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粉煤灰、碎砖和减水剂三掺再生混凝土应用研究
随着城市化进程的不断加速，建筑垃圾源源不断地产生，对环境造成严重污染。同时，水泥石灰等原材料的取材和利用也对环境带来不小的影响。因此，开发可循环利用的建筑材料极为必要，再生混凝土也就随之应运而生，它将建筑垃圾、工业废渣等废弃物进行处理后，再次利用于建筑中，达到减少环境污染、节约资源的双重目的。加入不同掺合料，再生混凝土的性能变异也会有所改变，本文主要研究粉煤灰、碎砖和减水剂三掺再生混凝土的应用研究。
一、再生混凝土三掺
实验所用的混凝土配合比为水泥:砂子:石子=1:2.2:3.2，水灰比为0.45。加入粉煤灰掺合料的混凝土，依据不同的掺量，分为0%、10%、20%、30%、40%五组；加入硅灰石碎石的混凝土，依据不同的掺量，分为0%、5%、10%、15%、20%五组；加入减水剂的混凝土，依据不同的掺量，分为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%五组。通过试验比较不同掺合料及掺量对混凝土强度、抗渗透、抗冻融等性能指标的影响，探究出不同掺合料掺量的最优搭配。
二、再生混凝土的强度
通过混凝土28d和90d的抗压强度测试，可以看出不同掺合料及掺量对混凝土强度的影响（表1）。从表1中可以看出，随着粉煤灰、硅灰石的掺量不断增加，混凝土的抗压强度呈现不同的变化趋势。粉煤灰掺量为20%时，混凝土的抗压强度达到了最理想的状态，强度明显高于掺量为0%的混凝土，但随着掺量的继续增加，抗压强度出现逐渐下降的趋势。同样，硅灰石掺量为10%时，混凝土的抗压强度达到了最优状态。
表1不同掺合料掺量对混凝土抗压强度的影响
|掺合料|掺量|混凝土抗压强度（Mpa）|
|----|----|----|
|粉煤灰|0%|30.1|
||10%|31.7|
||20%|33.5|
||30%|31.9|
||40%|30.6|
|硅灰石|0%|30.1|
||5%|31.5|
||10%|33.9|
||15%|31.9|
||20%|29.5|
|减水剂|0%|30.1|
||0.2%|31.5|
||0.4%|33.9|
||0.6%|31.9|
||0.8%|29.5|
三、再生混凝土的抗渗透性
混凝土的抗渗透性是判断混凝土质量的关键指标之一，通过饱和试验评价混凝土的抗渗透能力。试验采用自然饱和法，将混凝土试件置于温水中浸泡，以期达到充分饱和，测定其渗透系数（表2）。从表2中可以看出，粉煤灰的掺入能明显提高混凝土的抗渗透性能。当粉煤灰掺量为20%时，混凝土的渗透系数为2.5x10^-10m/s，可以得到最佳的防水效果。但是，硅灰石的掺入对混凝土的抗渗透性的影响不大，减水剂会使混凝土抗渗透性更强，掺量为0.4%时效果最佳。
表2不同掺合料掺量对混凝土的渗透系数的影响
|掺合料|掺量|混凝土渗透系数(m/s)|
|----|----|----|
|粉煤灰|0%|4.7x10^-10|
||10%|3.9x10^-10|
||20%|2.5x10^-10|
||30%|2.9x10^-10|
||40%|4.6x10^-10|
|硅灰石|0%|4.7x10^-10|
||5%|4.3x10^-10|
||10%|4.1x10^-10|
||15%|4.4x10^-10|
||20%|4.9x10^-10|
|减水剂|0%|4.7x10^-10|
||0.2%|3.8x10^-10|
||0.4%|3.0x10^-10|
||0.6%|3.1x10^-10|
||0.8%|3.5x10^-10|
四、再生混凝土的抗冻融性
混凝土的抗冻融性是评价混凝土性能的重要指标之一。本试验采用混凝土抗冻融性系数FM作为抗冻融性能的评价标准，其定义为国家标准(JC/T883-2004)所规定。从表3中可以看出，粉煤灰和硅灰石的掺合对混凝土的抗冻融性能没有明显影响，但在掺入减水剂后，混凝土的抗冻融性能得到了明显的提高，掺量为0.2%时达到最佳。
表3不同掺合料掺量对混凝土抗冻融性的影响
|掺合料|掺量|混凝土抗冻融性系数FM（%）|
|----|----|----|
|粉煤灰|0%|0.8|
||10%|0.9|
||20%|1.0|
||30%|0.9|
||40%|0.8|
|硅灰石|0%|0.8|
||5%|0.8|
||10%|0.8|
||15%|0.9|
||20%|0.8|
|减水剂|0%|0.8|
||0.2%|1.0|
||0.4%|0.9|
||0.6%|0.8|
||0.8%|0.8|
五、三掺再生混凝土在工程上的应用
通过对再生混凝土的实验研究，可以得出以下结论：
1.加入20%的粉煤灰和10%的硅灰石，并掺入0.4%的减水剂时可以得到最优的性能表现。
2.合理的掺合料比例能大大提高再生混凝土的强度和抗渗透性，