城市道路再生粗骨料水泥混凝土配合比研究.pdf

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1、论文THESIS城市道路再生粗骨料水泥混凝土配合比研究文／望城经开区建设开发公司冯石富随着我国经济的飞速发展及城镇化建设的快速推进，国内大量的水泥混凝土道路存在着改建及扩建需求，同时伴随着“一带一路”发展战略的进一步贯彻实施，在整个世界范畴内，也将有大量的公路、城市道路等基础设施投入建设，在这一发展过程中必定会产生出数量庞大的废弃水泥混凝土。如何合理处理这些废弃水泥混凝土是目前土木工程建设所面临的一大难题。对废弃混凝土的重新利用，即再生混凝土的提出，为解决这一难题提供了一条可行的途径。在如今自然资源极度短缺

2、、环境污染严重的背景下，对再生混凝土的应用研究已成为当今的热点课题。本文依托湖南省长沙市望城区望城大道提质改造工程项目，将改建工程中的废弃水泥混凝土路面板经破碎加工为再生粗骨料，以抗压强度和抗折强度为试验指标，研究再生粗骨料水泥混凝土配合比设计。试验采用42-5级硅酸盐水泥；砂为湘江河砂，细度模数为2．65；天然粗骨料为粒径范围在5mm至31．5mm间的碎石；再生粗骨料为来自长沙市望城区望城大道改建工程中的废弃水泥混凝土路面板经破碎加工而成，粒径范围5mm至1．5mm，粗骨料基本性能如表1所示。施工用水为望

3、城区饮用自来水。表观密度／堆积密度／吸水率种类粒径／mm压碎指标／％(kg／m3)／％天然粗5～315271916930．6241骨料再生粗5～31．5254614952．6414．2骨料表1粗骨料物理性能抗压强度和抗折强度是评价水泥混凝土性能的两项重要指标，本文选取这两项指标研究再生粗骨料水泥混凝土配合比设计及再生粗骨料取代率，并采用得到的最优配合比和最佳取代率研究其耐磨性和抗j中击性能。正交试验设计影响再生粗骨料水泥混凝土性能的因素众多，包括级配、水胶比、砂率、取代率、骨料特性、拌和、振捣等。如何合理确

4、定各影响因素值，使其达到最佳性能，是一项复杂且耗时的工作。正交试验为这一问题，提供了良好的解决办法。正交试验设计就是利用正交表来安排与分析多因素试验、寻求最优水平组合的一种高效率试验设计方法，它是由试验因素的全部水平组合中，挑选部分有代表性的水平组合进行试验的，通过对这部分试验结果的分析了解全面试验的情况，找出最优的水平组合。本文选取水灰比、砂率以及取代率三项因素，每个因素设置两个水平值，建立三因素两水平正交试验表(表2)。试验因素水平水灰比C取代率R砂率S1+6％40％+3％2—6％70％一3％表2正交试

5、验因素水平表依据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)中的相关规定，本次试验以30MPa的设计强度为准，确定所有材料用量进行28天抗压及抗折强度试验及调整，确定水灰比为W／B=O．49，砂率为33％的基准配合比。依据基准配合比及建立的正交试验因素水平表确定各组试验的配合比，如表3所示。试件在实验室制作，采用统一的拌制方法制作试件：在拌制前采用饱和面干法对再生粗骨料进行处理，以避免因其吸水率较大降低实际水灰比，影响混凝土各项性能。抗压强度试验采用的试件尺寸为150mm×150mm×150mm，每

6、组6个试件，养护龄期分别为7天和28天；抗折强度试验采用的试件尺寸为150mmXl50mmx550mm，每组6个试件，养护龄期分别为7天和28天。抗压强度试验及结果分析参照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTGE30—2005)进行抗压强度试验，得到结果如表4所示。———————————————————————————————————————————————————————————————————————————一1I)4ChinaHighway7天抗压强度28天抗压强度Z24．131．OZ223O2

7、93Z326139．5Z4259373表4抗压强度试验结果表根据试验结果，建立极差分析表(表5)，采用极差分析法分析各因素及相互间交互作用的主次顺序，表中的极差R表示水灰比或砂率或取代率的极差值，这三个因素中的某一项极差值越大表明该项因素对试件抗压强度的影响越大。因此，可根据极差R判断本次试验所选的三个因素中哪个因素对结果的影响最大，以及各影响因素的主次顺序。K为某项因素各水平值对应的试验指标之和，k为其平均值，根据k可判断出该因素的优水平值，从而得到优组合。39·5373：&■：；●_I·7天抗压强度z8

8、天抗压强度第三组第四组图1再生糖骨料水泥湿；疑士7灭．28天抗压强度桩状图由表5可知，水灰比(C)是影响再生粗骨料水泥混凝土抗压强度的主要因素，无论养护龄期为7天还是28天，水灰比的极差值R，均远大于取代率的极差值R。和砂率的极差值R。；当养护龄期为7天时，取代率和砂率的极差值仅相差0．2，表明在取代率和砂率对再生混凝土的早期抗压强度影响相差不多，但当养护龄期为28天时，取代率的极差水灰比取代率砂率mcmwmsm