CN103086667A - 一种c20、c40、c60级高性能再生混凝土配合比设计方法 - Google Patents

一种c20、c40、c60级高性能再生混凝土配合比设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于土木工程的混凝土配制技术领域,涉及一种C20、C40、C60级高性能再生混凝土配合比设计方法。解决再生混凝土在混凝土结构中应用的配制技术问题,提供3种强度等级C20、C40、C60高性能再生混凝土配合比设计方法。所述配合比设计方法技术方案为:水泥∶原生粗骨料∶再生粗骨料∶细骨料∶水∶粉煤灰∶硅灰∶高性能减水剂,组分单位为Kg/m3,分别为:C20:(180~250)∶(280~660)∶(280~660)∶(600~800)∶(175~185)∶(120~160)∶(0~20)∶(3.5~6);C40:(250~350)∶(470~660)∶(280~470)∶(600~800)∶(165~175)∶(90~140)∶(20~30)∶(5.5~8);C60:(350~450)∶(660~760)∶(180~280)∶(600~800)∶(155~165)∶(80~120)∶(20~40)∶(6.0~10)。本发明用于混凝土结构中再生混凝土的制作。

Description

—种C20、C40、C60级高性能再生混凝土配合比设计方法
技术领域
[0001] 本发明属于土木工程的混凝土配制技术领域,特别涉及3种强度等级C20、C40、C60高性能再生混凝土配合比设计方法。
背景技术
[0002]目前,伴随着国家和社会对资源和环境的保护意识逐渐增强,如何节省资源和能源,如何合理有效地实现废弃混凝土的再利用,是国家乃至各省市科技发展重中之重。我国建筑垃圾年排放量为60亿多吨,是世界排放最多的国家,而建筑物垃圾的最主要组成成分为废弃混凝土,占30%〜40%。因此,如何科学处理与利用废弃混凝土是当前摆在面前的核心问题与主要任务,已成为国内外关注与亟待解决的问题。
[0003] 上海、青岛、深圳等省市都已建立了建筑垃圾处理厂,尤其是规划中分布于北京四周的四个建筑垃圾处理厂之一的位于昌平区阳坊镇的元泰达环保建材公司的建筑垃圾厂已于2011年开始运作生产混凝土再生粗细骨料。另外,在2011年,国家、地方、行业以及北京市相继颁布了《再生混凝土或再生粗细骨料应用技术规程和规范》。而且,再生混凝土的各种力学性能、工作性能和耐久性等通过加入粉煤灰、硅灰和高性能减水剂等可以得到完善。上述均为再生混凝土应用于混凝土结构工程创造了各种有利的条件。
[0004] 要想从根本上解决我国乃至各省市建筑垃圾存在的问题,途径之一是采取建筑材料循环使用模式,改变传统的线性处置方式,走再生利用之路,减少建筑物对自然资源的依赖程度,真正实现建筑垃圾全部资源化,在保护环境的同时争取更大的经济利益和社会效益,而这就需要给出不同强度等级的再生混凝土配合比方法。目前,混凝土配制都朝着高性能方向发展,这样有利于混凝土施工的良好工作性能,以及适于长久使用寿命的耐久性等等;因此,通过系统性地给出“3种强度等级C20、C40、C60高性能再生混凝土配合比设计方法”,可以加速再生混凝土广泛、合理地应用于工程结构中,从根本上解决国家乃至各省市建筑垃圾存在的问题;不但可以促进建立健全适合国家乃至各省市实际情况的建筑垃圾综合处置系统,同时也促进了国家的科技进步、经济建设、环境和社会发展。因此,势在必行且经济与社会意义重大。
发明内容
[0005] 本发明的目的是克服现有关于各种强度等级高性能再生混凝土具体配制技术的不足问题,尤其针对是不同强度等级的再生混凝土中的最佳粗骨料替代率配制技术的不足,提供了 3种强度等级C20、C40、C60级高性能混凝土配制方法。该种再生混凝土能够保证所需要的强度、坍落度和流动度及控制其损失、耐久性等,能适于混凝土结构、钢筋混凝土结构和钢-混组合结构等等。
[0006] 本发明为解决上述问题所采用的技术方案:混凝土的配合比为:水泥:粉煤灰:硅灰:原生粗骨料:再生粗骨料:细骨料:水:高性能减水剂为:(单位:Kg/m3):[0007] C20 强度等级:(180 〜250): (280 〜660): (280 〜660): (600 〜800): (175 〜185): (120 〜160): (O 〜20): (3.5 〜6);
[0008] C40 强度等级:(250 〜350): (470 〜660): (280 〜470): (600 〜800): (165 〜175): (90 〜140): (20 〜30): (5.5 〜8);
[0009] C60 强度等级:(350 〜450): (660 〜760): (180 〜280): (600 〜800): (155 〜165): (80 〜120): (20 〜40): (6.0 〜10)。
[0010] 所述C40、C60级混凝土的再生粗集料应为I级,C20混凝土的再生粗集料可为I级或II级,C20、C40、C60混凝土的再生粗骨料最佳取代率分别为50〜70%、30〜50%、20〜30%,为连续级配,粒径为Φ5〜25mm,泵送自密实粒径为Φ5〜20,再生粗集料应采用预湿处理,否则根据再生粗集料吸水率来计算其附加用水量。
[0011] 所述C20、C40、C60级混凝土的矿物掺合料指的是I或II级粉煤灰和优质硅灰,C20、C40、C60级混凝土的粉煤灰掺量分别为30〜45%、25〜35%、20〜30%,硅灰的掺量分别为0%、5〜10%、5〜10%,C20、C40、C60水泥应分别选用42.5或52.5级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,C20、C40、C60混凝土的胶凝材料总量分别不宜超过420kg/m3、480kg/m3、560kg/m3。
[0012] 所述混凝土细骨料全部采用天然河砂,为中砂,砂率应为35〜40%,当采用泵送工艺时,应为40〜46%。
[0013] 所述C20、C40、C60级混凝土水胶比分别为0.40〜0.48,0.34〜0.40,0.28〜
0.32,对于自密实再生混凝土,应使用绝对体积法进行配合比设计。
[0014] 所述高性能减水剂为带有泵送剂性能或缓凝性能的聚羧酸系高效减水剂,减水率大于25%,并具有一定的保塑功能,其掺量为0.5〜2%之间,按含气量的2〜4%来控制引气剂的掺量。
[0015] 所述C20、C40、 C60级高性能再生混凝土各配合比参数是其各相应强度等级的特征点,对于三者之间其它的强度等级高性能再生混凝土配合比参数取值按上述的参数来线性插值来取值。
[0016] 本发明的有益效果为:
[0017] 1.本发明生产的再生混凝土是3种强度等级C20、C40、C60的高性能再生能混凝土,其所用的原材料,除了传统混凝土所用的水泥、砂、石和水四大组分外,还有高性能化学外加剂以及矿物掺合材料(包括粉煤灰、硅灰)。该种再生混凝土能够保证所需要的强度、坍落度和流动度及其经时损失、耐久性等高性能,能为混凝土结构、钢筋混凝土结构和钢-混组合结构等结构提供所需要的再生混凝土。
[0018] 2.有利于促进再生混凝土合理、广泛地应用以及建筑一资源-环境可持续地发展,从根本上解决我国建筑垃圾存在的问题;同时也可以促进建立健全适合我国实际情况的建筑垃圾综合处置系统,另外也促进了我国的科技进步、经济建设、环境和社会发展,均具有重要的理论意义和实用价值。因此,势在必行且经济与社会意义重大。
具体实施方式
[0019] 本发明提供了 3种强度等级C20、C40、C60高性能再生混凝土配合比设计方法,下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。
[0020] 实施例:[0021] 水泥:为某水泥厂生产的P.142.5硅酸盐水泥。
[0022] 砂子:河砂,中砂。
[0023] 石子:原生粗骨料为天然碎石,再生粗骨料是由建筑钢筋混凝土所产生的废弃混凝土用鄂式破碎机进行二次破碎和筛分处理得到的,并且再生粗集料采用了预湿处理,并将其放置至饱和面干燥后再将其用于再生混凝土的配置,粒径为5〜20_,连续级配,同时符合国家规范《GBT25177-2010混凝土用再生粗骨料》的各项规定。
[0024] 水:自来水。
[0025] 粉煤灰:某电厂生产的I级粉煤灰。
[0026] 娃灰:为某娃铁合金厂生产的优质娃灰。
[0027] 高性能减水剂:某外加剂厂所生产的高性能聚羧酸减水剂,为缓凝型或引气型高性能复合减水剂,减水率大于25%,并与上述的P.142.5硅酸盐水泥适应性较好。
[0028] C20、C40、C60级高性能再生混凝土配合比设计方法如下:
[0029]
Figure CN103086667AD00051

Claims (7)

1.一种C20、C40、C60级高性能再生混凝土配合比设计方法,所述配合比设计为不同强度等级再生混凝土的再生粗骨料最佳替代率,能够保证所需要的强度、坍落度和流动度及控制其损失、耐久性等,强度等级为C20、C40、C60的再生混凝土设计方法,其特征在于,该3种高性能再生混凝土按Im3混凝土中含有的组分为:水泥:原生粗骨料:再生粗骨料:细骨料:水:粉煤灰:硅灰:高性能减水剂,组分单位为Kg/m3,配合比分别为:C20强度等级:(180 〜250): (280 〜660): (280 〜660): (600 〜800): (175 〜185): (120 〜160): (0 〜20): (3.5 〜6) ;C40 强度等级:(250 〜350): (470 〜660): (280 〜470): (600 〜800): (165 〜175): (90 〜140): (20 〜30): (5.5 〜8) ;C60 强度等级:(350 〜450): (660 〜760): (180 〜280): (600 〜800): (155 〜165): (80 〜120): (20 〜40): (6.0 〜10)。
2.根据权利要求1所述的C20、C40、C60级高性能再生混凝土配合比设计方法,其特征在于,所述C40、C60混凝土的再生粗集料应为1级,C20混凝土的再生粗集料可为I级或II级,C20、C40、C60混凝土的再生粗骨料最佳取代率分别为50〜70%、30〜50%、20〜30%,为连续级配,粒径为Φ5〜25mm,泵送自密实粒径为Φ5〜20,再生粗集料应采用预湿处理,否则根据再生粗集料吸水率来计算其附加用水量。
3.根据权利要求1所述的C20、C40、C60级高性能再生混凝土配合比设计方法,其特征在于,所述C20、C40、C60混凝土的矿物掺合料指的是I或II级粉煤灰和优质硅灰,C20、C40、C60混凝土的粉煤灰掺量分别为30〜45%、25〜35%、20〜30%,硅灰的掺量分别为0%、5〜10%、5〜10%,C20、C40、C60水泥应分别选用42.5或52.5级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,C20、C40、C60混凝土的胶凝材料总量分别不宜超过420kg/m3、480kg/m3、560kg/m3。
4.根据权利要求1所述的C20、C40、C60级高性能再生混凝土配合比设计方法,其特征在于,所述混凝土细骨料全部采用天然河砂,为中砂,砂率应为35〜40%,当采用泵送工艺时,应为40〜46%。
5.根据权利要求1所述的C20、C40、C60级高性能再生混凝土配合比设计方法,其特征在于,所述C20、C40、C60混凝土水胶比分别为0.40〜0.48、0.34〜0.40、0.28〜0.32,对于自密实再生混凝土,应使用绝对体积法进行配合比设计。
6.根据权利要求1所述的C20、C40、C60级高性能再生混凝土配合比设计方法,其特征在于,所述高性能减水剂为带有泵送剂性能或缓凝性能的聚羧酸系高效减水剂,减水率大于25%,并具有一定的保塑功能,其掺量为0.5〜2%之间,按含气量的2〜4%来控制引气剂的掺量。
7.根据权利要求1所述的C20、C40、C60级高性能再生混凝土配合比设计方法,其特征在于,所述C20、C40、C60高性能再生混凝土各配合比参数是其各相应强度等级的特征点,对于三者之间其它的强度等级高性能再生混凝土配合比参数取值按上述的参数来线性插值来取值。
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