养护条件对再生混凝土强度的影响

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1、养护条件对再生混凝土强度的影响养护条件对再生混凝土强度的影响摘要：将废弃混凝土加工成生骨料，代替天然碎石骨料制备成绿色再生混凝土。设计并完 成相关实验，研究不同的养护条件对再生混凝土强度的影响。实验结果表明：再生混凝土 的抗压强度发展规律跟一般混凝土基本一致，但增长速度较慢，在标准养护条件下 28 天不 足以反应再生混凝土的标准强度；32 天标准养护后，再生混凝土强度接近稳定值；随着标 准养护龄期的减少 28 天再生混凝土的抗压强度急剧下降。 1 前言 近年来，随着经济发展，建筑业也兴旺起来，一方面，建筑垃圾越来越多，其中很大一部 分是废弃混凝土，另一方面，我国建筑业的快速发展也需要越来越多的

2、建筑材料。根据统 计，目前我国每年的废弃混凝土约为 1360 万吨【1】1 肖建庄，李佳彬，兰阳. 再生混凝 土技术最新研究进展与评述J. 混凝土，2003， （6）：17-20. 这些废弃的混凝土不 但浪费大量的费用去处理，同时还引起了很大的环境问题。利用再生骨料全部或者部分代 替混凝土中的天然骨料配置而成的混凝土称为再生骨料混凝土，一般简称再生混凝土【2】 2 Nixon P J. Recycled concrete as an aggregate for concrete A reviewJ. Materials and Structures. 1978，11（6）：371-378. 能

3、将再生混凝土运用于实际 工程中将实现建筑材料的循环利用，就能很好地处理以上问题。再生混凝土的社会、环境、 经济效益十分显著。因此近年来再生混凝土的研究成为了混凝土研究当中的一个热点问题。混凝土的抗压强度时其最基本的的力学性能，对于再生混凝土来说同样如此。再次 之前已经有很多学者对影响再生混凝土抗压强度的因素进行研究【1】 ，主要是包括再生混 凝土的骨料的代替率对混凝土抗压强度的影响；水灰比对再生混凝土抗压强度的影响；颗 粒级配对再生混凝土抗压强度的影响等。 【4】4 王江.薛燕飞.周辉 再生混凝土抗压强度研 究 期刊论文 -混凝土 2006(7).但在养护条件对再生混凝土强度的影响方面的研究几

4、乎空白。 然而早期养护对混凝土强度影响重大【5】5 张波，张晓光，孙启斌. 早期养护对现代混 凝土的重要意义A. 中国混凝土进展，2010C.养护条件对再生混凝土强度的影响也不言 而喻，然而在以往对再生混凝土与普通混凝土的对比试验中能看出两者之间存在较大区别， 基于这一研究现状，本文作者进行了大量的再生混凝土（100%再生骨料代替天然骨料）抗 压强度试验，系统研究了养护条件对再生混凝土抗压强度的影响。主要内容包括再生混凝 土养护龄期对其抗压强度的影响，相同养护养护条件下再生混凝土与普通混凝土的发展规 律对比，再生混凝土抗压强度趋于稳定的标准养护龄期。这些工作对于推进再生混凝土进 一步的研究以及

5、工程应用具有一定的价值和意义。 2 试验设计 2.1 试验原材料 1)水泥：海螺牌 32.5R 普通硅酸盐水泥，基本性能见表 1； 2)细骨料：普通河沙，级配良好，细度模数为 2.75，属中砂； 3)天然粗骨料：连续级配的碎石，体性能见表 2； 4)再生粗骨料：废弃强度等级为 C30 的混凝土标准试块破碎加工而成的连续级配骨 料，具体性能见表 2； 5)水：华南农业大学饮用自来水。 表 1 水泥的基本性能凝结时间/min抗压强度/MPa密度/(kg/)3m初凝终凝28d310017322539.1表 2 粗骨料的基本性能骨料类型粒径范围/mm堆积密度/(kg/)3m吸水率/%天然骨料54014

6、500.3再生土骨料540128462.2 混凝土配合比混凝土共分两组，普通混凝土编号为 NC，再生混凝土编号为 RC，考虑到再生混凝土吸水 率较高，本实验适当增加再生混凝土的水量进行补偿。本文采用柯国军等【6-10】6 柯国军. 再生混凝土的实用性研究J. 混凝土，2002， （4）：47-48.7 黄显智. 再生粗骨料混凝土的研究R. 北京：北京建材工业学校，2003.8 邢振贤，周日农. 再生混凝土的进本性能研究J. 华北水利水电学院学报， 19978,19（2）：30-32.9 邓旭华. 水灰比对再生混凝土强度影响的试验研究J. 混凝土与水泥制品， 2003,28（2）：46-48.1

7、0 张亚梅. 再生混凝土配合比设计初探J. 水利与建筑工程学报，2004,2（2）：45-47.建议的再生骨料预吸水办法进行再生混凝土的配合比设计。即先用适量让再生骨料吸水致 饱和面干状态，再进行正常的配合。根据 JGJ 55-2000,普通混凝土配合比设计规程按 照普通混凝土配合比设计方法设计。各组配合比详见表 3。表 3 混凝土的配合比单位体积材料用量/(kg/)3m编号水泥砂碎石再生粗骨料水坍落度 /mmNC4255501290018045RC42549001150230482.3 试件的制作将事先称好细骨料、水泥放在铁板上，用铁铲将水泥和细骨料翻拌均匀，然后加入称好的粗 骨料，再将全部

8、拌合均匀，加入拌合水翻拌均匀，最少翻拌 9min。按照（GB/T50080- 2002） 普通混凝土拌合物性能试验方法标准测定混凝土拌合物的坍落度。坍落度试验完 毕后将混凝土倒入钢模里，然后将试模附着在固定的振捣台上，持续振捣至表面出浆为止。其中钢模的规格为标准尺寸。150150150mmmmmm 2.4 混凝土的养护制度和步骤将浇筑成型的普通混凝土试块及再生混凝土试块，24 小时龄期拆模，部分普通混凝土试块 及再生混凝土试块移入标准养护池里养护至 7d、15d、28d、32d、36d、40d 龄期，测强度。 为了对比普通混凝土及再生混凝土不同龄期的发展规律，试验测出了上述龄期的普通混凝 土强

9、度及再生混凝土强度。每次每组取三个试块测试结果取平均值。剩下部分 24 小时龄期拆模后的普通混凝土及再生混凝土试块分三组，第一组移入标准养护 池养护到 28d 龄期；第二组，在标准养护室养护 3d 后，移入室内常温养护至 28d 龄期；第 三组，在标准养护室养护 7d 后，移入室内进行常温继续养护至 28d 龄期。按测试方法测出 各组再生混凝土强度，每次每组取三块试块测试结果取平均值。2.5 测试方法试验按照 GB/T 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法进行抗压强度试验。试验加载 速度为 5kN/s。立方体抗压强度按（1）式计算。(1)cuFfA式中标准试件的立方体抗压强度（MPa

10、） ；cuf试件的破坏荷载（N） ；F试件的承压面积（） 。A2mm3 试验结果与讨论3.1 不同龄期再生混凝土与普通混凝土立方体试块强度结果分析表 4 不同龄期普通混凝土及再生混凝土立方体抗压强度图一 再生混凝土和普通混凝土抗压强度与龄期的关系用 100%再生骨料代替天然骨料的再生混凝土抗压强度在养护早期和后期均低于普通混 凝土抗压强度（图一） ，对于 28d 时的抗压强度，再生混凝土的抗压强度为普通混凝土抗压混凝土立方抗压强度/MPa 龄期编号7d15d28d32d36d40dNC15.825.635.637.839.640.8RC14.322.828.832.235.837.4说明NC

11、代表普通混凝土、RC 代表用 100%再生骨料代替天然骨料的再生混凝土；养护温度为 20，养护湿度大于 95%强度的 80.9%。由表 4，可以看出 100%再生骨料代替天然骨料的再生混凝土抗压强度在 35d36d 时开始达到普通混凝土 28d 时的抗压强度。导致再生混凝土抗压强度较低的原因可能是再生骨料由于表面存在旧砂浆，导致与新 砂浆之间的粘结较薄弱，也可能由于再生骨料表面孔隙较多，在承受轴向应力的时候容易 产生应力集中等原因。3.2 不同养护温度下再生混凝土立方体试块强度结果分析表 5 不同养护温度下再生混凝土土立方体抗压强度图二 再生混凝土抗压强度与养护温度的关系养护温度较低时，用 1

12、00%再生骨料代替天然骨料的再生混凝土抗压强度低于养护温度 较高时的抗压强度，且养护温度较低时再生混凝土抗压强度增长速度比养护温度较高时慢 一些（图二） 。在 7d 时，养护温度维持在 10的再生混凝土抗压强度为养护温度维持在20的再生混凝土抗压强度的 85.3%，在 15d、28d、32d 此数据分别为 86.8%、87.8%和 88.5%。 由此可见，养护温度对再生混凝土抗压强度的影响在养护前期有着更大的影响，养护 温度较高时抗压强度更高，增长速度也更快，产生这种现象的原因可能是在养护前期，相混凝土立方抗压强度/MPa 龄 期 编号7d15d28d32dA112.219.825.328.5

13、A214.322.828.832.2A1/A285.3%86.8%87.8%88.5%说明A1 代表养护温度维持在 10用 100%再生骨料代替天然骨料的再生混凝土； A2 代表养护温度维持在 20用 100%再生骨料代替天然骨料的再生混凝土； 两组的养护湿度相同，均大于 95%对较高的温度有利于加快混凝土内胶凝材料的水化反应。所以再生混凝土在养护前期更加 应该注意控制温度，避免低温对早期强度的影响。3.3 不同养护湿度下再生混凝土立方体试块强度结果分析表 5 不同养护湿度下再生混凝土土立方体抗压强度图三 再生混凝土抗压强度与养护湿度的关系养护湿度较小时，用 100%再生骨料代替天然骨料的再生

14、混凝土抗压强度低于养护湿度 较大时的抗压强度，且养护湿度较小时再生混凝土抗压强度增长速度随龄期增长越来越缓 慢，速度明显慢于养护湿度较大时再生混凝土抗压强度增长速度（图三） 。在 7d 时，养护 温度维持在 10的再生混凝土抗压强度为养护温度维持在 20的再生混凝土抗压强度的 97.2%，在 15d、28d、32d 此数据分别为 95.2%、86.5%和 82.3%。 由此可见，养护湿度对再生混凝土抗压强度的影响在养护前期的影响比较小，在养护 后期，养护湿度较小的再生混凝土强度增长十分缓慢，并且与湿度较大的再生混凝土强度 差距越来越大，即养护湿度对再生混凝土抗压强度的影响在养护后期的影响十分巨

15、大。产混凝土立方抗压强度/MPa 龄 期 编号7d15d28d32dB114.322.828.832.2B213.921.724.926.5B2/B197.2%95.2%86.5%82.3%说明B1 代表养护湿度大于 95%用 100%再生骨料代替天然骨料的再生混凝土； B2 代表养护湿度约为 55%用 100%再生骨料代替天然骨料的再生混凝土； 两组的养护温度均为 20生这种现象的原因可能是在养护前期，再生混凝土内部孔隙较多，含有较高的水分维持水 化反应，所以强度发展大致相同，而越往后养护湿度较小的再生混凝土内含水率越来越低， 水化速度也越来越慢。所以再生混凝土在养护 7d 后就更加应该特别

16、注意保持一定湿度，避 免过干导致混凝土强度发展滞缓。4 总结与建议4.1 再生混凝土强度低于同龄期同等级的普通混凝土强度。施工中，在利用 100%再生骨 料代替天然骨料的再生混凝土时，标准养护 35d36d 可以达到同等级普通混凝土 28d 的强 度。4.2 养护温度、湿度较低时，再生混凝土抗压强度会低于正常温度下、湿度较高时的强 度，所以在利用再生混凝土时，必须避免干冷环境下养护混凝土，否则会大幅度降低再生 混凝土的强度。4.3 低温对再生混凝土前期的抗压强度影响更加大，所以在低温环境下施工时，也要保 证再生混凝土养护前期的保温措施得当，后期可以逐渐放松保温措施。4.4 养护湿度较小对再生混凝土前期的抗压强度影响不大，但是后期会使得再生混凝土 强度发展滞缓。所以在湿度较小的环境下施工时，在再生混凝土达到设计强度之前都应该 注重保持湿度，防止强度发展停滞。