粉煤灰对再生混凝土性能研究

张锐 徐福卫

摘 要：随着时代的变迁，建筑行业的废弃混凝土也已经越来越多。再生混凝土，即用废弃混凝土，经过破碎、冲洗、分级等操作后代替其部分粗骨料，这样不但可以节约建筑材料，充分利用自然资源，更有利于保护环境，大力支持国家建设“环境友好型社会，建设可持续发展国家”。而对于再生混凝土的性能优化，则需要设计其配合比，并且掺入不同量的粉煤灰。本实验研究在再生混凝土骨料一定时，掺入粉煤灰的含量多少对再生混凝土的性能进行优化，粉煤灰的含量为0、20%、30%、40%。试验结果表明：粉煤灰具有缓凝作用，且随着掺入量的增多，凝结时间越长；掺入了粉煤灰再生混凝土前期强度低于没有掺入粉煤灰的再生混凝土，后期强度高于没有掺入粉煤灰的再生混凝土。

关键词：再生混凝土；粉煤灰；缓凝时间；抗压强度

随着我国经济的发展迅速，经济增长较快，我国每年使用泥约有55亿吨，占世界大约50%，因此每年增加的废弃建筑骨料约占33%，这造成了废弃的混凝土的堆积加大。而传统的的做法是将废弃的混凝土进行基础填埋或者进行道路工程的垫层处理，但是当今社会提倡资源的节约，走可持续发展道路，显然，传统的方法已经不能满足当下的建筑行业的发展了。而且建筑垃圾也给自然环境带来了较大的污染，国家提出建设可持续发展的国家，这就要求我们对建筑废弃物合理处理，变废为宝，实现资源再生产。在这样的背景下，我们将建筑废弃物进行二次生产，这便提出了再生混凝土的说法。而本次实验将再生骨料的含量固定为总粗骨料的30%，再来研究掺入不同含量的粉煤灰对其力学性质（轴向受压）的影响，并做预实验不同掺量的粉煤灰对再生混凝土混凝作用的影响。由资料显示知，再生混凝土中的粉煤灰掺入量不能超过45%，则本次实验中粉煤灰的掺入量设定为0、20%、30%、40%四个梯度。

1 实验材料与试验方案

新华堡垒牌P.C 42.5R水泥，襄阳火电厂废弃的粉煤灰，标准河砂，卵石，自来水拌和，滨江路改造时的废弃混凝土，混凝土配合比见表1。

根据 JGJ 55—2011《混凝土配合比设计规程》，以设计强度等级为 C30的普通混凝土配合比为基准，以粉煤灰的掺量为基本影响因素，粉煤灰的掺量分别为0、20%、30%、40%，分别编号为A、B、C、D，测试标准养护下7d、28d抗壓强度基本力学性能指标，预实验结果见表2，主实验结果见表3，表4。

2 实验结果分析

根据表2—4实验结果，绘制出掺入粉煤灰的水泥净浆的凝结时间、7d再生混凝土强度、28d再生混凝土强度关系曲线图，如图1—3所示。

2.1根据以上图表实验结果分析可知

对于没有掺入粉煤灰的再生混凝土而言，粉煤灰掺入量为20%、30%、40%的再生混凝土的初凝时间分别增加55min、90min、130min，终凝时间分别增加95min、115min、175min，7d再生混凝土强度分别减小9.7Mpa、14.6Mpa、14.8Mpa，28d再生混凝土强度分别增加1.6Mpa、3.1Mpa、5.0Mpa。

由上述归纳可得，掺入粉煤灰的再生混凝土相对没有掺入粉煤灰的再生混凝土而言，随着粉煤灰掺入量的增加，再生混凝土初凝时间和终凝时间随之增加，7d再生混凝土强度随之减小，28d再生混凝土强度随之增加。当粉煤灰掺入量为40%时，7d再生混凝土强度减小不明显。

2.2机理分析

粉煤灰是一种常用的矿物掺和料，是为了节约水泥，改善混凝土性能加入的具有一定细度的天然或人造的矿物粉体材料，也称为矿物外加剂。粉煤灰因是微小的球状颗粒，在与水泥、水混合后，由于其表面光滑，增加了水泥净浆的流动性，因此使凝结时间加长。除此之外，粉煤灰还具有减水作用，这样就使相同的用水量的情况下，掺入了粉煤灰的水泥胶浆流动性更大。由于粉煤灰的效应结果，可改善混凝土拌合物的和易性，可泵性等性能，并能降低混凝土的水化热，提高抗腐蚀能力和抑制碱骨料反应。

3 结论

本次实验主要是研究在再生骨料一定的情况下，掺入不同量的粉煤灰对再生混凝土的性能的影响，得出这些结论。

（1）由水泥净浆凝结时间实验得，粉煤灰的增加，使得再生混凝土的初凝，终凝的时间增加，粉煤灰的掺入越多，凝结时间越长，即粉煤灰对再生混凝土有缓凝作用。且随着掺入量的增加缓凝作用越明显，在含量达到40%时，由于粉煤灰的减水作用，使得水泥浆较稀，凝结时间变长。

（2）由7d再生混凝土强度可知，掺入了粉煤灰后，其再生混凝土的强度减小，掺入量越大，强度越小，在含量为40%，其变化不明显。由28d再生混凝土强度可知，再生混凝土的强度随粉煤灰掺入量的增加而增加。即粉煤灰的掺入增加，会使再生混凝土的早期强度随之降低，但后期强度随之增加。

本论文是在徐福卫老师的指导下完成的。

基金项目：湖南文理学院创新创业训练项目（项目编号：201810519042）

参考文献

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作者简介：

1.张锐（1998-6），男，汉，湖北黄冈人，湖北文理学院土木工程专业16级本科生

2.指导老师：徐福卫，（1976-6），男，汉族，江西都昌人，副教授，硕士，主要从事工程结构数值计算和再生混凝土研究，湖北文理学院土木工程与建筑学院。