再生骨料替代率對混凝土性能影響的實驗分析

方 瑾

（安徽職業技術學院，安徽合肥 230011）

再生骨料替代率對混凝土性能影響的實驗分析

方 瑾

（安徽職業技術學院，安徽合肥 230011）

用不同的再生骨料替代率，制成再生混凝土。從再生混凝土的和易性、彈性模量和抗壓強度等三個方面與普通混凝土進行比較，分析再生骨料替代率的變化對混凝土性能的影響。試驗證明，采用適當的再生骨料替代率配制的再生混凝土與普通混凝土基本相當。隨著人類對環保的日益重視，再生混凝土產業的發展空間很大，對混凝土的工程應用具有一定的價值意義。

再生骨料；和易性；彈性模量；混凝土抗壓強度

1 引言

將廢棄混凝土經過加工、破碎、分級后，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稱為再生混凝土［1］，實現廢棄混凝土的有效回收利用，對于保護環境、節約資源、促進建筑業的可持續發展具有重要意義。再生骨料替代率的比例對混凝土性能的影響也尤其顯得重要。

2 試驗材料

水泥為巢湖水泥廠生產的32.5級礦渣水泥，其各項主要技術性質符合國家標準。細骨料為普通河砂，級配良好，其篩分實驗數據如表1，經計算細度模數為2.66，屬中砂。水為自來水。再生骨料為實驗室廢棄的混凝土試塊（原始混凝土的粗骨料為碎石），經由無錫錫儀生產的PE60 ×100型號的鄂式破碎機破碎、篩分得到再生骨料，具有與碎石類似的表面特征，處于干燥狀態。主要物理性能、顆粒級配如表2、表3所示。

表1 砂的累計篩余率與分計篩余率計算關系

由表2可見，再生骨料堆積密度低、表觀密度低，說明再生骨料內部孔隙多；壓碎值大，說明再生骨料強度低；吸水率高，這與混凝土破碎后的顆粒表面附著有水泥漿體和砂漿有直接的關系。由表3可見再生骨料的級配能夠滿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 再生骨料顆粒級配

3 試驗配合比

混凝土的設計強度等級為C20，坍落度要求在30～50mm范圍，砂率取34%，按照普通混凝土配合比設計步驟計算出1m3混凝土的初步計算配合比為水泥︰砂︰石子＝1︰1.71︰3.32，水灰比：0.51。

4 試驗方法

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的立方體試件一組，每組試件3個，編號為YC20，再生混凝土按再生骨料取代率為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的立方體試件各一組，每組試件3個，編號為ZC－30、ZC－50、ZC－70、ZC－100。原材料的攪拌采用上海土工生產的STWJ－30型號的強制式攪拌機，攪拌制度是水泥、砂子、石子預攪拌1分鐘，然后加入全部的水攪拌3分鐘后成型?；炷涟韬衔锏奶涠葘嶒炘跀嚢柰瓿珊筮M行，記錄坍落度的數據并觀察混凝土拌合物的粘聚性和保水性，最后將混凝土拌合物裝入試模，用上海土工生產的程控磁盤振動臺振實、抹平，養護1天后脫模，試件送養護室標準養護28d后測試其抗壓強度。

5 試驗結果分析

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，并能施工出均勻密實混凝土的性能，包括拌合物的流動性、粘聚性和保水性［3］。流動性用坍落度值來評定，粘聚性和保水性則主要憑經驗觀測來評價。采用坍落筒實驗測出混凝土拌合物的坍落度數據如表4。

表4 混凝土拌合物坍落度

通過實驗觀察發現，條件相同時，再生混凝土拌合物其流動性比普通混凝土的流動性要小，隨著再生粗骨料取代率不斷增大，混凝土拌合物的流動性也隨之降低。流動性降低會影響到混凝土成型時的密實度，繼而影響混凝土的強度，這和再生骨料表面粗糙、孔隙多、吸水率大有關。但同時再生骨料正因為這些特點，反而增大了混凝土拌合物在拌和與澆注時的摩擦阻力，使其保水性與粘聚性得到增強。

5.2 混凝土的彈性模量分析

混凝土的彈性模量是混凝土試塊在荷載作用下抵抗變形的能力。彈性模量大，抵抗能力強［4］。采用上海土工生產的型號為STD－2混凝土彈性模量測定儀對各組混凝土試件進行28d立方體彈性模量試驗，其彈性模量平均值結果見表5。

表5 混凝土試塊彈性模量

再生混凝土的彈性模量隨著再生骨料摻量的增加而降低。再生骨料摻量越多為，其混凝土彈性模量越低。再生混凝土彈性模量降低與再生骨料的孔隙率較高［6］、壓碎值大有關。這也從另一個側面反映了再生混凝土強度降低的原因。

5.3 混凝土的抗壓強度分析

混凝土的抗壓強度是指其標準試件在壓力作用下直到破壞時單位面積所能承受的最大應力?？箟簭姸仁窃u定混凝土質量的重要指標［4］。實驗室采用上海土工生產的STYE－2000C全自動壓力試驗機（手動絲桿）對混凝土試件進行28d立方體抗壓強度試驗，試驗方法按我國國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法》（GBJ81－85）規定進行。各組混凝土試塊的抗壓強度平均值結果見表6。

表6 混凝土試塊抗壓強度

從圖表的數據中得出，再生粗骨料取代率的變化對混凝土的抗壓強度存在一定的影響［5］。配合比相同時，如果取代率少于50%，再生骨料混凝土與普通骨料混凝土的抗壓強度差別不大；而當再生粗骨料取代率增大時，混凝土的強度會有明顯的降低；當再生骨料達到100%時，混凝土的強度降低較多。再生骨料本身具有的堆積密度低、表觀密度低、內部孔隙多、壓碎值大、吸水率高等性質決定其制成的混凝土強度比普通混凝土要低［7］。

6 結論

通過再生骨料替代率對混凝土強度影響的實驗分析，得出與配合比相同的普通混凝土相比，隨著再生粗骨料取代率的不斷增大，再生混凝土的流動性將有所降低，而粘聚性和保水性將明顯得到改善，其彈性模量明顯降低，抗壓強度隨著再生骨料摻量的增加而降低，摻量超過50%以上，強度將顯著降低。盡管再生骨料本身存在著一定的缺陷，但并不意味著再生骨料沒有市場，只要對再生骨料進行針對性的性能改性，減少再生骨料中存在的薄弱因素，是實現可持續發展的有效途徑，是可以把再生骨料替代率對強度的影響降到最低并生產出高強度、高性能的再生混凝土。再生混凝土的應用，是對生態環境是一種貢獻，是混凝土技術的革新，也是時代發展的趨勢。

［1］肖建莊.再生混凝土［M］.北京：中國建筑工業出版社，2008.

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

［3］吳紅利，宋少民.再生骨料混凝土耐久性試驗研究［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強化試驗研究［D］.武漢：華中科技大學，2001.

［5］李麗生.再生粗骨料不同取代率對混凝土和易性及強度的影響規律分析［J］.混凝土，2007，（8）：41－43.

［6］張金善，張建華，鄔長森.再生混凝土性能和孔結構的研究冊［J］.建筑材料學報，2006，9（2）：142－147.

［7］尚建麗，李占印.再生粗集料特征性能試驗研究［J］.建筑技術，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，實驗師，研究方向：建筑材料學。

安徽省級質量工程項目（20101492）

2011－07－27