再生骨料替代率对混凝土性能影响的实验分析

方 瑾

（安徽职业技术学院，安徽合肥 230011）

再生骨料替代率对混凝土性能影响的实验分析

方 瑾

（安徽职业技术学院，安徽合肥 230011）

用不同的再生骨料替代率，制成再生混凝土。从再生混凝土的和易性、弹性模量和抗压强度等三个方面与普通混凝土进行比较，分析再生骨料替代率的变化对混凝土性能的影响。试验证明，采用适当的再生骨料替代率配制的再生混凝土与普通混凝土基本相当。随着人类对环保的日益重视，再生混凝土产业的发展空间很大，对混凝土的工程应用具有一定的价值意义。

再生骨料；和易性；弹性模量；混凝土抗压强度

1 引言

将废弃混凝土经过加工、破碎、分级后，按一定的比例混合形成再生骨料，部分或全部代替天然骨料配制而成的混凝土称为再生混凝土［1］，实现废弃混凝土的有效回收利用，对于保护环境、节约资源、促进建筑业的可持续发展具有重要意义。再生骨料替代率的比例对混凝土性能的影响也尤其显得重要。

2 试验材料

水泥为巢湖水泥厂生产的32.5级矿渣水泥，其各项主要技术性质符合国家标准。细骨料为普通河砂，级配良好，其筛分实验数据如表1，经计算细度模数为2.66，属中砂。水为自来水。再生骨料为实验室废弃的混凝土试块（原始混凝土的粗骨料为碎石），经由无锡锡仪生产的PE60 ×100型号的鄂式破碎机破碎、筛分得到再生骨料，具有与碎石类似的表面特征，处于干燥状态。主要物理性能、颗粒级配如表2、表3所示。

表1 砂的累计筛余率与分计筛余率计算关系

由表2可见，再生骨料堆积密度低、表观密度低，说明再生骨料内部孔隙多；压碎值大，说明再生骨料强度低；吸水率高，这与混凝土破碎后的颗粒表面附着有水泥浆体和砂浆有直接的关系。由表3可见再生骨料的级配能够满足再生混凝土的配制要求［2］。

表2 再生骨料的基本性能

表3 再生骨料颗粒级配

3 试验配合比

混凝土的设计强度等级为C20，坍落度要求在30～50mm范围，砂率取34%，按照普通混凝土配合比设计步骤计算出1m3混凝土的初步计算配合比为水泥︰砂︰石子＝1︰1.71︰3.32，水灰比：0.51。

4 试验方法

普通混凝土按上述初步配合比配制12升混凝土拌合物制成150mm×150mm×150mm的立方体试件一组，每组试件3个，编号为YC20，再生混凝土按再生骨料取代率为30%，50%，70%，100%也按上述初步配合比配制12升混凝土拌合物150mm×150mm×150mm的立方体试件各一组，每组试件3个，编号为ZC－30、ZC－50、ZC－70、ZC－100。原材料的搅拌采用上海土工生产的STWJ－30型号的强制式搅拌机，搅拌制度是水泥、砂子、石子预搅拌1分钟，然后加入全部的水搅拌3分钟后成型。混凝土拌合物的坍落度实验在搅拌完成后进行，记录坍落度的数据并观察混凝土拌合物的粘聚性和保水性，最后将混凝土拌合物装入试模，用上海土工生产的程控磁盘振动台振实、抹平，养护1天后脱模，试件送养护室标准养护28d后测试其抗压强度。

5 试验结果分析

5.1 混凝土的和易性分析

混凝土的和易性是指混凝土拌合物便于施工操作，并能施工出均匀密实混凝土的性能，包括拌合物的流动性、粘聚性和保水性［3］。流动性用坍落度值来评定，粘聚性和保水性则主要凭经验观测来评价。采用坍落筒实验测出混凝土拌合物的坍落度数据如表4。

表4 混凝土拌合物坍落度

通过实验观察发现，条件相同时，再生混凝土拌合物其流动性比普通混凝土的流动性要小，随着再生粗骨料取代率不断增大，混凝土拌合物的流动性也随之降低。流动性降低会影响到混凝土成型时的密实度，继而影响混凝土的强度，这和再生骨料表面粗糙、孔隙多、吸水率大有关。但同时再生骨料正因为这些特点，反而增大了混凝土拌合物在拌和与浇注时的摩擦阻力，使其保水性与粘聚性得到增强。

5.2 混凝土的弹性模量分析

混凝土的弹性模量是混凝土试块在荷载作用下抵抗变形的能力。弹性模量大，抵抗能力强［4］。采用上海土工生产的型号为STD－2混凝土弹性模量测定仪对各组混凝土试件进行28d立方体弹性模量试验，其弹性模量平均值结果见表5。

表5 混凝土试块弹性模量

再生混凝土的弹性模量随着再生骨料掺量的增加而降低。再生骨料掺量越多为，其混凝土弹性模量越低。再生混凝土弹性模量降低与再生骨料的孔隙率较高［6］、压碎值大有关。这也从另一个侧面反映了再生混凝土强度降低的原因。

5.3 混凝土的抗压强度分析

混凝土的抗压强度是指其标准试件在压力作用下直到破坏时单位面积所能承受的最大应力。抗压强度是评定混凝土质量的重要指标［4］。实验室采用上海土工生产的STYE－2000C全自动压力试验机（手动丝杆）对混凝土试件进行28d立方体抗压强度试验，试验方法按我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》（GBJ81－85）规定进行。各组混凝土试块的抗压强度平均值结果见表6。

表6 混凝土试块抗压强度

从图表的数据中得出，再生粗骨料取代率的变化对混凝土的抗压强度存在一定的影响［5］。配合比相同时，如果取代率少于50%，再生骨料混凝土与普通骨料混凝土的抗压强度差别不大；而当再生粗骨料取代率增大时，混凝土的强度会有明显的降低；当再生骨料达到100%时，混凝土的强度降低较多。再生骨料本身具有的堆积密度低、表观密度低、内部孔隙多、压碎值大、吸水率高等性质决定其制成的混凝土强度比普通混凝土要低［7］。

6 结论

通过再生骨料替代率对混凝土强度影响的实验分析，得出与配合比相同的普通混凝土相比，随着再生粗骨料取代率的不断增大，再生混凝土的流动性将有所降低，而粘聚性和保水性将明显得到改善，其弹性模量明显降低，抗压强度随着再生骨料掺量的增加而降低，掺量超过50%以上，强度将显著降低。尽管再生骨料本身存在着一定的缺陷，但并不意味着再生骨料没有市场，只要对再生骨料进行针对性的性能改性，减少再生骨料中存在的薄弱因素，是实现可持续发展的有效途径，是可以把再生骨料替代率对强度的影响降到最低并生产出高强度、高性能的再生混凝土。再生混凝土的应用，是对生态环境是一种贡献，是混凝土技术的革新，也是时代发展的趋势。

［1］肖建庄.再生混凝土［M］.北京：中国建筑工业出版社，2008.

［2］李占印.再生粗骨料混凝土的性能［D］.西安 ：西安建筑科技大学，2003.

［3］吴红利，宋少民.再生骨料混凝土耐久性试验研究［J］.商品混凝土，2006，（4）：25－30.

［4］杜 婷.建筑垃圾再生混凝土的基本性能及再生骨料强化试验研究［D］.武汉：华中科技大学，2001.

［5］李丽生.再生粗骨料不同取代率对混凝土和易性及强度的影响规律分析［J］.混凝土，2007，（8）：41－43.

［6］张金善，张建华，邬长森.再生混凝土性能和孔结构的研究册［J］.建筑材料学报，2006，9（2）：142－147.

［7］尚建丽，李占印.再生粗集料特征性能试验研究［J］.建筑技术，2003，34（1）：52－53，

Experimental Analysis of the Impact of Recycled Aggregates Replacement Rate on Concrete Properties

Fang Jin
（Anhui Vocational and Technical College，Hefei 230011，China）

Recycled concrete is made from different recycled aggregates replacement rate.Comparing recycled concrete with ordinary concrete from workability，elastic modulus and compressive strength，the article analyzes the impact on the concrete properties from the changes of recycled aggregates substitution rate.The experiment proved that the recycled concrete is equal to ordinary concrete，which is compounded by appropriate recycled aggregates replacement rate.With the emphasis on environmental protection，the development of recycled concrete will be more valuable in application.

recycled aggregates；workability；elastic modulus；concrete compressive strength

TU37

A

1673－1794（2011）05－0065－03

方 瑾（1963－），女，实验师，研究方向：建筑材料学。

安徽省级质量工程项目（20101492）

2011－07－27