Ｉ 望墨 主 冻融循环对再生保温混凝土性能影响的试验研究 Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｕｎｄｅｒ ｆｒｅｅｚｅ—ｔｈａｗ ｃｙｃｌｅｓ 吕丹丹 （山西旅游职业学院经济管理系，山西太原０３００３１） 摘要：再生保温混凝土是将建筑材料的再生利用和结构自保温相结合而提出的一种新型绿色建材，为了研究冻融循环对 其性能的影响，在再生保温混凝土优化配合比的基础上，设计了５种不同比例再生粗骨料的配合比进行０、１５、３０、５０次冻融 循环。并测定相应的抗压强度和导热系数。试验结果表明，再生保温混凝土经过冻融循环后强度有所降低，运用回归分析法 确定了不同再生粗骨料取代率的混凝土在不同冻融循环次数后对其抗压性能的定量影响规律，从而为再生保温混凝土在冻 融环境下的工作机理研究提供依据。 关键词：再生保温混凝土；冻融循环；抗压强度；导热系数 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｃｙｃｌｅｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｔｈａｔ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｔｈｅ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｅｌｆ－ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｃｈｏｏｓｉｎｇ ｆｉｖｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓ ｏｆ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｃｏａｒｓｅ ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｍｉｘｔｕｒｅ ｒａｔｉｏ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｈｅ ｉｔｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｒｅｅｚｅ—ｈａｗ ｏｎ ｔｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ｒｅｃｙｃｌｅｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ０，１ ５，３０，５０ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｒｅｅｚｅ－ｔｆｈａｗ ｃｙｃｌｅｓ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｑｕｉｃｋ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｉｔｓ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｈａｖｅ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｆｔｅｒ ｆｒｅｅｚｅ．ｔｈａｗ ｃｙｃｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔ￣ｉｖｅ ｒｅｌａｔｉｏｎａｌ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｆｒｅｅｚｅ．ｔｈａｗ ｃｙｃｌｅｓ ｔｉｍｅｓ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｕｓ ｉｔ ｗｉｌｌ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗｏｒｋ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｎ ｈｅ ｆｔｒｅｅｚｅ．ｔｈａｗ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｃｙｃｌｅｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｆｒｅｅｚｅ—ｈａｗ ｔｃｙｃｌｅｓ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓ￣ｅｎｇｔｈ；ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ 中图分类号：ＴＵ５２８．Ｏ１ 文献标识码：Ｂ文章编号：１００３—８９６５（２０１８）０４—００４８—０３ 只是把这些废旧混凝土当成建筑垃圾处理，那么与我国的 ０引言 近年来，环境卫生差、治安状况不容乐观等问题使城 中村逐渐成为城市区域发展中的短板，所以要对城中村进 可持续发展理念不符，所以要废物利用，再生混凝土应运 而生。再生混凝土除了自身的强度不够以外，保温性能也 较差，为了更好的利用再生混凝土，要改善其性质。再生 保温混凝土是在再生混凝土中加入膨胀珍珠岩保温材料， 综上所述，在建筑桥梁时，一定要重视桥梁质量及项 目带来的利益，这些会直接影Ⅱ向整个工程的质量。钢纤混 行改造。城中村拆除改造会产生大量的废旧混凝土，如果 材料的时候，要仔细把握好厚度的问题，差不多１７ｍｍ 左右就是理想厚度。如果这些我们都做到了，那么混凝土 的质量就可以保证了。在浇筑钢纤维混凝土时，采用的振 凝土在实际施工中为许多工程提供了实践经验和十分宝贵 的理论，对道路桥梁建设发挥着其不可或缺的作用。因其 捣方法不可以是插入式的。如果我们用了插入式，就会使 钢纤维聚集。纤维聚集在混凝土的某一部位对混凝土整体 的坚固程度和承重能力有很大影响，甚至会导致混凝土的 质量下降甚至不合格。此时一定要掌控好荷载力的传递， 拥有很多的技术优势和物理学优势，经验新型混凝土的性 能，已经得到广泛应用。经济和科技发展水平两大因素， 使得这种新型的混凝土的建筑工程也在不断地全面创新， 有一个全面发展的经济全景。另外在钢纤混凝土的使用过 并且在振捣结束后把混凝土表面磨平。通常在搅拌完成之 后混凝土表面会露出一些钢纤维，而我们要做的就是把钢 纤维按压回混凝土的里面，避免造成不必要的伤害。为了 程中也理应不断创新。不断发掘钢纤混凝土的优势，弥补 其中的不足，以期它能在今后更大的建筑领域发挥不可或 缺的重要作用。 参考文献 ［１］高正荟．道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用 符合钢纤维混凝土的粗骨细料、纤维的分布不规则的特点， 要采用真空吸水法来施工，还要磨平机器，与此同时，为 了避免在拉毛的时候出现钢纤维外露的现象，需要在施工 时采取压纹法 。在摊铺结束之后，还需要做一个很重要 的工作，那就是对钢纤维进行整平，一定要把路面坡度以 分析［Ｊ］．甘肃科技纵横，２０１６，４５（９）：４８—５Ｏ． 【２】刘振英，赵如愿，李双丞等．道路桥梁施工中钢 纤维混凝土技术应用研究［Ｊ］．交通世界，２０１７，１４（３４）：１２８－ １２９． 及路拱的一些情况相结合分析之后才可以开展压路工作。 其中，对钢纤混凝土的应用以及对大工程、大面积的钢纤 维混凝土的使用，应尤其注意其温度控制和其创新技术的 应用，对钢纤混凝土的施工过程注意把握技巧和方法，使 其的最终质量得到一定的保障，保证施工的顺利进行。 ［３］许华章，韩红青．钢纤维混凝土技术在公路桥梁施 工中的应用［Ｊ］．四川水泥，２０１６，３２（４）：１２—１２． ［４］王国建，张玮．钢纤维混凝土技术在桥梁施工中的 应用探究［Ｊ］．中国新技术新产品，２０１７，１２（４）：９０—９１． ４结语 水泥与混凝土 ｌ 表１ 再生保温混凝土的配合比 试块编号 ＲＣＡ一０ ＲＣＡ一３Ｏ 水灰比 ０．４５ ０．４５ 水泥ｋｇ／ｍ。 拌合水ｋｇ／ｍ 砂ｋｇ／ｍ。 天然粗骨料ｋｇ／ｍ。 再生粗骨料／ｋｇ／ｍ。 膨胀珍珠岩ｍ３／ｍ。 ４２０ ４２Ｏ １８９ １８９ ４７１ ４７１ １１ＯＯ ７７０ ０ ３３０ １．３ １ ３ ＲＣＡ－５０ ＲＣＡ－７０ ０ ４５ ０．４５ ４２０ ４２Ｏ １８９ １８９ ４７１ ４７１ ５５０ ３３０ ５５０ ７７０ １ ３ １．３ ＲＣＡ一１０Ｏ ０ ４５ ４２０ １８９ ４７１ ０ １１ＯＯ １．３ 注：ＲＣＡ一０、３０、５０、７０、１００表示再生粗骨料替代率分别为０％、３０％、５０％、７０％、１００％ 把“建筑材料的再生利用”和“结构自保温”相结合，解 决了再生混凝土保温性能差的难题，更能实现其使用价值。 再生保温混凝土立方体试块在受压前经过了不同次数 的冻融循环作用，在不断的冻一融一冻的过程中，产生 的冰压力会加深混凝土内部的微裂缝，接下来承受压力机 施加的正压力时，经过冻融作用后的立方体试块内部的裂 高寒地区混凝土工程会受到冻融损害，长期的结冻一 融化一结冻循环致使混凝土内部产生反复应力，使其从外 表面开始剥落逐步向内部深入，从而降低混凝土强度。国 内外很多学者研究了；东融循环作用分别对保温混凝土和再 生混凝土性能的影响规律” ，而关于再生保温混凝土这 缝比未经过；东融作用的多且深，导致抗压强度降低［５－６１０ Ｎ＝１５时，混凝土试块承受压力后产生的裂纹数量少且深 度较浅：随着冻融次数的增加裂纹也增多，棱柱形破坏愈 发清晰：Ｎ＝５０时，其破坏形态较为严重，顺着压力方向 分成一条近似棱柱体的柱状，形成了与普通混凝土相似的 种新型材料在冻融循环作用下的变化规律的研究则较少， 本文则是从这个角度对再生保温混凝土进行试验研究， 着重探讨冻融循环作用对其抗压强度和导热系数的影响规 律，分析其劣化机理，为安全耐久性设计提供有力的依据。 正倒相连的八字形裂缝形态，其破坏剥落部位有再生骨料 被剪坏的部位，也有砂浆与骨料界面破坏的部位。 １ 试验概况 １．１原材料 水泥选用普通硅酸盐水泥；砂选用山西某砂石厂中 砂，堆积密度１ ５００ ｋｇ／ｍ ；天然粗骨料为连续级配的天 然碎石，粒径５～２Ｏｍｍ，吸水率２．３％：再生粗骨料为 太原某城中村拆除的废旧混凝土经过简单处理而成，粒径 ５—２０ｍｍ，吸水率７．５％，连续级配；保温材料为河南某 工厂生产的膨胀珍珠岩颗粒。 １．２混凝土配合比 再生保温混凝土强度等级Ｃ４０，在其优化配合比的基 础上，设计五种不同的再生粗骨料替代率（再生粗骨料替 代天然粗骨料的比例）０％，３０％，５０％，７０％，１ Ｄ０％ 进行试验，试验之前使再生粗骨料达到与天然粗骨料吸水 量相同的状态，具体配合比如表１所示。 １．３试验方法 ａ Ｎ＝０ ｂ Ｎ：１ ５ ｃ Ｎ＝３０ ｄ Ｎ＝５０ 图１不同冻融循环次数后再生保温混凝土的抗压破坏形态 冻融循环试验按照规范ＧＢ／７－５００８２—２００９中的“快 速冻融方法”进行，冻融次数为０、１ ５、３０和５Ｏ次。设 定的冻融次数完成以后，按照规范ＧＢ／Ｔ ５００８１—２００２中 的方法进行混凝土立方体抗压强度试验，按照稳态双平板 法进行导热系数测定。 ２．２冻融循环对抗压强度的影响 选取标准养护２８天再生保温混凝土进行研究，其经 过冻融循环作用后的立方体抗压强度试验值如表２所示。 表２不同冻融循环次数后的立方体抗压强度试验值 ；东融循环次数 试件编号 Ｎ＝Ｏ Ｎ＝１５ Ｎ＝３０ Ｎ＝５０ ２试验结果与分析 ２．１抗压破坏形态 选取ＲＣＡ一３０的再生保温混凝土进行分析，其经过 ＲＣＡ一０ ＲＣＡ－３０ ＲＣＡ－５０ ＲＣＡ－７０ ＲＣＡ一 １００ （ＭＰａ） ． ４３ ２５ ４０．４７ ３９．５８ ３９ ７２ ４Ｏ １３ （ＭＰａ） ． ４０ ３６ ３７ ９６ ３７．０８ ３５．９８ ３５ Ｏ８ （ＭＰａ） ． ３６ ５８ ３５ ３３ ３３ ２３ ３１＿８５ ３０．５４ （ＭＰａ） ３２．３７ ３１ ２６ ２９．３５ ２７ １２ ２４ ７５ ；东融循环作用后的抗压破坏形态如图１所示。从图中可以 看出，再生保温混凝土立方体试块的抗压破坏形态和破坏 过程与普通混凝土相似，试块上下两面承受同等的正压力， 使试块发生纵向变形，同时产生的横向变形由于受到压力 机的摩擦力作用有所，呈现“棱柱形的残体”。 从表２中的数据可以得到，再生粗骨料部分或者全 ４９ Ｉ 墨里 部替代天然粗骨料后，混凝土的抗压强度大部分会降低， 这是由于再生粗骨料颗粒棱角多，表面粗糙，与水泥砂浆 的粘结力较为薄弱且内部存在大量微裂缝。经过冻融循环 作用后，其立方体抗压强度值降低，相同冻融次数后， 再生粗骨料替代率为０％、３Ｏ％、５０％、７Ｏ％、１００％ 的保温混凝土试块强度降低趋势基本相同。经过５０次冻 融循环后，再生保温混凝土抗压强度值降低为初始值的 ７４．８４％、７７．２４％、７４．１ ５％、６８．２８％、６１．６７％，替代 率为３０％的保温混凝土试件强度损失率最小，是从力学 角度考虑的极限掺量。 ＲＣＡ一０、３０、５０、７０、１Ｏ０再生保温混凝土立方体 抗压强度值 ，和冻融次数Ｎ的线性拟合曲线如图２所示。 泰盈 袁数 图２再生保温混凝土抗压强度与冻融次数的拟合关系 由上图中的数据，列出再生保温混凝土立方体抗压强 度厶与冻融循环作用次数Ｎ之间的线性回归方程 ： ＝一０．２１ ８４Ｎ＋４３．３２８，Ｒ ＝Ｏ．９６６８（Ｒ＝０％）； ＝一０．１８５０Ｎ＋４０．５９８，Ｒ ＝０．９５４３（Ｒ＝３０％）： ＝一０．２０２８Ｎ＋３９．５７７，Ｒ ＝０．９４３６（Ｒ＝５０％）； ／ ＝一０．２５４６Ｎ＋３６．６６４，Ｒ ＝０．９７２４（Ｒ＝７０％）； ＝一０．３０６４Ｎ＋４０．０２６，Ｒ ＝Ｏ．９６３８（Ｒ＝１００％） ２．３冻融循环对导热系数的影响 Ｏ ２Ｏ ４０ 五ｏ ８０ ｌ００ 再生粗骨料替代辜 （％） 图３再生保温混凝土导热系数与再生粗骨料替代率的关系 选取标准养护２８天的再生保温混凝土进行研究，其 ５０ 不同再生粗骨料替代率下的导热系数，如图３所示。随 着再生粗骨料替代率的不同，再生保温混凝土的导热系数 在０．３０５～０．３３５ Ｗ／（ｍ·ｋ）浮动，表明在保温混凝土中 加入再生粗骨料对其导热系数影响不明显，其中替代率为 ３０％的保温混凝土试块导热系数最小。 再生保温混凝土在经过冻融循环作用后导热系数会略 增高，这是由于经过冻融循环后，再生保温凝凝土的内部 孔结构发生变化，孔径增大，毛细管部分连通，单位面积 传递的热量增大，从而导致导热系数增高。 ３结语 通过冻融循环对再生保温混凝土性能影响的试验研 究，得到以下结论： １）再生保温混凝土在经过相同的冻融次数后，五种 再生保温混凝土试块的强度降低趋势基本相同。５Ｏ次冻 融循环后，其抗压强度值分别降低为初始值的７４．８４％、 ７７．２４％、７４．１５％、６８．２８％、６１．６７％。 ２）再生保温混凝土在经过冻融循环作用后，立方体 抗压强度值呈线性降低的趋势，借用数学方法，列出了再 生保温混凝土的立方体抗压强度值和冻融次数的拟合关系 表达式。 ３）再生保温混凝土在经过冻融循环作用后，导热系 数会略增高。 参考文献 ［１］吕丹丹，刘元珍，李珠，许丽．冻融循环下玻化微 珠保温混凝土抗压性能试验研究【Ｊ］．混凝土，２０１４（０５）： ２３－２６． ［２］高莉，刘元珍，李珠，许丽．冻融作用下玻化微 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