高温蒸压养护对再生混凝土力学行为的影响

高温蒸压养护对再生混凝土力学行为的影响

1混凝土固体废弃物再生循环利用随着城市化进程的加快，从各种旧楼搬迁带来的巨大混凝土固体残渣严重影响了我们的生活环境。简单、低级的固体废弃物处理方法显然无法适应社会的发展。从保护地球生态环境的角度也要求混凝土固体废弃物变废为宝,再生循环利用［1-5］。试验着眼于再生粗骨料的置换率、混凝土的强度以及养护环境,对高温蒸压养护后再生混凝土的力学性能进行探索性试验对比研究,通过高温蒸压养护再生混凝土的受力性能及变形行为,探明再生混凝土是否具有实际工程应用价值为目的。2测试2.1材料与配合比设计2.1.1再生粗骨料粒径制备再生粗骨料的废弃混凝土原材料来自房改拆迁时产生的混凝土大块,经实验室测得其抗压强度为28.3MPa。废弃混凝土块在现场简单破碎后用破碎机对其二次破碎、筛分、冲洗,除去表面粉尘等杂物,达到洁净。再生粗骨料的粒径范围选用5~25mm。试验为了与普通混凝土的受力性能及变形行为相对比,用天然碎石浇筑了普通混凝土。表1为混凝土原材料粗、细骨料的基本性质。2.1.2再生粗骨料的吸水率设计了C20、C40两种不同强度等级的混凝土,所用原材料如下:P.O42.5普通硅酸盐水泥,密度为3.09g/cm3,比表面积为3380cm2/g;再生粗骨料(表观密度为2.53g/cm3,吸水率为6.05%);天然骨料(粗骨料碎石,表观密度为2.69g/cm3,吸水率为0.87%;细骨料:河沙,表观密度为2.62g/cm3,吸水率为3.03%)减水剂为多羧酸系高性能减水剂,水为普通饮用水。再生混凝土的搭配形式定义如下:再生粗骨料搭配河沙细骨料混凝土定义为RN,天然粗、细骨料间搭配的混凝土定义为NN。再生粗骨料的置换率分以质量分数分0%、50%、100%三个阶段,如C20强度等级混凝土再生粗骨料置换率为100%时定义为C20-RN100。表2为试验时混凝土的配合比设计,试验设计了两种不同强度等级,三种不同再生粗骨料置换率试件共6组。2.2高温蒸压养护再生混凝土及对比用普通混凝土试块浇筑24h拆模后前7d标准养护,之后进行高温蒸压养护,时间经2h将温度和压力分别上升至180℃、10气压,保持3h后自然冷却。自然冷却后的再生混凝土试块放入养护箱((20±2)℃、RH60%)中继续养护。2.3测试方法2.3.1凝土力学性能混凝土的抗压强度测试按GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》［6］执行。再生混凝土与普通混凝土在不同养护环境下的抗压强度测试龄期分别为7d、28d、60d、90d、180d。试件尺寸为边长150mm的立方体。2.3.2混凝土力学性能混凝土的弹性模量测试方法是按GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》［6］执行。不同养护环境试件的测试龄期为28d,试件为150mm×150mm×300mm的棱柱体。3结果与讨论3.1不同龄期养护时凝土及普通混凝土的强度变化图1为养护环境与置换率对不同强度等级混凝土抗压强度的影响规律。由图1可见,标养环境下再生混凝土及普通混凝土的强度随着龄期增长而增长;当养护环境为高温蒸压养护时,再生混凝土与对比用普通混凝土的强度仅在前期高温蒸压后较高,后期强度并没有因龄期的增长而增长,具有一定幅度降低的趋势。试验结果还发现,混凝土抗压强度越高,高温蒸压养护后再生混凝土与普通混凝土后期强度降低幅度越小。3.2再生混凝土的强度从图1可以看出,无论是高温蒸压养护还是标养环境,粗骨料置换率的增加,都会导致再生混凝土的抗压强度出现了不同程度的降低,高温蒸压养护引起的强度降低率随着混凝土强度等级的增加有所减小。3.3高温蒸压养护混凝土的抗压强度与弹性模量在不同养护环境下的关系如图2所示。类似于再生混凝土强度降低规律,加大再生粗骨料的置换率时,高温蒸压养护和标养试件同一强度等级混凝土的弹性模量略有下降趋势,与标养混凝土试件相比,高温蒸压养护后混凝土的弹性模量有所降低。3.4再生粗骨料置换率低,影响混凝土弹性模量随着增加再生粗骨的置换率,不同养护环境混凝土的抗压强度都有所下降,这一现象说明再生粗骨料表面的旧砂浆与新砂浆之间的界面较薄弱,容易导致粘结强度低;不同养护环境会降低混凝土强度的理由是高温蒸压环境下水泥的水化速度比常温快,水化反应产物得不到均匀分散,大量沉积在水泥颗粒周围,导致水泥石结构疏松,从而使混凝土后期强度下降［7］;加大再生粗骨料的置换率时导致同一级别混凝土的弹性模量有所降低的原因是再生粗骨料本身的压碎指标较大、强度较低,导致混凝土整体弹性模量有所降低;高温蒸压养护混凝土的弹性模量低于标养混凝土的原因是,一般养护环境条件下,早期混凝土的养护温度越低,水泥水化反应速度越缓慢,水化反应的结果将对粗骨料与水化水泥石之间过渡区密度的增长,起到了有利的作用［8］。4再生混凝土养护(1)当混凝土的养护环境为标养时,随着龄期的增长,混凝土强度也有所增加;当养护环境为高温蒸压养护时,再生混凝土与对比用普通混凝土的强度仅在前期高温蒸压后较高,