再生细骨料对含砖类再生砼的性能影响

李群山，赵 超

(1.许昌市政府投资项目代建制管理办公室，许昌 461000；2.许昌学院，许昌 461000)

再生细骨料对含砖类再生砼的性能影响

李群山1，赵 超2

(1.许昌市政府投资项目代建制管理办公室，许昌 461000；2.许昌学院，许昌 461000)

该文使用普通天然骨料、经水洗再生骨料和未经水洗处理的再生骨料制备再生混凝土，分别测定其抗压强度、抗弯强度和弹性模量。试验结果表明，再生混凝土的抗弯强度在低水胶比时与一般混凝土有较大差距；但经由水洗过程，可改善再生骨料与水泥浆间的握裹情况，从而大幅提高其抗弯强度；同时，水灰比变化或使用不同再生骨材对混凝土弹性模量的影响并不明显。

砖含量； 再生混凝土； 再生骨料； 力学性能

既有建筑物的拆迁与改造产生出大量的碎砖、混凝土等废弃物，造成了生态环境的严重污染。有效地回收和利用建筑废弃碎砖石、混凝土等废弃物作为新拌混凝土的原材料，不仅可节约资源、实现资源的再利用，还可保护生态环境，具有重要意义。

再生骨料因材料来源及制造过程不同，其所得的骨料基本性质也不同，相对地再生混凝土的制造方法也有异于普通混凝土。再生骨料的主要成分为碎混凝土和碎砖。上海大学石建光的研究表明[1]，再生粗骨料中碎砖成分会降低再生混凝土的强抗压强度和抗拉强度；但南京林业大学余倩[2]的研究表明，通过配合比的设计、减水剂和掺合料的合理使用，以碎砖作为粗骨料依旧可以得到强度在C40左右的再生混凝土。

该文通过分析不同再生砖含量的含砖类再生骨料制备的再生混凝土，研究了含砖类再生骨料对再生混凝土力学性能的影响。

1 试 验

1.1 材料

该试验再生骨料取自河南许昌衙前街拆迁区不同处的建筑废弃物。拆除后的建筑废弃物由废弃混凝土块、钢筋、碎磁砖、碎红砖、木头、塑料、纸类等组成。其中钢筋、塑料、木板及较轻的杂质分别以磁力及风力析出。依其处理程序为：使用德国维特根生产的MOBIREX MR 110 EVO大型建筑垃圾破碎设备，先将建筑废弃物置入机械入口，先经孔径约15 cm的水平摇筛机加以初步过筛，将较大的木板、杂质筛除，再经滚式摇筛机经水平、垂直震动将较细的骨料及黏土筛离，然后经输送带将骨料带往磁选机及风选机处，将钢筋、塑料、木板及较轻的杂质以磁力及风力析出。再生骨料使用前需送往固定筛孔大小的碎石机碎化成所需骨料粒径大小，再经输送带将骨料送往堆放地点，最终所得到再生骨料主要为混凝土块、碎磁砖、碎红砖及些许杂质。

天然细骨料取自河南襄县，天然粗骨料取自河南禹州，合乎建筑用砂、建筑用石的要求。水泥使用禹州无梁水泥厂生产的I型普通硅酸盐水泥。

1.2 方法

为了解再生骨料经水洗与未经水洗所拌制出来的再生混凝土，即探讨再生细骨料对再生混凝土的影响，使用普通天然骨料、经水洗 (不含再生砂)再生骨料和未经水洗处理(含再生砂)的再生骨料共计3种骨料，分别拌制水胶比为0.38、0.46、0.58、0.67、0.80 这5组混凝土，其试体编号举例分别为N-0.38、AR-0.38 及AS-0.38。其中N及A代表骨料类别，分别为使用天然骨料N群及再生骨料A群；R及S为骨料性质，R为经水洗的再生骨料，S为未经水洗的原始再生骨料；0.38为水胶比。其中原始再生骨料S的再生砂含量较少，在计算配合比时，其细骨料不够的部分，则由普通砂以相同体积量来取代。所使用的再生骨料为再生骨料A 群，将其称为AR及AS系列。

各组试件的混凝土配合比如表1、表2和表3所示。

表1 R系列的普通混凝土试验配合比 /(kg·m-3)

表2 AR系列的试验配合比 /(kg·m-3)

表3 AS 及BS系列的试验配合比 /(kg·m-3)

(159): 表示再生砂含量。

按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB 50081—2002的规定，分别测定再生混凝土的抗压强度、抗弯强度与弹性模量。

2 结果与分析

2.1 试验结果

不同组别的再生混凝土的抗压强度、抗弯强度与抗折强度试验结果[3-5]，如表4和表5所示。

表4 AR系列的力学性质

表5 AS系列的力学性质

2.2 试验分析与结论

由试验结果可知，在低水胶比时，AR系列的再生混凝土抗压强度可达到N系列一般混凝土强度的70%以上，而AS系列的再生混凝土抗压强度仅只有N系列一般混凝土强度的60%左右；在高水胶比时，AR系列的再生混凝土抗压强度可达到一般混凝土强度的90% 左右，而AS系列的再生混凝土抗压强度只能达到一般混凝土强度的约75% 而已。这是因为使用经水洗过的再生骨料，其骨料表面的杂质、粉粒、有害物被洗去，且不含再生砂，其抗压强度不论在低水胶比或高水胶比时，都会比使用未经水洗再生骨料的再生混凝土强度高[6-8]。

在抗弯强度方面，不论在高水胶比还是低水胶比时，AR系列再生混凝土的抗弯强度均比AS系列再生混凝土的抗弯强度来的大，这是因为含再生砂对任何强度性质而言皆不利。在相同水胶比下，AR系列再生混凝土抗弯强度均可达N系列一般混凝土抗弯强度的80%以上；而AS系列再生混凝土抗弯强度则较低，且水胶比愈小时抗弯强度愈低。在水胶比小于0.5时，AR系列和AS系列再生混凝土抗弯强度仅能达到N系列抗弯强度的75%；在高水胶比时(W/C>0.6时)，AR系列和AS系列再生混凝土抗弯强度均可达到一般混凝土抗弯强度的90%左右。

另外在试验结果中可发现，AR系列再生混凝土的抗弯强度竟然比一般混凝土的抗弯强度还要高，这个现象是有些出乎意料的。可能是一般混凝土在高水胶比、低强度时，骨料与水泥浆间的界面为最薄弱面，故而使用水洗过的再生骨料，其混凝土内骨料与水泥浆间有较佳的握裹现象进而改善此薄弱面，其抗弯强度就有可能比一般混凝土的抗弯强度还高。

综合上述的试验结果可知，如同抗压强度，再生混凝土的抗弯强度在低水胶比时与一般混凝土有较大的差距，但经由水洗过程，可改善再生骨料与水泥浆间的握裹情况，从而大幅提高抗弯强度值。

弹性模量方面，通过N 系列、AR 系列和AS 系列混凝土的弹性模量试验结果可知，不论在低水灰比或高水灰比时，使用再生砂或不使用再生砂的再生混凝土，其弹性模量均可达一般混凝土弹性模量的70%左右，而且因水灰比变化或使用不同再生骨材对混凝土弹性模量的影响并不明显[9]。

3 结 语

综上所述，从再生骨料的基本性质以及再生砼的抗压强度、抗弯强度和弹性模量的力学性能来看，使用含碎砖的建筑废弃砼来生产再生砼是可行的。由于时间和试验条件各方面限制，该文仅对含碎砖的再生砼力学性能部分进行了试验研究，而对其硬化收缩性能、抗渗性、抗冻性、微观空隙结构等方面都没有涉及，特别是考虑到碎砖自身孔隙率较大导致的再生砼耐久性有可能降低的问题，更有待于进一步深入研究。

[1] 石建光.再生骨料对混凝土性能影响的试验研究和计算分析[D].上海：上海大学，2011.

[2] 余 倩.碎砖类骨料再生混凝土的制备方法及其性能研究[D].南京：南京林业大学，2013.

[3] 张志清,任 慧,陈 瑞.基于欧氏距离法分析再生集料的性能差异[J].北京工业大学学报,2012,36(9):1321-1325.

[4] 王 辉.再生骨料混凝土特性及研究现状[J].黄河水利职业技术学院学报,2011,21(4):13-15.

[5] 王俊林,刘园园,丁亚峰.粗细集料都用再生骨料制备试块的试验研究[J].河南建材,2010,41(3):19-21.

[6] 陈智泽,李丽娟,刘 锋,等.再生胶粉改性高强混凝土基本性能试验研究[J].广东土木与建筑,2006,19(8):22-24.

[7] 张慧莉,田堪良.矿渣聚丙烯纤维混凝土的抗压性能[J].四川大学学报(工程科学版),2011,23(3):49-55.

[8] 王 喆,颜铭,王延璞.高掺量粉煤灰混凝土的性能及其应用分析[J].山西建筑,2011,20(9):116-117.

[9] 季 韬,李 锋,庄一舟,梁咏宁,朱荣军,左国庆,周丰.机制砂比表面积对混凝土性能的影响[J].混凝土,2011,37(2):67-69.

Performance Impact of the Recycled Fine Aggregates on Recycled Concrete Containing Brick

(LI Qun-shan1，ZHAO Chao2

(1.Agent-construction System Administration Office of Xuchang Government Invested Project，Xuchang 461000，China；2.Xuchang Universiy，Xuchang 461000，China)

This paper adopts the common natural aggregates, water washed recycled aggregates and unwashed recycled aggregates to prepare the recycled concrete, and then respectively measure its compressive strength, flexure strength and elasticity modulus.The test shows that there is greater difference in the flexure strength between the recycled concrete and common concrete.But the washing process can improve the bond situation between the recycled aggregates and cement paste and hence greatly improve the flexure strength value, the influence of the water cement ratio change or the different recycled aggregates on the modulus of elasticity of concrete is not so obvious.

brick content； recycled concrete； recycled aggregate； mechanical property

10.3963/j.issn.1674-6066.2015.02.007

2014-11-15.

河南省教育厅科学技术研究重点项目(14A560012).

李群山(1979-)，工程师.E-mail:706935499@qq.com