再生混凝土配制与力学性能研究

王菊 吴晓雷

摘 要：在城市建设过程中，废弃混凝土是普遍存在的固体废弃物，而利用废弃混凝土再加工应用于实际工程当中是一种绿色环保有效回收利用方式。该文通过由废弃混凝土制备的粗骨料部分替代天然粗骨料，制作再生混凝土试件，按照普通混凝土力学性能试验方法标准进行测试，通过相关力学性能试验，并对试验的结果进行分析总结，对于实际工程的再生混凝土的应用提供参考。

关键词：粗骨料；再生混凝土；力学性能

中图分类号：TU528 文献标志码：A

0 前言

在建材料行业当中，传统的材料普通混凝土已经被应用于大量的工程当中，然而，混凝土的原材料生产需要大量天然砂、天然石料的开采和消耗，必然会造成资源浪费，不同程度上破坏了生态环境。而废弃混凝土的处理和再利用是最大程度上节约能源，保护环境的一项重要举措。因此再生混凝土性能研究成为热点。该文以废弃混凝土为粗骨料部分替代天然粗骨料制作再生混凝土，对其基本力学性能及其实验进行探讨。

1 试验研究

1.1 原材料

1）水泥

采用某水泥厂的42.5级普通硅酸盐水泥。水泥细度为3 400 cm2/g，表观密度是 3 100 kg/m3，初凝时间2.5 h，终凝时间3小时50分钟，烧失量为0.51%，标准稠度用水量为7.1%，胶砂强度试验结果见表1。

2）细骨料

采用中砂，选用粒径小于2.36 mm的天然河砂。表观密度为2 650 kg/m3，含水率为3%，细度模数为2.7，其他的各项指标均满足规范要求。

3）粗骨料

再生粗骨料是废弃混凝土经过清洗、破碎、筛分所得到的；粒径5 mm～20 mm，含水率为1.5%表观密度为2470 kg/m3，含泥量为1%。

天然粗骨料的粒径为5 mm～20 mm碎石，表观密度为2800 kg/m3，含水率为1%，含泥量为0.4%，其他的各項指标均满足规范要求。

4）水：市政自来水

1.2 配合比设计

再生骨料混凝土实验室配合比设计计算步骤：a）配合比设计首先应满足混凝土和易性、强度和耐久性要求；b） 确定混凝土强度等级和强度标准差，确定试配水灰比的大小；c）计算基准混凝土配合比；d）通过试配及调整，确定再生骨料混凝土最终配合比。

在试验室配制不同骨料替代率的再生混凝土，首先是自来水泥、水、砂、这些原材料的规格、型号、质量等相关参数保持不变，唯一不同的是再生粗骨料和天然粗骨料的组成比例在发生变化，但是粗骨料的总质量不发生变化，试验配制混凝土强度等级为C30，水灰比取0.45设计，（每立方混凝土中取水泥用量422 kg，水的用量是190 kg）再生粗骨料取代率分别取0% ， 30% ， 50%，70%，100%。砂率取31%。（每立方混凝土中取砂子用量554 kg）该试验设计的再生混凝土的粗骨料的用量见表2。

1.3 试件制作养护与测试

将原料称重、搅拌、成型，在温度为（20±5）℃的环境下静置24h拆模编号，然后放入实验室养护室标准养护，取出试块进行力学性能试验。

分别对于再生粗骨料5种取代率0% ， 30% ， 50%，70%，100%的试件28 d、60 d的强度进行测试。制作抗压强度试件尺寸100mm×100mm×100mm，抗折强度试件尺寸100mm ×100mm×400 mm， 每组试件有3个。

根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行再生混凝土试件的立方体抗压强度试验，结果的计算与评定：（1）考虑尺寸效应的影响，对计算得出的立方体抗压强度乘以系数0.95，予以折减。抗折强度应乘以尺寸换算系数0.85。（2）计算强度时应取3个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值。（3）3个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过15 %时，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的强度值。（4）象最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。试验结果见表3。

1.4 实验结果分析

1）普通混凝土和再生骨料混凝土，水灰比都是影响其强度的最主要影响因素之一。在单位用水量相同时，再生粗骨料混凝土比天然骨料混凝土的拌合物的和易性差些，原因是在拌制混凝土时再生骨料吸水率大，吸水之后水灰比变小，从而影响拌合物的和易性。

2）再生骨料的表观密度小于天然骨料，吸水率、压碎指标等物理性能劣于天然骨料，再生粗骨料可以用于普通中低强度等级混凝土。

3）再生粗骨料的掺量多少对混凝土抗压强度影响较大，掺量越多，再生混凝土强度会明显下降，尤其体现在后期强度。分析其原因是再生粗骨料棱角多，表面粗糙，且附有部分砂浆，又在后期机械破碎过程中骨料内部产生的微小裂纹，再生粗骨料吸水快、水率偏高，微裂纹中饱和水又会降低再生混凝土结构界面的致密性，从而影响了混凝土的抗压强度。

再生粗骨料的掺量多少对混凝土抗折强度影响不大。

2 应用前景分析

当前对建筑垃圾加工处理后作为再生混合粗骨料的研究很多，但是研究也仅局限于工作性能和力学性能、热工性能等方面，对于天然骨料混凝土可以集中用于配制高强度混凝土，应用于结构的主要受力构件。而再生混凝土可以运用于强度低的混凝土工程中，减少了对环境的破坏。不仅增加了可观的经济效益，而且是我国目前提倡的建设节约型社会一种具体实施的措施，有利于推动循环经济建设，有利于经济的可持续发展。

参考文献

[1]马永志，邢振贤，韩岚岚，等.建筑垃圾骨料性能及再生混凝土的性能研究初探[J].四川建材，2018（11）：20-21.

[2]孙宏博，牛洪涛，许怀进.再生骨料混凝土的配制及应用研究[J].工程建设与设计，2019（2）：157-158.

[3]徐陈，再生混凝土的抗压强度分析及其影响因素研究[J].四川水泥，2018（9）：313.

[4]余晓峰，姚谦峰，王国亮，等.再生混凝土密肋复合墙体受力性能试验研究[J].西安建筑科技大学学报，2009（12）：827-833.

[5]程光辉.再生粗骨料取代率对混凝土性能影响研究[J].湖南交通科技，2018（12）：65-67.