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建筑垃圾再生粗骨料与天然粗骨料物理性能对比

同天然砂石粗骨料相比,再生粗骨料由于含有30%左右的硬化水泥砂浆,从而导致其吸水性、表观密度等各项物理性能与天然骨料不同。

表观密度指材料在自然状态下单位体积的质量,该体积包括材料内部封闭孔隙的体积。试验中再生粗骨料与天然粗骨料的表观密度采用广口瓶法测定。与天然粗骨料相比,再生骨料的表观密度低于天然骨料,试验所用再生骨料的表观密度下降了10%。同时试验也证明,再生骨料的表观密度与其粒径以及再生骨料破碎前的原生混凝土强度有着密切的关系,路径越大,再生骨料的表观密度越大;原生混个凝土越强,则再生骨料的表观密度越大。

与天然粗骨料相比,再生粗骨料的吸水率提高了94.4%。再生骨料的吸水率升高与再生骨料的表面粗糙度、孔隙率以及骨料的内部缺陷有关。天然岩石由于其孔体积含量很低(一般低于3%,极少超过10%),所以常用的天然骨料的吸水率都很小。而再生粗骨料棱角较多、表面粗糙,骨料表面含有大量未曾脱落且孔隙率比较大的水泥砂浆(包裹在天然骨料表面或以碎屑形式存在),此外再生粗骨料本身带有大量的破碎时形成的微裂纹,这都会提高再生粗骨料的吸水率。

试验中还发现,再生粗骨料的吸水率与骨料的粒径也有着密切的关系,再生粗骨料的吸水率随粒径的增大呈现先减小后增大的趋势。原因是当粗骨料的粒径比较小时,粗骨料的比表面积增大,吸水率则提高。而当骨料的粒径过大时,则粗骨料本身带有的缺陷以及表面粘附的砂浆相应增多,引起粗骨料吸水率的增大。

与天然碎石相比,再生粗骨料表面异常粗糙,试验中所使用的再生粗骨料的相对表面粗糙度比天然碎石要高出40.6%,这是因为再生粗骨料表面附有硬化水泥浆体,使得再生粗骨料表面凹凸不平,非常不规则,增加了骨料的粗糙度。再生粗骨料表面粗糙度高有利于加强粗骨料与混凝土基体之间的粘结力,可以提高再生混凝土的强度。

再生混凝土和普通混凝土的含泥量的对比,再生粗骨料的含泥量远远大于天然粗骨料。试验中发现再生粗骨料的含泥量与原生混凝土的强度有一定关系,原生混凝土强度越高,再生粗骨料的含泥量越低。需要注意的是再生骨料混凝土水泥浆颗粒不同于天然粗骨料中含有的泥土,它具有一定的活性,能够部分的参与水化。对于再生粗骨料中水泥浆颗粒的活性以及它对再生混凝土性能的影响有待进一步的研究。

压碎指标是指粗骨料抵抗压碎的能力,是反映粗骨料强度的指标之一。再生粗骨料的压碎指标约比天然碎石大50%。造成这种现象的主要原因是:(1)再生粗骨料表面附着的水泥砂浆的强度较低,软弱易破碎,且这些砂浆与天然石子的粘结较弱,在外力作用下很容易从再生粗骨料表面脱离;(2)再生粗骨料在破碎过程中产生了内部损伤。原生混凝土的强度对其加工成的再生粗骨料的压碎指标有一定影响,再生粗骨料的压碎指标随着原生混凝土的强度的提高呈下降趋势。

粗骨料中长度大于该粒径所属粒级的平均粒径的2.4倍的属于针状;厚度小于平均粒径的0.4倍的属于片状。粗骨料中针、片状颗粒含量过多,会使混凝土拌合物泵送性变差,强度降低,并对混凝土的耐久性产生不利影响。

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