摘要:将再生骨料、粉煤灰及硅灰加入到混凝土中，研究其掺量大小对混凝土和易性及抗压强度的影响，通过对比分析各龄期混凝土试件的抗压强度值，筛选出了最优配合比，为进一步加大工业废弃物及建筑废料再利用提供依据。
关键词:再生粗骨料，再生细骨料，硅灰，掺量，抗压强度
中图分类号:TU528 文献标识码:A DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2016.03.059
0引言
人们熟知的建筑垃圾及工业废料，如再生骨料、粉煤灰等已日趋成为现代混凝土的重要组分［1］，本文试验就此研究在掺入20%粉煤灰时，掺与不掺其他混合材料的混凝土强度。研究结果为优化应用再生粗细骨料、硅灰等来生产复合高性能混凝土［2］的新技术提供了参考依据，具有显著的经济效益和社会效益。
1试验材料
1)水泥:靖宇县华润建材有限责任公司生产的鼎鹿牌P．O42．5普通硅酸盐水泥。2)粉煤灰:延吉市龙华国电有限公司生产。3)硅灰:吉林省长春司奥科技有限公司生产。4)粗细骨料:天然粗骨料是延吉产5mm～25mm连续级配的花岗岩碎石，含水率为1．5%;再生粗骨料吸水率为5%。天然细骨料是细度模数为3．7的粗河砂，含水率为3．56%;再生细骨料吸水率为10%。粗细骨料均符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》的要求。5)外加剂:河北省景县振兴建材厂生产的高效减水剂。6)水:自来水。
2试验设计及试件制作
本文试验分别配制满足要求的14组混凝土(C30，坍落度满足55mm～70mm)，如表1所示。同时，每组制作12个标准试块(150mm×150mm×150mm)，通过机器搅拌、振实后，放入标准养护室养护［3］。最后分别测试3d，7d，28d，56d抗压强度。
3试验结果分析与讨论
3．1坍落度与表观密度
1)据表2观察，A组坍落度的数值变化明显，由此可证明掺大量再生粗骨料具有吸水效果;通过A1，B1，C1，D1四组可知，再生砂总体上具有吸水效果，但由于掺量少，坍落度变化不明显;比较B，C，D三组可知，在其他的条件不变时，掺入硅灰对混凝土的和易性具有促进作用。2)通过表2可知，再生骨料混凝土的表观密度较普通混凝土偏低，但差距不大。
3．2各掺量及龄期对混凝土抗压强度的影响
本实验在配制混凝土时，在已用20%粉煤灰取代水泥(A0)情况下，掺加30%再生粗骨料，并在上述基础上，分别等量替代不同比例的再生砂和硅灰，进行标准养护，实测3d，7d，28d，56d强度值进行对比分析，各龄期抗压强度见表3。1)再生粗骨料掺量对混凝土抗压强度的影响。通过图1的结果分析，再生骨料混凝土前期的强度不如天然骨料的强度高，且前期两者的强度相差较大，但到后期两者的强度相差不太明显。再生粗骨料中存在的水泥砂浆为多孔物质，孔隙比较多，导致早期生成的混凝土比较疏松，而这种表面状态吸水率大，可以导致混凝土内部的有效水灰比降低，所以后期强度增加较快。2)在30%再生粗骨料掺量下，再生细骨料掺量对混凝土抗压强度的影响。据图2可知:掺入再生细骨料生成的混凝土前期强度偏低，但后期强度增长较快，甚至略高于未掺再生细骨料混凝土。这一方面是由于再生细骨料主要由砂浆颗粒组成，它的强度低于天然细骨料，对生成的混凝土抗压强度起不利作用。但由于再生细骨料本身就具有极大的吸水率，可以降低混凝土内部的有效水灰比，所以后期强度增加较快;同时，再生细骨料中还含有大量未水化的水泥颗粒［4］，这些未水化的水泥颗粒在混凝土生成过程中继续水化，这相当于增加了混凝土的水泥用量，对生成的混凝土抗压强度起到有利作用。3)在相同细骨料掺量下，硅灰掺量对混凝土抗压强度的影响。硅灰具有高度的分散性以及较高的表面能［5］，因此，使得硅灰极易填充于水泥颗粒之间，提高混凝土的密实度，改善混凝土的内部结构。对比分析图3～图5可知:掺入硅灰后，对混凝土早期强度差异影响小;但后期强度增长明显，且混凝土强度随硅灰掺量的增加而增加，均高于未掺硅灰混凝土强度。由于再生粗细骨料本身的性质，硅灰中具有高活性的火山灰质材料发挥积极作用，硅灰中的活性二氧化硅与氢氧化钙反应，增加了水泥石中C-S-H凝胶的体积，改善了水泥石中的孔结构，从而提高了混凝土的抗压强度;同时，混凝土在配制时已掺入粉煤灰，使得硅灰中的大量超细颗粒与粉煤灰颗粒相结合，宜有效改善胶凝材料的颗粒级配，使得浆体的微观结构趋于致密，混凝土的抗压强度得以提高。
4结语
1)试验表明:随着再生骨料代替天然骨料的比例增加，混凝土的流动性有降低趋势;而掺入硅灰时，对混凝土的流动性影响不明显，但对混凝土的和易性有促进作用。2)与基准相比，只掺再生粗骨料降低了混凝土的早期抗压强度，但后期强度增幅较快;同时掺入再生粗细骨料时，混凝土的早期强度整体降低，但后期增幅大，甚至略高于未掺再生细骨料混凝土;最后掺入硅灰时，早期混凝土的抗压强度总体差异不大，但是随着硅灰掺量的增加，混凝土后期强度有所增加。3)综合经济及可持续发展角度，筛选出(C3)最优配合比为:20%粉煤灰+30%再生粗骨料+15%再生细骨料+10%硅灰。
参考文献:
［1］孟云芳，眭克仁，买文智．复合矿物掺和料对混凝土的增强效应［J］．建筑材料学报，2007(12):724-730．
［2］曹剑，张健，李秋义．矿物掺和料和再生骨料对再生混凝土工作性的影响［J］．青岛理工大学学报，2009(10):140-144．
［3］陈志源，李启令．土木工程材料［M］．第3版．武汉:武汉理工大学出版社，2011:161-165．
［4］肖建庄，范玉辉，林壮斌．再生细骨料混凝土抗压强度试验［J］．建筑科学与工程学报，2011(12):26-29．
［5］李旭阳．硅灰对混凝土抗压强度和韧性的影响［J］．城市建筑理论研究，2013(6):57-58．
作者：方涛 李珍淑 单位：延边大学工学院
