，減少人們對自然資源的過度開采。1試驗(yàn)設(shè)計(jì)11試驗(yàn)原材料陶瓷為福建泉州市磁灶鎮(zhèn)某陶瓷廠生產(chǎn)的陶瓷廢品；粗骨料為粒徑5～20mm的連續(xù)級配的天然碎石，天然細(xì)骨39矗373533營3l弩29卜27250255O75l0

12、0取代率，％(b)取代翠R／％(c)圖1陶瓷細(xì)骨料取代率與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系一般而言，混凝土抗壓強(qiáng)度與其水灰比之間存在著較為密切的關(guān)系。目前，我國一般采用式(2)所示的改進(jìn)Bolomey公式來描述混凝土的抗壓強(qiáng)度與水膠比之間的關(guān)系。該公式認(rèn)為，混凝土的抗壓強(qiáng)度與水膠比倒數(shù)之間的關(guān)系為線性關(guān)系。D矗，一(1)^，—h，bLJD式中：——水膠比倒數(shù)；——膠凝材料(水泥與礦物摻合料按使用比例混合)28d膠砂強(qiáng)度，MPa；試驗(yàn)方法應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)G

13、B／T17671(~泥膠記雖度檢驗(yàn)方法(ISO法)》執(zhí)行，在本試驗(yàn)中f~=511MPa；0[、——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與骨料、水泥的品種等因素有關(guān)。根據(jù)JGJ55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》，粗骨料為碎石時，、可分別取為053，ab=O2；粗骨料為卵石時，049，ab=O13。為進(jìn)一步分析取代率與再生混凝土強(qiáng)度的關(guān)系，我們引入取代率y，通過回歸分析，得到相關(guān)陛相對較高的公式：厶(一0070018y1，0(2)式中，?！骋慌浜媳鹊娜〈?/p>

14、率為0的混凝土強(qiáng)度值，MPa；該式R2=052，這說明取代率與混凝土強(qiáng)度相關(guān)眭一般。58232取代率對再生混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的影響圖2為再生混凝土的28d劈裂抗拉強(qiáng)度隨再生細(xì)骨料取代率的變化曲線。取代翠，％圖2陶瓷細(xì)骨料取代率與劈裂抗拉強(qiáng)度的關(guān)系從圖2中可以看出，各水灰比下，當(dāng)細(xì)骨料取代率從0增大到25％時，混凝土劈裂強(qiáng)度均有不同程度的增強(qiáng)。W／C為054、059、064的再生混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度分別為R=0的混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的103

15、％、101％和102％；當(dāng)取代率大于25％時，三種水灰比的混凝土強(qiáng)度均隨著取代率的提高而逐漸下降。而當(dāng)取代率為100％時，上面三種水灰比的再生混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度分別為R=0的混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的100％、964％、96％。由此可見，陶瓷細(xì)骨料取代率對混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度沒有明顯的影響。當(dāng)取代率適量時，反而對混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生有利的影響。這主要是因?yàn)樗冶容^高時，再生混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度主要由水泥漿體強(qiáng)度以及水泥漿體與粗骨料的黏結(jié)強(qiáng)度決

16、定，而由于水泥漿體主要由細(xì)骨料、水泥、水組成，如果用適量陶瓷細(xì)骨料取代河砂，由于陶瓷細(xì)骨料棱角較河砂的多，這勢必會增強(qiáng)水泥漿體與粗骨料的黏結(jié)強(qiáng)度。因此，用陶瓷細(xì)骨料適量取代河砂的再生混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度會高于同水灰比的普通混凝土。但是，由于細(xì)骨料棱角多，比表面積大，當(dāng)超過一定量的取代率后，理應(yīng)增加水泥用量，而在不增加水泥用量的情況下其強(qiáng)度就會隨著取代量的增大而減小。24再生混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系GB500102010(混凝