关键字 |
| 再生骨料，抗压强度，抗弯强度，弹性模量 |
介绍 |
| 混凝土是建筑工业中最受欢迎的材料。因为混凝土的基本成分很容易找到，即水泥、粗骨料、细骨料和水。此外，混凝土的养护也容易进行，最经济，抗压性好，耐久，防火性能好。 |
| 在建造方面，大多数人使用新材料作为混凝土混合物，因为人们还没有考虑使用从建筑利用材料(从废墟建筑中回收的材料)中回收的材料作为绿色建筑，根据Akbari (Akbari等人，2011)，马来西亚是一个使用回收骨料作为混凝土混合物的发展中国家。此外，再生骨料的使用不仅在马来西亚得到应用，而且在南非、荷兰、英国(UK)、德国、法国、俄罗斯、加拿大和日本等发达国家也得到应用(Parekh and Modhera, 2002)。 |
| 基于问题的背景，研究者将描述如下的研究陈述:1。再生粗骨料(RCA)与天然粗骨料(NCA)的比较如何?2.抗压强度、抗弯强度和模弹性分别为0%、35%、50%和65%的再生混凝土骨料比较如何? |
文献综述 |
| 骨料的作用对施工质量有影响;因此，骨料的种类和质量是非常重要的。细骨料和粗骨料通常使用混凝土体积的60%至75%(按质量计算为70%至85%)，并将影响混凝土的新拌和硬化性能、混合比例和经济性。此外，细骨料通常由颗粒约4.75毫米(0.2英寸)的天然砂组成;在粗骨料方面，通常是颗粒大于4.75毫米(0.2英寸)的砾石或碎石的组合，一般在9.5毫米至37.5毫米(3⁄8英寸)之间。11⁄2英寸)(戈麦斯，2003)。然后，由砾石和沙子组成的天然骨料经过加工后即可使用。天然骨料的材料过程只是从坑、河流、湖泊或海底挖掘或疏浚的最小过程(Gomez, 2003)。 |
| 此外，关于再生骨料的讨论通常与再生粗骨料有关。粗粒再生混凝土骨料(RCA)是由碾碎至少占混凝土重量95%的拆除废物而产生的，其总污染物水平通常低于大块质量的1%。RCA中可能存在的其他材料是砾石、碎石、水力水泥混凝土或它们的组合，认为适合预混混凝土生产(匿名者，2008年)。 |
| 此外，RCA的使用将影响再生骨料和混凝土的高吸水性(Fumoto和Yamada, 2006)。这是由于骨料所吸收的水分在骨料颗粒周围向膏体迁移，因此，吸水率会影响膏体的水分体积和孔隙。再生细骨料中含有大量废弃混凝土水化水泥浆体，吸水性好。研究发现，提高RCA的清洁度(就粘结在骨料颗粒上的砂浆数量而言)可以改善混凝土的和易性、单位体积质量和抗压强度，并减少空气含量(Montgomery和Sturgiss, 1996)。 |
方法 |
| 这项研究是在SURAKARTA MUHAMMADIYAH大学的实验室进行的。本研究的变量如下: |
| 1.因变量:抗压强度28天 |
| 2.自变量:再生粗骨料 |
| 本研究的数据类型包括两类数据，即: |
| 1.一手资料，即直接用于研究的资料，如研究资料、支持研究的设备等。 |
| 2.次要数据，即研究人员在研究中不直接使用的数据，但这些数据被研究人员用作文献综述和期刊等支持数据。 |
| 研究人员使用了由OPC制成的4种混合混凝土。每种类型包含0%，35%，50%和65%的再生骨料。采用英国标准BS 5328和BS 8110的混凝土配合比设计方法进行混凝土配合比设计。所用材料为本地细骨料和粗骨料，第一批最大粒径为20毫米，第2批最大粒径为10毫米。 |
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结果与分析 |
再生骨料试验和天然骨料。 |
| 在这项研究中，再生骨料被用于粉碎的混凝土立方体。研究人员手动粉碎混凝土，以匹配粗骨料的级配规格。研究人员对粗骨料等再生骨料进行了试验。 |
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| 根据表1和表2。可以看出比重低于规格。掺合料采用不纯骨料，比重分数低于规范。再生骨料的不纯状态是由于骨料在之前的时间内混入了水泥混凝土造成的。然后，这种再生骨料的状况会吸收更多的水。 |
| 再生骨料的吸水率高于规范，说明再生骨料的吸水率高于规范。在本研究的背景下，吸水率为7.5%，该分数高于WSDOT(2009)规范，最高为3.7%。 |
| 再生骨料由于在砾石上有膏体，吸水率高。粘在砂砾上的水泥浆体存在大量孔隙，影响其吸收能力。再生骨料的高吸水率，将极大地影响将在进一步研究阶段进行的混合料设计活动。由于吸收量高，导致在混合和配合比设计阶段所需的水量会比使用天然骨料作为骨料的混凝土配合比设计多。 |
| 此外，本研究的Los angeles检验均高于规范。这种情况发生时，回收粗骨料用于制造混凝土，没有天然骨料成分。高水平的爆发也是由于被试骨料实际上已经与硬化的水泥浆体融合在一起，这种水泥浆体在插入机器时很容易被侵蚀，而水泥浆体是按被试物体的重量计算的(5000g)。因此，从这些试验也可以看出，再生骨料中已经含有相当多的水泥浆体。 |
| 通过对再生骨料和天然粗骨料性能的对比，可以看出天然粗骨料的比重大于再生骨料，天然粗骨料的比重为2.64，说明天然粗骨料的比重满足要求。天然粗骨料的表观比重也高于再生骨料。可以看出，天然粗骨料为2.87，再生骨料为2.79。那么在吸收量方面，天然粗骨料的吸收量为3%，再生骨料的吸收量为7.5%，吸收量标准为3.7%。最后，天然粗骨料的Los Angeles值为27.9%，而再生骨料的Los Angeles值为36.56%。这意味着天然粗骨料的洛杉矶值低于推荐标准，即30%;另一方面，再生骨料的洛杉矶值最高高于标准。 |
| 从研究结果可以看出，结果与Fumoto and Yamada(2006)的说法是一致的，RCA虽然具有经济效益方面，但在比重方面也有弱点。在本研究的背景下，比重的结果仅为2.29，低于Fumoto and Yamada(2006)的研究结果2.44-2.46。 |
流动度试验 |
| 试验按照ASTM C143进行。根据坍落度试验结果可以看出，坍落度试验结果基本相似。当研究者未在混合料中加入第一批再生骨料时，坍落度值为10.50 cm，当研究者在混合料中加入35%、50%和65%时，坍落度值为9.50 cm。此外，在Batch 2中，研究者使用了回收骨料的最小尺寸为4,75，最大尺寸为10mm。坍落度试验结果以10.1 cm为最高，当掺量为35%时，坍落度试验值降至8.41。随着再生骨料添加量的增加，混合料的坍落度试验结果持续下降。 |
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| 根据坍落度试验的研究结果可知，混合料中再生骨料的加入会影响坍落度试验值。随着再生骨料掺量的增加，滑塌度试验值持续降低。 |
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| 该研究与(Zuhud, 2008) RCA百分比降低时，RCA的坍落度试验值持续增加的研究相一致。此外，这一结果也与Ismail和Ramli(2014)的研究结果相一致，即RCA的坍落度测试值取决于RCA的百分比;当坍落度试验减小时，RCA的百分比增大，反之亦然。 |
抗压强度 |
| 抗压强度定义为混凝土立方体抗轴向荷载的最大抗力。固化后对试件进行测试。试验前测量试样尺寸。清洁和表面干燥的样品放置在试验机中。压板降低，接触到样品的顶部表面。逐渐施加荷载，记录最大荷载。 |
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| 从这些试验的测试结果可以看出，再生骨料混凝土的特性强度取决于原混凝土的强度，受原混凝土水灰比和再生骨料混凝土水灰比组合控制。 |
| 由结果可以看出，使用再生骨料的特性强度结果并不会提高特性强度。再生骨料对混凝土的替代会降低混凝土的特性强度。在第一批的情况下，0%的特征强度为29.58 MPa, 35%的再生骨料为27.27 MPa, 50% |
| 再生骨料为25.27 MPa, 65%再生骨料为23.08 MPa。第2批，0%再生骨料的特征强度为29.3 MPa, 35%为26.9 MPa, 50%为24.2 MPa, 65%为22.5 MPa。 |
| 该研究与(akbari et al .(2011))一致，即从0%到30%的粗再生骨料的抗压强度没有显著变化，但在30%之后，我们可以注意到特征强度有显著变化。 |
| 然后，根据研究结果以及Limbachiya(2000)和Dhir等人(1986)的研究，再生骨料的存在会影响其特征强度。但由于再生骨料具有不同的特性，如吸水能力等，添加的再生骨料越多，其特性强度值就越低。再生骨料吸水能力较天然骨料强，这是由于再生骨料具有较多的孔隙吸水作用，从而影响其特性强度。 |
弹性模量 |
| 由研究结果可知，再生骨料掺量的增加会降低其模弹性值。第1批混合料中不添加再生骨料时，弹性模量为27665 N/mm2;当回收骨料添加量为35%时，弹性模量为26871 N/mm2，当回收骨料添加量为50%时，弹性模量为25628 N/mm2，当回收骨料添加量为65%时，弹性模量为24498 N/mm2，第2批添加量为0%时弹性模量为26402 N/mm2;当回收骨料添加量为35%时，弹性模量为24567 N/mm2，当回收骨料添加量为50%时，弹性模量为23656 N/mm2，当回收骨料添加量为65%时，弹性模量为22545 N/mm2。 |
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| 这一研究与Hansen(2003)为确定原混凝土等级对弹性模量的影响而进行的一系列实验是一致的。他们通过实验室破碎得到了H、M和L三种骨料，分别制成了高强度、中等强度和低强度的常规混凝土。制备了高强度、中等强度和低强度的再生骨料混凝土，与三种原始混凝土具有相同的配合比，但具有所有九种可能的骨料组合，并测试了弹性模量。试验结果表明，再生骨料混凝土的动、静弹性模量均比常规混凝土低14% ~ 28%。然而，很明显，如果高强混凝土是用比实验中实际使用的天然骨料更软的骨料制成的，弹性模量的差异将会更大。 |
| 此外，根据Topcu(2005)获得了RCA置换率为0%、30%、50%、70%、100%时再生骨料混凝土的完整应力-应变曲线，发现随着再生骨料用量的增加，其弹性模量约降低30%。Xiao等(2002)注意到再生骨料混凝土的弹性模量低于普通混凝土的弹性模量。随再生骨料掺量的增加而减小。 |
抗弯强度 |
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| 由研究结果可知，第一批再生骨料的抗弯强度结果。当研究人员使用0%的再生混凝土骨料时，抗弯强度值为4.4 N/mm。当再生骨料掺量为35%时，抗弯强度降低;当再生骨料掺量为50%时，抗弯强度再次降低。此外，当研究人员将再生骨料添加到65%时，抗弯强度值再次下降到4.2 N/mm。 |
| 第2批，抗弯强度为4.3 N/mm。2when the researcher added 0% Recycled Aggregate, then, when the researcher added Recycled Aggregate into 35% the value of flexural strength was decrease to 4.2 N/mm.2. The value of flexural strength was kept on decrease when the researcher added Recycled Aggregate into 50% and 65%. |
| 这一研究结果与Ravindrarajah和Tam(2002)首先发现传统混凝土和再生骨料混凝土抗弯强度没有显著差异的研究结果相一致。然而，后来他们只报道了再生骨料混凝土的抗弯强度始终比相应的常规混凝土低10%。 |
| 这种情况由于相同的水灰比。在本研究中，研究者使用相同的水灰比，即0.54。第2批抗弯强度低于第1批，这是由于在混合料中加入了更多的再生骨料，骨料粒径小于第1批。 |
结论 |
| 1.天然粗骨料的比重和表观比重均满足要求，而再生骨料不符合要求，低于天然粗骨料。天然粗骨料的吸收量和洛杉矶值均低于再生骨料，符合要求 |
| 2.再生骨料掺量为0%即为普通混凝土，抗压强度得分最高。在混合料中加入再生骨料后，其抗压强度有所降低。结果表明，随着再生骨料用量的增加，抗压强度值会降低。 |
| 3.弹性模量为0%的再生骨料为普通混凝土的最高分数。在混合料中加入再生骨料后，弹性模量降低。结果表明，采用再生骨料后，骨料的弹性模量会降低。 |
| 4.再生骨料的抗弯强度分数为0%时最高。在混合料中加入再生骨料，降低了混合料的抗弯强度。试验结果表明，添加再生骨料后，抗弯强度值降低，但抗弯强度试验无明显变化。 |
| 5.根据第1批最大20 mm的研究结果，RCA置换35%时，抗压强度下降7.87%，RCA置换50%时，抗压强度下降16%，RCA置换65%时，抗压强度下降23.3%，而第2批最大10 mm时，RCA置换35%时，抗压强度下降8.1%，RCA置换50%时，抗压强度下降17.4%，RCA置换65%时，抗压强度下降23.2。 |
| 6.可用于混凝土的再生粗骨料百分比最多为再生粗骨料的35%。 |
参考文献 |
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- Akbari, y.v.， Arora, n.k.， Vakil, M.D. 2011。再生骨料对混凝土性能的影响。地球科学与工程学报，vol . 4, No . 06, 2011年10月，pp. 924-928
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