再生卵石骨料混凝土力学性能试验分析

魏 秀 瑛

(湖南高速铁路职业技术学院，湖南 衡阳 421000)

0 引言

长期发展中骨料多被认为是惰性填充物，研究发现，仅将骨料视为混凝土填充材料十分不科学。骨料不仅构成混凝土骨架同时也决定了混凝土工作性能。现在我国有很多学者对卵石骨料混凝土的再生进行研究，同时也得到大量成果。但是更多的研究重点在于再生卵石粗骨料配置再生混凝土，对于卵石粗骨料混凝土研究较少。我国地域辽阔，有大量卵石，配置再生混凝土之后力学性能可以显著改善，现在对其深入研究提供重要理论基础。

1 试验概况

1.1 试验材料

以某工程中使用的再生卵石骨料混凝土为研究对象，主要采用普通硅酸盐水泥和粉煤灰，在通过分类和加工之后得到再生卵石料。同时也选取天然粗骨料为卵石，粒径通常为5 mm～20 mm。水泥主要是硅酸盐水泥。

1.2 粗骨料物理数据分析

分析发现再生骨料表面密度为2 700 kg/m3。天然骨料为2 590 kg/m3；压碎指标：再生骨料为14.6%，天然骨料未测得；吸水率：再生骨料为3.6%，天然骨料未测得；含泥量：再生骨料为2.7%，天然骨料为3.8%。分析测得数据可知再生粗骨料表面密度和堆积和天然骨料相比较低，但吸水率高，含沙量大，压碎指数更高。主要因为再生粗骨料表面会附着砂浆。

1.3 对再生混凝土力学性能分析

试件设计，9种再生卵石骨料取代率为0～100的递增，中间极差大约在10%，试件制作数量为99，为150 mm×150 mm×150 mm立方体、150 mm×150 mm×300 mm以及150 mm×150 mm×5 500 mm棱柱试件。

取代率R，0%作为基准，以C30混凝土为准计算配合比，在每组配合比试件中要保证水胶体比Mw/mB,C,S粗骨料都不能改变，同时也要分析再生卵石中粗骨料吸水率，随着取代率的提升，各种附加用水量也在持续提升，见表1。

实验和加载方式。要保证试件都为冷却够28 d，依照普通混凝土力学性能试验分析中的规定进行试验，对立方体和棱柱体的试件主要使用150 mm×150 mm×150 mm立方体和150 mm×150 mm×300 mm标准试件。

2 实验结果分析

2.1 破坏形态分析

出现破坏前，在侧表面出现竖裂缝，应力持续加大，裂缝持续延伸，最后形成45°角的X斜缝，同时混凝土表面出现剥落，试件出现严重破坏。棱柱试件加载初并没有肉眼可辨裂缝，在峰值接近应力时，试件中出现竖向微小缝隙。在达到最大值之后，应力持续增加，微小缝隙持续发展贯通，最后形成斜缝隙，贯穿整个试件。从破坏形态看，再生卵石骨料混凝土试件和一般试件相同。

表1 再生卵石骨料混凝土配比

2.2 立方体抗压强度和棱柱体抗压

再生卵石骨料混凝土抗压强度为fcu棱柱体抗压强度为fc中选择每组的平均值。立方体抗压强度再生卵石混凝土取代率R只有10%，20%小于一般混凝土，剩余各种取代率要不小于一般混凝土，变化范围在94%～138%。棱柱抗压强度，骨料混凝土取代率R，在10%～90%之内同时和一般混凝土相比较小，两者比值变化都处在96%～132%内。

2.3 抗折强度

2.4 收缩

混凝土收缩主要为混凝土与空气内凝结、硬化中体积减少的现象，也为混凝土中的重要性能。在本次实验中，对比两组实验件在自然养护下的收缩情况。对比两组收缩率曲线发现。再生混凝土收缩率会于凝结初期增加，随着时间延长，收缩率也会逐步减小，此种情况和一般混凝土收缩情况相一致。但在不同替代率之下和一般混凝土之间有较大差距。出现此种情况主要因为再生骨料自身弹性模量较低，空隙率高，因此为保证再生混凝土性能要加入附加水提升水灰比，使得干收缩较大。

2.5 和易性

分析发现采用不同水量之后，再生混凝土坍落度会随代替率提升而降低，同时流动性也会变差。分析发现可减水剂添加量以及时间之间有重要关系，和附加水添加时间关系不大。和天然骨料混凝土相比，再生混凝土粘聚性、保水性会随着代替率提升而有显著提升。出现此种情况主要因为再生骨料空隙率较大，进而使得吸水率也变大，粒形较为粗糙，混凝土拌合物摩阻增加。

3 结论分析

再生卵粗骨料和天然卵石料相比之下，吸水率、含水率这些都有显著提升，表观密度与堆积密度相比有所降低，再生卵石粗骨料的表面附着水泥基体分数大致为3.8%。

再生卵石骨料混凝土在整个破坏过程中其形态和一般混凝土几乎等同，在破坏过程中都表现为粗骨料和水泥胶凝界面会出现黏结问题。

和一般混凝土对比，再生卵石骨料混凝土中的很多性能都有轻微提高的趋势。但是在立方体抗压强度上，取代率只处在10%～20%内，和一般混凝土比较小。棱柱抗压强度的R为10%～90%时和一般混凝土比较小。抗折强度主要为10%～90%内才会小于混凝土。因此可以认为再生卵石粗骨料混凝土强度在随着R值不断提升时出现变化趋势和传统再生碎石骨料混凝土研究结果有不同，这些问题主要是因为和再生卵石相比碎石表面结构不同造成的。

分析再生混凝土收缩变形情况可知，和常规混凝土比有较大差距。因此如何控制再生混凝土实际变形性需深入研究。

分析发现再生骨料表面密度和天然骨料相比较小，但并未出现显著差异，且其他物理指标和天然骨料相比有一定差距，但可满足规范要求。再生混凝土和易性在减水剂得到合适控制后可充分满足工程需求。