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建筑廢料制備生態(tài)護坡復(fù)合材料及其基本性能

文檔作者：郭遠臣1,2 孫巖陳相朱明文檔來源： 1．重慶三峽學(xué)院土木工程學(xué)院 2．重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年04月07日
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2014年第2期(總第292 期)
Number 2 in 2014(Total No．292)
混 凝 土
Concrete
實用技術(shù)
PRACTICAL TECHN0L0GY
doi：10．3969~．issn．1002—3550．2014．02．038
建筑廢料制備生態(tài)護坡復(fù)合材料及其基本性能
郭遠臣1,2，孫巖，。陳相’，朱明’
(1．重慶三峽學(xué)院土木工程學(xué)院，重慶404100；2．重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，重慶400045)
摘要： 以建筑廢料為主要原材料制備了生態(tài)護坡復(fù)合材料。研究了水灰比、硅灰摻量、集料粒徑級配、減水劑摻量對生態(tài)護坡
復(fù)合材料力學(xué)性能和透水性能的影響。研究表明：護坡材料最佳配合比為水灰比0．28、硅灰摻量5％、集料粒經(jīng)級配3：1和減水劑
摻量l％；硅灰的加入能改善生態(tài)護坡復(fù)合材料拌合物的和易性和提高材料的力學(xué)性能。
關(guān)鍵詞： 建筑廢料；護坡材料；生態(tài)；基本性能
中圖分類號： TU528．01 文獻標志碼： A 文章編號： 1002—3550(2014)02—0140—02
Preparation of ecological revetment composite materials with construction waste and its basic properties
GUO Yuanchen1,2 SUNYon ，CHENXianf,ZHUMing
(1．College ofCivilEngineering，ChongqingThreeGorgesUniversity，Chongqing404100。China；
2．College ofMaterials Science andEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400045，China)
Abstract： Preparation ofecological revetment composite materials with construction waste as main raw materia1．The effect ofmechanical
properties and permeability properties ofthe ecological revetment composite materials，which studied on the water-cement ratio and sil—
ica fume，an d the particle size of recycled concrete aggregate，and reducing agent．The research results showed that the best mix ratio of ecological
revetment composite materials was water-cement ratio 0．28 an d silica fume content 5％ ．a(chǎn)nd the particle size ofrecycled concrete
aggregate was 3：1，and reducing agent content l％ ；Silica fume have plays a crucial role，which the improvement ofmechan ical properties
ofecological revetment composite materials．
Key w ords： construction waste；revetment composite material；ecology；basic property
0 引言
三峽工程成功蓄水后，其引發(fā)的環(huán)境問題一直備受關(guān)
注。三峽水庫采取“蓄清排濁”的運行方案，導(dǎo)致上游出現(xiàn)
高程為145～175 m的消落帶。結(jié)果是夏季水位低、冬季水位
高，對邊坡產(chǎn)生周期性的淹沒與沖刷，帶走了地表的土壤，
致使原有的植被經(jīng)常被淹死，誘發(fā)多處滑坡和造成了景觀
破壞。因此，開發(fā)一種集護坡、固土和美化環(huán)境等功能于一
身的生態(tài)護坡材料迫在眉睫。
本試驗所制備生態(tài)護坡復(fù)合材料屬于生態(tài)透水混凝
土一種。國外對透水l生混凝土己研究多年，日本20世紀70年
代后期為解決“因抽取地下水而引起地基下沉”等問題，提
出了“雨水的地下還原政策”著手開發(fā)透水性混凝土鋪裝，
并研究了透水性混凝土鋪裝材料的透水系數(shù)與孔隙率和
強度的關(guān)系[1_3]。玉井元治等在膠結(jié)材中摻用了高分子樹脂
和微細骨料來制備透水性混凝土。在美國，透水性混凝土一
般不含細骨料，稱為無細集料混凝土f4j。在法國已廣泛開展
用多孔混凝土作路邊排水和硬路肩的試驗【5]。
本研究主要以建筑廢料為主要原料，經(jīng)過分揀、破碎
后，粒徑超過4．75 mm的作為生態(tài)護坡復(fù)合材料的再生粗
骨料，試驗參照的標準是基于透水磚的行業(yè)標準進行研究、
測試、結(jié)果分析。
i 試驗方案
1．I 試驗原材料
再生混凝土骨料：萬州某拆遷工程現(xiàn)場建筑廢棄混凝土
經(jīng)破碎分選后獲得。硅灰：產(chǎn)地為成都，表觀密度2 200 kg／m3。
減水劑：皇榜牌早強高效減水劑(FDN型)，推薦摻量，O．3％-
1．5％；當摻量為膠凝材料用量的0．5％～1．2％時，可減少拌
和用水量14％-25％；對水泥的適應(yīng)性良好。試驗用水：萬州
區(qū)自來水。水泥：P·O 32．5級水泥。
1．2 主要設(shè)備及儀器
WES 600電液伺服萬能試驗機、立方體抗壓強度試模
包括(70 mm~70 mmx70 rnlT1)、透水磚抗壓試模(200 mmx
100 mmx60 mm)、透水試模(西75 mrnx60 mm)等，砂漿攪拌機、
球磨機、水泥砂漿抗?jié)B儀、負壓篩分儀、恒溫恒濕標準養(yǎng)護箱。
收稿日期：2013-08一l4
基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目(50774039)；重慶市科委自然科學(xué)基金資助項目(cstc201 2jjA50005)；萬州區(qū)科委科技攻關(guān)項目
(WZ0llR003)
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1．3 試驗方法
試驗設(shè)計根據(jù)JC／T 945-2005透水磚行業(yè)標準，選擇
尺寸200 mm~lO0 mmx60 TTIlTI標準試模，透水磚強度受各
種因素影響，首先確定了水灰比、硅灰摻量、集料粒徑級
配、減水劑量作為主要控制變量，在單因素(粒徑級配、水
灰比、減水劑、硅灰)試驗的基礎(chǔ)上使用正交試驗方法設(shè)計了
L9(3 )(4因素3水平9組)混凝土配合比，如表1～3所示。
表1 正交試驗表
注：集料比為粒徑5～10 TTIn與粒徑10~15toni的比例；集料比
1：O的集料表觀密度p=2 370 kg／m3,集料比3：1的集料表觀密度
p=2 418 kg／m3，集料比2：1的集料表觀密度p=2 435 kg／m 。
表2 正交試驗方案
試驗號水泥／kg集料／kg 水儋硅灰 減水劑／g水灰比
組 試件1 試件2 試件3 平均值 透水率
數(shù) ／MPa ／MPa ／MPa ,／1VIPa ／(cm／s)
從表4中可以看出第四組的強度最高平均強度為
25．9 MPa，是滿足設(shè)計強度25 MPa的。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)各因
子對復(fù)合材料強度貢獻如圖1~4所示。
水灰比
圖1 水灰比對強度影響
硅灰摻量／％
圖2 硅灰摻量對強度影響
、
醴
集料粒徑級配
圖3 集料粒徑級配對強度影響
減水劑量／％
圖4 減水劑量對強度影響
從圖l～4可以看出，對復(fù)合材料強度貢獻最大的因子
是水灰比。如圖l所示水灰比在0．28最為合適，其復(fù)合材料
的平均抗壓強度為22．47 MPa；水灰比0．25、O-3對應(yīng)的平均
強度分別為18．03、16．20 MPa。其次對復(fù)合材料強度貢獻
較大的因子為硅灰摻量。如圖2所示，強度隨硅灰摻量增
加而減小，在5％、8％、12％摻量下強度分別為20．50、19．07、
17．14 MPa。集料粒徑級配和減水劑量對強度貢獻較小。如
圖3,4所示，集料粒徑級配合比為3：1與減水劑摻量1o／黜。
從試驗數(shù)據(jù)得知各組試件透水率均在1 2 cm／s以上，
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能力增強。
5 結(jié)語
本試驗主要研究農(nóng)村公路路面碾壓混凝土的配合比
設(shè)計、工作性、力學(xué)性能以及抗沖擊性能，研究表明：
(1)采用絕對體積法進行農(nóng)村公路路面碾壓混凝土配
合比設(shè)計，通過試驗結(jié)果分析，提出了農(nóng)村公路面碾壓混
凝土配合比范圍。
(2)隨著用水量的增加農(nóng)村公路路面碾壓混凝土的稠
度增加；當用水量和膠凝材料用量不變時，隨著砂率減小，
碾壓混凝土稠度減小，強度增加；當砂率減小到一定程度
后，碾壓混凝土密實度和結(jié)構(gòu)工作性變差。
(3)路面碾壓混凝土中摻入一定量的粉煤灰，可有效
改善農(nóng)村公路路面碾壓混凝土的抗折、抗壓強度和抗沖擊
性能，提高路面碾壓混凝土的耐久性能。
參考文獻：
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超出了JC／T 945-2005透水磚行業(yè)標準要求。
因此，水灰比0．28，硅灰摻量5％，集料粒徑級配3：1，
減水劑量1％為最佳配合比，則第4組配合比即為最優(yōu)配合
比。更進一步的說明在水灰比為0．28，硅灰摻量5％，集料
粒徑級配3：1，減水劑量1％時，生態(tài)護坡復(fù)合材料強度達
到最大值，且保持較高的透水性。
3 結(jié)論
(1)生態(tài)透水復(fù)合材料制備、養(yǎng)護和性能測試參照
JC／T 945-2005透水磚行業(yè)標準執(zhí)行。
(2)最佳配合比為：水灰比0．28，硅灰摻量5％，集料粒
徑級配3：1，減水劑量1％，其生態(tài)護坡復(fù)合材料的強度達
到最大值，其透水率達到12 cm／s以上。
(3)硅灰和減水劑的加入改善了生態(tài)護坡材料拌合物
的和易性和提高了材料的力學(xué)性能。
參考文獻：
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作者簡介：
聯(lián)系地址
聯(lián)系電話：
劉大超(1954一)，男，教授，碩士生導(dǎo)師，全國混凝土協(xié)
會理事。
重慶市南岸區(qū)學(xué)府大道66號重慶交通大學(xué)土木建
筑學(xué)院(400074)
13808326644
林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2011，31(1)：70—76．
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技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2007，17(8)：127—129：
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南京：東南大學(xué)，2004．
作者簡介：
聯(lián)系地址
聯(lián)系電話：
郭遠臣(1982一)，男，副教授，博士，主要研究方向：綠
色建材結(jié)構(gòu)損傷控制、材料循環(huán)研究。
重慶市萬州區(qū)沙龍路二段780號重慶三峽學(xué)院
土木工程學(xué)院(404100)
15025576096
【l3】沈榮熹．新型纖維增強水泥基復(fù)合材料[M]．]E京：中國建材工業(yè)
出版社，2004．
作者簡介：
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黃志講(1984一)，男，從事高J性能混凝土與工程纖維應(yīng)
用研究。
南京市江寧區(qū)秣陵街道醴泉路69號5幢纖維車間
(210111)
025—52705912
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