再生混凝土早期收缩变形研究

摘要: 对C40再生混凝土粗骨料替代率为0，0.3，0.5，0.70和1.0的30块100×100×300试块早期收缩变形的试验研究，分析再生混凝土在标准和自然条件养护下早期收缩变形与替代率和龄期的关系，总结分析其早期收缩变形的机理与规律，为我国再生混凝土在工程的应用提供参考依据。

关键词： 再生混凝土 替代率 收缩率

中图分类号：TU528.01 文献标识码A 文章编号：

Abstract: In this paper, Study on early age shrinkage of thirty 100 mmⅹ100 mmⅹ300 mmspecimens of which the replacement ratios by mass to the natural coarse aggregate are 0, 0.3,0.5,0.7and 1.0 respectively. the primary stage shrinkage deformation of concrete and recycled concrete under standard curing and natural curing environment, the influences of the replacement ratio of recycled coarse aggregate and age to early age shrink of concrete are discussed and analyzed .The study results can provide a reference for the application of recycled concrete to engineering in china.

Keywords: recycled concrete，replacement ratio，shrinkage ratio。

1.0前言

长期以来，我国砂石骨料因低技术廉价的过度开采而产生的环境污染、生态环境破坏问题以及拆迁（钢筋混凝土建筑的不断老化）、改造、新建的建筑物产生的建筑垃圾越来越多，日益已成为人们关注的焦点。再生混凝土技术能有效地解决以上问题得到业内人员的关注也成为混凝土学科的热点研究课题。与国外相比较，国内这方面的研究起步较晚，缺乏大量的系统实验数据【1】，按再生骨料的替代率分别为0，0.3，0.5，0.70和1.0制作30块100x100x300试块，为加快科研和实际应用的步伐，混凝土配合比按C40商品混凝土配合比，研究

标准养护及自然条件养护不，不同替代率、不同龄期再生混凝土的早期收缩变性规律，为再生混凝土的推广应用做基础。

2.0 实验设计

2.1.实验原材料

河南孟电集团水泥有限公司生产的孟电牌P.O 42.5级普通硅酸水泥，洛阳首阳山电厂生产Ⅱ级粉煤灰，TH-2高效减水剂,河南贾峪生产的碎石，鲁山的中粗砂（细度模数为2.82）,自来水，再生粗骨料以我院建材实验室废弃的多批强度等级不详的混凝土试块为骨料源，采用小型锷式破碎机进行破碎筛分，材性试验表明再生骨料与天然粗骨料相比，表观密度、堆积密度小、吸水率和含泥量大，压碎指标也远大于天然骨料，但仍能基本满足《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》对粗骨料的要求。按规范按级配要求进行骨料混合，使再生骨料级配和天然石子相同。

2.2 配合比

根据商品混凝土厂提供的商用混凝土C40的配合比，考虑再生骨料吸水率大的特性，按再生骨料40分钟吸水率作为附加用水量，不同替代率下材料配比见表1：

表1不同替代率下的混凝土配合比（kg/m3）

2.3 试件的浇筑与养护

混凝土拌合物均由一台容量为50 L 的搅拌机搅拌完成。投料顺序为首先加入砂和水泥和粉煤灰, 再加入粗骨料, 最后加入水,水加到70%时均匀加入减水剂，最后将混凝土拌合物注入钢模,放到震动台上振实，表面人工抹平，试件均为一批浇筑完成，24 h 后拆模,两端部用502胶粘上5mm厚薄玻璃片，便于测量，自然养护试块放在设有隔离层的郑州大学建材室外，试块之间距离为50mm，标准养护的试块放在实验室标准养护室的隔架上，试块之间距离为50mm，下部架空。

2.4 试验方法

本试验设计的量测仪器为成都成量的外径千分尺，其标准杆为225mm，量程为300mm~400mm。如下图1所示,量测方法为：水平端举外径千分尺，使千分尺的触头与玻璃片相接触，用外径千分尺来测量两相邻测头之间的距离，便是该试块测点的长度值及每个测点在试验期内的变化值，其精度为0.001mm。具体操作如图2所示,考虑到手持外径千分尺每次测量时可能会不在同一位置，这样就出现人为误差，因此每个测点每次测4~6个数据，取其平均值作为当天所测收缩的标准值【2】。

图1外径千分尺实图

图 2测量示意图

2.4 试验结果

根据测量数据，相同替代率再生混凝土收缩率随龄期的变化曲线见下图3～12：

替代率为0时自然条件养护下收缩率 图3

替代率为0时标准养护下收缩率 图4

替代率为0.3时自然条件养护下收缩率 图5

替代率为0.3时标准养护下收缩率 图6

替代率为0.5时自然条件养护下收缩率 图7

替代率为0.5时标准养护下收缩率 图8

替代率为0.7时自然条件养护下收缩率 图9

替代率为0.7时标准养护下收缩率 图10

替代率为1.0时自然条件养护下收缩率 图11

替代率为1.0时自然条件养护下收缩率 图12

从上图得出：在自然条件养护下,再生骨料混凝土早期收缩变形曲线和普通混凝土相似，主要因为再生混凝土收缩机理同普通混凝土相同, 产生收缩变形的主要是水泥砂浆【3】。普通混凝土粗骨料对水泥砂浆的收缩变形有一定抑制作用，而再生混凝土中再生骨料弹性模量较小，对水泥砂浆的收缩变形的抑制作用降低，加上再生骨料表层的老水泥砂浆吸水后产生收缩，故无论再生骨料替代率如何变，再生混凝土的早期收缩变形均较普通混凝土有提高。

标养下，再生混凝土和普通混凝土的收缩率较自然养护下明显降低，且随龄期迅速稳定。普通混凝土试块有一定规律，再生混凝土试块的测量的数据离散性较大，且替代率为0.3和0.5时出现不同程度的膨胀，膨胀量和自然条件养护下的收缩相比几乎可以忽略不计。替代率为0.7和1.0时，试块的收缩率前期较大，28d左右最大，随后降低，替代率为0.7时平均收缩率最大后也很快稳定，所以再生骨料混凝土只要做好养护，其前期收缩变形量和普通混凝土相差不多。

普通混凝土与再生混凝土在自然养护条件下平均收缩率见下图13，不同替代率混凝土的28d和60d收缩率见图14。

自然养护条件不同替代率下平均收缩率 图13

自然养护条件试块的28d、60d收缩率 图14

图13中：混凝土的收缩随着龄期的增长明显增加, 再生混凝土的收缩率发展速度比普通混凝土有所加大，早期收缩变形增长较快，后期有所减缓。再生骨料替代率为0.7时增幅最为明显，7d平均收缩率是普通混凝土的176%。图14中，再生混凝土的各龄期收缩绝对值显著高于普通混凝土, 龄期为28d、60d时再生混凝土的平均收缩值较普通混凝土分别高出25.8%和19.8%,替代率为0.7时最大分别是40%和30%，这主要是因为再生骨料表面存在老水泥浆以及附加用水量导致实际用水量增加，水灰比加大等原因造成【4】。

4.0结论

4.1再生混凝土收缩机理同普通混凝土是一致的，自然条件养护不同替代率的再生骨料混凝土早期收缩变形曲线和普通混凝土相似。

4.2标养下，再生混凝土和普通混凝土的收缩率较自然养护下明显降低，且随龄期迅速稳定。

4.3 再生混凝土只要加强养护尤其早期，其收缩变形和普通混凝土一样。

参考文献：

1． 肖建庄.李佳彬等.再生混凝土技术研究最新进展与评述. [J] 混凝土，2003,(10)：17-20

2． 刘立新.田高燕等.混凝土多孔砖干燥收缩性研究. [J] 新型建筑材料，2008,(9)：23-25

3． 过镇海．施旭东.钢筋混凝土原理和分析 [M]． 北京：清华大学出版社，2003.

4． 肖建庄． 再生混凝土[M]． 北京：中国建筑工业出版社，2008．

作者职称情况说明：高级工程师。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。