CN104628343A - 一种低压缩徐变的高性能再生混凝土 - Google Patents

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罗素蓉
陈欣
黄海生
王雪芳
郑建岚
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Abstract

本发明公开了一种满足泵送要求的低压缩徐变的高性能再生混凝土，每立方米高性能再生混凝土中包含胶凝材料400-500kg，粗骨料1000-1200kg（其中再生粗骨料占粗骨料重量的70%-100%），天然细骨料660-760kg，水160-180kg，高效减水剂6-9kg，采用净浆裹石工艺制备而成。所得高性能再生混凝土的强度等级为C30-C50、坍落度为180-220mm，可有效改善再生混凝土的压缩徐变性能，使其总压缩徐变度比同配比普通再生混凝土降低10%以上，接近于同配比普通混凝土。本发明对于促进再生混凝土合理、广泛应用以及建筑垃圾资源回收等问题均具有重要的理论价值和社会意义。

Description

一种低压缩徐变的高性能再生混凝土
技术领域
本发明属于土木工程混凝土技术领域，具体涉及一种低压缩徐变的高性能再生混凝土。
背景技术
混凝土材料诞生以来，因其独特、优异的性能在人类改造自然、进行文明建设中发挥了重要的作用。随着人类社会的发展，混凝土的使用量不断增加，作为目前全球使用最为广泛的建筑材料，由其造成的一系列资源、环境问题也变得愈加突出，受到人们重视。首先，混凝土的生产过程中需要使用大量的砂、石以及水等自然资源，使这些自然资源遭到连续、大量的开采，进而导致了诸如森林破坏、山体滑坡、河床破坏等一系列问题，对环境和自然资源造成了不可恢复的破坏。此外，随着落后国家和发展中国家经济的发展而产生对新建建筑的需求，以及发达国家大量原有建筑老化而产生的旧建筑拆除或修复，这些都会导致大量建筑垃圾的产生，其中主要是废弃混凝土。大量的建筑垃圾不仅占用空间，而且还会对环境造成污染，严重影响城市生活环境，若将其运于郊外随意堆放掩埋，不仅侵占农田而且会对农田土壤造成破坏。因此，若能将废弃混凝土经过一定处理后重新利用，对保护环境、节约资源进而促进社会可持续发展有着重要的意义。
高性能再生混凝土是使用再生骨料部分或全部代替砂石等天然骨料配制的高性能混凝土。鉴于未来普通混凝土高强、高性能化的发展趋势，再生混凝土也应该向着高强、高性能的方向发展，从而发挥再生混凝土自身的优势，实现其巨大的经济效益、社会效益和环境效益。
目前关于高性能再生混凝土的研究虽已有一定成果，但尚处于初步阶段，且其主要是关于高性能再生混凝土的力学性能和结构受力性能，对于徐变这方面还缺乏深入、系统的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低压缩徐变的高性能再生混凝土，其强度为C30-C50中等强度、坍落度为180-220mm，克服了传统再生混凝土压缩徐变大的缺点，可满足泵送要求。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低压缩徐变的高性能再生混凝土，每立方米高性能再生混凝土中包含胶凝材料400-500kg，粗骨料1000-1200kg，天然细骨料660-760kg，水160-180kg，高效减水剂6-9kg。
所述胶凝材料为水泥和粉煤灰的混合物，其中粉煤灰的用量占胶凝材料重量的30%；或为水泥、粉煤灰和矿渣的混合物，其中粉煤灰与矿渣的用量各占胶凝材料重量的20%；或为水泥、粉煤灰和硅灰的混合物，其中粉煤灰和硅灰总量占胶凝材料重量的30%，硅灰含量不超过7%。
所述粉煤灰的等级不低于Ⅱ级；矿渣的比表面积不小于400 m2/kg；水泥为42.5号普通硅酸盐水泥；水胶比为0.36-0.40。
所述粗骨料为再生粗骨料或天然粗骨料与再生粗骨料的混合物，其中再生粗骨料的用量占混合物重量的70%以上。所述天然粗骨料是连续级配为5-20mm的碎石；所述再生粗骨料满足《混凝土用再生粗骨料》（GB/T25177-2010）标准中关于Ⅰ~III类再生粗骨料的性能要求，连续级配，粒径为5-20mm。
所述天然细骨料为河砂，中砂；砂率：0.38-0.40。
搅拌混凝土时，采用净浆裹石工艺，即首先加入胶凝材料、1/2水和高效减水剂搅拌60秒；然后加入粗骨料搅拌90秒；最后加入天然细骨料、剩余的水搅拌90秒。
本发明的有益效果在于：
（1）在实际工程应用中，混凝土的徐变问题会显著影响结构或构件的受力性能，如导致混凝土受弯构件的挠度增大，使长柱的附加偏心距增大，增大预应力损失等。由于再生粗骨料与天然粗骨料之间存在着显著的差异，使得再生混凝土的徐变性能又与普通混凝土有所不同。许多试验结果表明，再生混凝土的压缩总徐变大于普通混凝土，增幅在10%~50%不等。本发明生产的高性能再生混凝土属于中等强度范围，坍落度为180-220mm，有利于现代化泵送浇筑工艺，且通过合理的再生骨料预处理方法、掺入适量的矿物掺和料与高效减水剂，可有效降低再生混凝土压缩徐变度，使所得高性能再生混凝土的压缩总徐变度接近于普通混凝土，提高了高性能再生混凝土的体积稳定性，为再生混凝土合理而广泛的运用奠定了基础。
（2）本发明中再生粗骨料对天然粗骨料的取代率可达70%-100%，其在较大比例上利用了废弃混凝土，可从根本上解决我国建筑垃圾大量堆放的问题，同时也促进了我国科技进步、经济建设和环境的可持续发展。
附图说明
图1为实施例1高性能再生混凝土与同配比普通混凝土总徐变度的对比曲线。
图2为实施例2高性能再生混凝土与同配比普通混凝土总徐变度的对比曲线。
图3为实施例3高性能再生混凝土与同配比普通混凝土总徐变度的对比曲线。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
一种低压缩徐变的高性能再生混凝土，每立方米高性能再生混凝土中包含胶凝材料400-500kg，粗骨料1000-1200kg，天然细骨料660-760kg，水160-180kg，高效减水剂6-9kg。
所述胶凝材料为水泥和粉煤灰的混合物，其中粉煤灰的用量占胶凝材料重量的30%；或为水泥、粉煤灰和矿渣的混合物，其中粉煤灰与矿渣的用量各占胶凝材料重量的20%；或为水泥、粉煤灰和硅灰的混合物，其中粉煤灰和硅灰的总量占胶凝材料重量的30%，硅灰的用量不超过胶凝材料重量的7%。所述粉煤灰的等级不低于Ⅱ级；矿渣的比表面积不小于400 m2/kg；水泥为42.5号普通硅酸盐水泥；水胶比为0.36-0.40。
所述粗骨料为再生粗骨料或天然粗骨料与再生粗骨料的混合物，其中再生粗骨料的用量占混合物重量的70%以上。所述天然粗骨料是连续级配为5-20mm反击破碎的花岗岩碎石；所述再生粗骨料来自公路拆除后破碎的废弃混凝土，粒径5-20mm，综合性能指标符合《混凝土用再生粗骨料》（GB/T25177-2010）标准中关于Ⅰ~III类再生粗骨料的性能要求。
所述天然细骨料选用闽江中砂，细度模数2.26，表观密度为2630Kg/m3；砂率：0.38-0.40。
所用高效减水剂为聚羧酸高效减水剂（TW-JS）。
搅拌混凝土时，采用净浆裹石工艺，即首先加入胶凝材料、1/2水和高效减水剂搅拌60秒；然后加入粗骨料搅拌90秒；最后加入天然细骨料、剩余的水搅拌90秒。
实施例1：
每立方米低压缩徐变的高性能再生混凝土包含胶凝材料450kg（其中水泥270kg，Ⅱ级粉煤灰、矿渣各90kg），粗骨料1091kg（其中天然粗骨料327kg，再生粗骨料764kg），天然细骨料669kg，水180kg，高效减水8.1kg。采用净浆裹石工艺配制，所得高性能再生混凝土的坍落度为190mm，28天立方体抗压强度为42.5MPa。实施例1高性能再生混凝土与同配比普通混凝土的总徐变度对比曲线见图1。
实施例2
每立方米低压缩徐变的高性能再生混凝土包含胶凝材料500kg（其中水泥350kg，Ⅰ级粉煤灰115kg、硅灰35kg），再生粗骨料1000kg，天然细骨料680kg，水170kg，高效减水9kg。采用净浆裹石工艺配制，所得高性能再生混凝土的坍落度为180mm，28天立方体抗压强度为52.9MPa。实施例2高性能再生混凝土与同配比普通混凝土的总徐变度对比曲线见图2。
实施例3
每立方米低压缩徐变的高性能再生混凝土包含胶凝材料400kg（其中水泥280kg，Ⅰ级粉煤灰120kg），再生粗骨料1200kg，天然细骨料760kg，水160kg，高效减水6kg。采用净浆裹石工艺配制，所得高性能再生混凝土的坍落度为200mm，28天立方体抗压强度为48.9MPa。实施例3高性能再生混凝土与同配比普通混凝土的总徐变度对比曲线见图3。
实施例1-3的具体配合比例见下表：
由图1-3可以看出，本发明高性能再生混凝土的压缩徐变接近于普通混凝土，强度达C30-C50，坍落度符合高性能混凝土泵送要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1. 一种低压缩徐变的高性能再生混凝土，其特征在于：每立方米高性能再生混凝土中包含胶凝材料400-500kg，粗骨料1000-1200kg，天然细骨料660-760kg，水160-180kg，高效减水剂6-9kg。
2. 根据权利要求1所述低压缩徐变的高性能再生混凝土，其特征在于：所述胶凝材料为水泥和粉煤灰的混合物，其中粉煤灰的用量占胶凝材料重量的30%；或为水泥、粉煤灰和矿渣的混合物，其中粉煤灰与矿渣的用量各占胶凝材料重量的20%；或为水泥、粉煤灰和硅灰的混合物，其中粉煤灰和硅灰总量占胶凝材料重量的30%，硅灰的含量不超过7%。
3. 根据权利要求2所述低压缩徐变的高性能再生混凝土，其特征在于：所述粉煤灰的等级不低于Ⅱ级；矿渣的比表面积不小于400 m2/kg；水泥为42.5号普通硅酸盐水泥；水胶比为0.36-0.40。
4. 根据权利要求1所述低压缩徐变的高性能再生混凝土，其特征在于：所述粗骨料为再生粗骨料或天然粗骨料与再生粗骨料的混合物，其中再生粗骨料的用量占混合物重量的70%以上。
5. 根据权利要求4所述低压缩徐变的高性能再生混凝土，其特征在于：所述天然粗骨料是连续级配为5-20mm的碎石；所述再生粗骨料满足《混凝土用再生粗骨料》（GB/T25177-2010）标准中关于Ⅰ~III类再生粗骨料的性能要求，连续级配，粒径为5-20mm。
6. 根据权利要求1所述低压缩徐变的高性能再生混凝土，其特征在于：所述天然细骨料为河砂，中砂；砂率：0.38-0.40。
7. 根据权利要求1所述低压缩徐变的高性能再生混凝土，其特征在于：搅拌混凝土时，采用净浆裹石工艺，即首先加入胶凝材料、1/2水和高效减水剂搅拌60秒；然后加入粗骨料搅拌90秒；最后加入天然细骨料、剩余的水搅拌90秒。
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