混凝土力学性能试验研究

1原材料性能试验分析

1．1水泥

试验所使用的水泥是江西省生产的万年青牌P．O42．5，其细度为1．23。

1．2砂

采用武夷山当地的河砂，中砂，级配良好。

1．3粗骨料

采用武夷山当地产的碎石，表观密度为2867kgm2，最大公称粒径为40mm，级配良好。碎石的含水率小于0．2%。

1．4废弃混凝土

废弃混凝土集料(简称RG)，是武夷山当地旧建筑物上拆下来的废弃混凝土块，经人工破碎筛分、分级，按一定的比例混合后，粒径为5～40mm，级配良好。

1．5矿渣微粉

矿渣微粉是福建三钢集团龙海分公司生产的，比表面积为450m2kg。

1．6水

武夷山当地的自来水。

1．7减水剂

选用福州君安建材有限公司生产的YS－A型混凝土高效能减水剂，减水率为15%。

2试验研究

2．1混凝土基准配合比

根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2011)的要求，按照强度等级C35设计混凝土基准配合比，水胶比为0．4，坍落度120mm，砂率取38%。

2．2矿渣微粉再生混凝土配合比

试验采用废混凝土等质量取代天然粗骨料，取代率分别为0，25%，50%，100%。在废混凝土取代率试验的基础上，掺入矿渣微粉等量取代水泥用量，取代率分别为0，30%，50%，70%。采用均匀设计法制定了16组试验方案。

2．3混凝土试件的制作

根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GBT50081—2002)(以下简称《标准》)的规定，试块采用150mm×150mm×150mm标准试模，按照试验方案制作成16组试块，分别测试7，28，60d的抗压强度和工作性能，每次确定的强度值取3个数据的平均值，故每组按照7，28，60d的养护龄期分别制作9个试块，总计144个试块。2．4流动性测试根据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GBT50080—2002)进行坍落度试验，测定不同组别混凝土拌合物的流动性。2．5抗压强度试验根据《标准》进行抗压强度试验，使用微机控制电液伺服压力试验机(HCT306A)进行试验，以0．5～0．8MPas匀速加压，试验分7，28，60d共3次进行，每次试验3个试块，抗压强度结果取平均值。

3试验结果分析

3．1流动性影响分析

以矿渣微粉和废混凝土掺量为变量，通过测试不同方案再生混凝土的坍落度值，得出对再生混凝土流动性的影响规律。当矿渣微粉取代率不变时，随着废混凝土掺量的增加，再生混凝土的坍落度呈现出比较明显的降低趋势;当掺入矿渣微粉后，再生混凝土的坍落度均有所提高;当废混凝土取代率不变时，随着矿渣微粉取代率的增加，再生混凝土的坍落度也有一定程度的提高。研究结果表明:废混凝土在破碎过程中产生很多的颗粒棱角，使其具有表面粗糙、孔隙率大和吸水性好的特征［5］，进行混凝土拌制时，在水胶比不变的前提下，由于废混凝土自身要吸收水分，减少了实际用于拌合混凝土的水量，导致混凝土的流动性变差。而矿渣微粉是细微球状体，其颗粒直径比水泥细，且表面光滑，可以起到填充水泥颗粒空隙的作用，而且吸水量小［6］。因此，在水泥刚开始水化时，矿渣微粉包围着水泥颗粒，起到了减水剂的作用，降低了水化速度，提高了混凝土拌合物的流动性。

3．2抗压强度影响分析

本试验以矿渣微粉和废混凝土掺量为变量，通过测试不同方案混凝土的抗压强度值，得出每组方案对不同龄期混凝土抗压强度的影响规律。混凝土7d的抗压强度的变化规律:在废混凝土取代率不变时，当掺入矿渣微粉后，其抗压强度降低。这是由于矿渣微粉的水化速度慢，当水泥用量随着矿渣微粉的掺入而减少时，混凝土的早期强度会出现明显降低。混凝土28d和60d的抗压强度的变化规律:再生混凝土后期抗压强度相比7d的抗压强度高，能够达到设计强度等级C35。当废混凝土取代一定量天然骨料，混凝土强度有一定程度地提高，但随废混凝土取代率的提高，抗压强度呈下降的趋势。当取代率超过50%时，混凝土的抗压强度下降较快;当再生骨料取代率为50%时，掺入适量矿渣微粉，使再生混凝土的流动性得以改善，抗压强度影响不大，28d均能达到35MPa;当再生混凝土中矿渣微粉掺量为50%时，其抗压强度随着废混凝土取代率的增加而提高，28d最高达到40MPa。分析表明:废混凝土不仅棱角多，而且表面粗糙，具有粘结面较好、界面粘结强度较高的特性［7］;另外，由于废混凝土的吸水性强，遇水后能很快湿润，促使其表面的许多微裂缝的立刻吸入水泥颗粒，使水化更加充分，形成致密的界面结构，在一定程度上补偿了废混凝土强度较低的缺陷;同时，矿渣微粉的细度比水泥颗粒细，起到了很好的填充作用，改善了再生混凝土的孔隙结构，使孔隙率降低，形成了密实充填结构［8］;此外，由于废混凝土的吸水率较高，降低了混凝土的有效水胶比，提高了再生混凝土的抗压强度。

4结语

当再生混凝土中矿渣微粉掺量为50%，采用水泥标号为P．O42．5时，其抗压强度随着废混凝土取代率的增加而提高，28d最高达到40MPa。由此可见，矿渣微粉再生骨料混凝土既能节约资源，又能消耗大量的建筑垃圾，对于减轻环境污染十分有效。随着科学技术的快速发展，矿渣微粉再生骨料混凝土一定会成为可持续发展的绿色材料。

作者：谷艳玲 单位：武夷学院土木工程与建筑学院