再生骨料对再生混凝土基本性能的影响

陈晋华

(福建船政交通职业学院建筑工程系, 福建 福州 350007)

再生骨料对再生混凝土基本性能的影响

陈晋华

(福建船政交通职业学院建筑工程系, 福建 福州 350007)

试验测定了再生骨料的各项技术指标，以及在不同再生骨料取代率下的再生混凝土的坍落度、强度等技术指标.通过对试验数据进行分析，得出下以结论：再生骨料的各项物理技术性能比天然骨料有一定程度降低，但满足GB/T25177-2010规定要求，可用于再生混凝土.再生骨料吸水率大，在再生混凝土配合比设计用水量的确定时应充分考虑.随着再生骨料取代率增加混凝土坍落度在减小.再生混凝土强度也与再生骨料取代率密切相关，当取代率为40%时，强度降低幅度较小；当取代率达100%时，强度下降明显，因此配制再生混凝土时，控制再生骨料取代率是关键因素.

再生骨料；再生混凝土；取代率；混凝土配合比

21世纪以来，随着城市化进程的不断加快，我国建筑行业正在蓬勃地发展，对于混凝土及其粗细骨料的需求量日益增大.与混凝土粗细骨料的巨大需求量相对应的是数量庞大的废弃混凝土，废弃混凝土中含有大量的砂石骨料，如果能将它们合理地回收利用，生产再生混凝土用到新的建筑物上，不仅能降低成本，节省天然资源，缓解骨料供求矛盾，还能减轻废弃混凝土对环境的污染，是可持续发展战略的一个重要组成部分.因此，如何充分、高效、经济的利用建筑垃圾，特别是废弃混凝土已经成为许多国家共同研究的一个课题.

1 再生骨料及再生混凝土

再生骨料是将废弃混凝土通过破碎、筛分、清洗等一系列加工后作为混凝土的骨料，按尺寸大小分为再生粗骨料、再生细骨料；用再生骨料部分或全部取代天然骨料配制的新混凝土为再生骨料混凝土[1](Recycled Aggregate Concrete,简称RAC).本文从不同水胶比、不同再生骨料取代率及不同混凝土强度等级等方面，分析再生骨料对混凝土的技术性能的影响，以及配制再生混凝土的关键因素.

图1 再生骨料生产流程图

2 再生骨料的基本性能

对再生骨料的基本性能进行试验测定，再生骨料的表观密度、吸水率、针片状颗粒含量、压碎指标值、空隙率、颗粒级配均满足GB/T25177-2010规定的混凝土用再生粗骨料要求，见表1.

表1 再生粗骨料材料性能

3 试验原材料

3.1 水泥

P.O 42.5R普通硅酸盐水泥，其各项指标见表2.

表2 水泥主要性能指标

3.2 集料

3.2.1 细集料

细集料用闽江产的中砂，性能指标见表3.

表3 砂的主要性能指标

3.2.2 粗集料

天然粗集料采用碎石，性能指标见表4.

表4 天然碎石各项性能指标

再生骨料的表观密度、压碎指标值、针片状含量都较天然集料稍差，吸水率较大，但完全能满足规范的要求.

3.2.3 矿物掺合料

试验采用粉煤灰掺合料，其各项技术指标见表5.

表5 粉煤灰性能指标

4 配合比设计

在普通混凝土基础上，取坍落度为40～60mm时的砂率和用水量，配制强度为C25、C30、C35的再生混凝土[2]，再生骨料取代率分别为0、40%、70%、100%[3].计算出的配合比结果见表6.

表6 再生混凝土试验配合比及拌合物性能(kg/m3)

5 再生骨料取代率及混凝土试验

不同再生骨料取代率、不同标号混凝土的试验数据见表7.

表7 不同再生骨料取代率、不同强度等级混凝土强度试验结果

从上表分析可以得出：(1)不同强度等级混凝土随再生骨料掺量增加，坍落度在减小，这一现象可以从两方面解释：1)再生骨料由于表面含有水泥浆而具有较大的吸水率，使得新拌混凝土水灰比变小，导致坍落度减小；2)再生骨料是通过机械破碎得到的，其表面较天然骨料粗糙，也会影响新拌混凝土坍落度[4].(2)不同强度等级混凝土随再生骨料掺量增加，混凝土强度在降低，再生骨料掺量越高，对早期强度影响越明显，但对后期强度影响较小.

6 结论与分析

(1)再生骨料的表观密度小于天然骨料，吸水率、压碎指标值等物理性能稍劣于天然骨料，但满足(GB/T25177-2010)规定的混凝土用粗骨料要求，可以用于再生混凝土的制作.

(2)无论是普通混凝土还是再生骨料混凝土，水胶比都是影响其强度的主要因素之一.

(3)再生骨料的掺量对强度影响明显，掺量越大，混凝土强度下降越明显，尤其体现在早期强度[5].当再生骨料取代率小于40%时，其抗压强度与普通混凝土抗压强度差距不大；当取代率达70%时，其抗压强度降低10%～20%不等；当取代率达100%时，其抗压强度降低较多，最大达30%.同时相关试验表明： 再生骨料混凝土与天然骨料混凝土，在同一水胶比情况下，再生骨料混凝土的28天抗压强度约低20%，但其相差幅度会随着龄期的增长而减小[6].

(4)再生骨料的取代率对混凝土施工性能有很大影响[7]. 再生骨料的吸水性很大，在混凝土拌合时就吸收了很多水分，影响混凝土的工作性.为满足施工和易性要求可在混凝土中掺入适量减水剂来调整，通过调整减水剂用量，可以配制强度高、和易性良好的再生骨料混凝土.

(5)粉煤灰掺合料对再生骨料混凝土的强度影响最小，但掺合料有利于混凝土的后期强度，对提高混凝土的工作性有很大益处.

(6)通过实验数据及经验分析得出较优化的配合比参数，即水胶比0.42，粉煤灰掺量10%，再生骨料取代率取40%是比较合理的，可以生产出强度较高、和易性较好的再生骨料混凝土.

[1]肖建庄,袁飚,雷斌.再生粗骨料性能试验与分析[J]. 中国煤炭,2007,(1):14-16.

[2]赵军，邓志恒，林俊.再生混凝土配合比设计的试验研究[J].广西工学院学报，2007，(3)：82-84.

[3]胡敏萍.不同取代率再生粗骨料混凝土的力学特性[J].混凝土，2007，(2)：52-54.

[4]邓旭华.水灰比对再生混凝土强度影响的试验研究[J].混凝土，2005，(5)：46.

[5]王新波,杨永生,颜伟.再生骨料及再生混凝土基本性能研究[J].山西建筑，2008，(9)：3-4.

[6]陈爱玖,章青,王静.再生混凝土技术[M].北京：中国水利水电出版社，2013.

[7]李昌铸,卢铁瑞,刘月莲.水泥混凝土路面再生利用关键技术[M] 北京：人民交通出版社，2010.

(责任编校：晴川)

Influence of Recycled Aggregate on Basic Properties of Recycled Concrete

CHEN Jinhua

(Department of Architectural Engineering, Fujian Chuanzheng Communications College, Fuzhou Fujian 350007, China)

The paper determined main technical indexes of recycled aggregate, as well as several indexes of recycled concrete like slump and strength under different aggregate replacement rates. Based on the analysis of experimental data, we can conclude that all physical technical properties of recycled aggregate are lower than those of natural aggregate to some extent, but they meet specified requirements of GB/T25177-2010. Recycled aggregate has great water absorption which should be fully considered when identifying the water consumption of the concrete. As the replacement rate of recycled aggregate increases, the slump of concrete decreases. The concrete strength is also strongly coupled with the aggregate replacement rate, and the strength decrease is relatively small when the replacement rate is 40%; it has a evident decline when the replacement rate reaches 100%. Therefore, controlling the replacement rate is the key factor while making up the recycled concrete.

recycled aggregate; recycled concrete; replacement rate;concrete proportions

2015-08-04

福建省教育厅科研基金(批准号：JB14150)资助项目.

陈晋华(1972— )，女，福建福清人，福建船政交通职业学院建筑工程系副教授，硕士.研究方向：道路工程.

TU528

A

1008-4681(2015)05-0029-03