水泥混凝土再生粗骨料與天然骨料主要性能對比分析

楊超軍

(山西高陵高速公路有限公司，山西 晉城 048000)

水泥混凝土再生粗骨料與天然骨料主要性能對比分析

楊超軍

(山西高陵高速公路有限公司，山西 晉城 048000)

對水泥混凝土再生粗骨料與天然骨料的性能進行了對比分析。

再生粗骨料；天然骨料；性能；對比分析

1 再生粗骨料的密度

硬化水泥砂漿密度低、表面粗糙、空隙率大、在破碎過程中內部產生大量微裂紋，這必然使再生骨料的堆積密度和表觀密度低于天然骨料。由于原生混凝土的強度等級、配合比、齡期、使用環境等因素存在差異，再生骨料堆積密度和表觀密度離散性較大。本次試驗采用10～20 mm、20～30 mm再生粗骨料，每種規格骨料試驗5次，取平均值為實驗結果。測得10～20 mm和20～30 mm的再生骨料表觀密度和堆積密度試驗結果如表1所示。

表1 實測再生骨料堆積密度與表觀密度

表2 天然骨料堆積密度與表觀密度

根據表1和表2可以得出，再生粗骨料表觀密度為天然粗骨料的80%以上，滿足GBT 25177-2010《混凝土用再生粗骨料》中Ⅱ類再生骨料要求，再生骨料表觀密度與孔隙率要求如表3。

表3 再生骨料表觀密度與孔隙率

2 再生骨料的吸水率

天然巖石由于其孔隙率很小，一般低于3%，極少超過10%，所以常用的天然骨料的吸水率很小。再生粗骨料的松散堆積密度與表觀密度比天然粗骨料的松散堆積密度與表觀密度小，而相應的吸水率比天然粗骨料大，再生粗骨料其表面粗糙，顆粒棱角多，組分中包含相當數量的硬化水泥砂漿(包裹在天然骨料表面或以碎屑的形式存在)，砂漿體中水泥石本身孔隙率比較大、吸水率比較高，再加上混凝土塊在解體、破碎過程中由于損傷積累，使再生骨料內部存在大量的微裂紋，這些因素都使再生骨料的吸水率增大。因此，在配制再生骨料混凝土時，應特別注意再生骨料的高吸水率問題，否則會影響再生骨料混凝土的生產、使用及物理力學性能。

本次試驗是對同一批次的再生骨料進行多次取樣，進行3組試樣的吸水率試驗，測定再生粗集料的吸水率，根據3次試驗結果，取平均值，以減少由于材料本身原因產生的誤差；根據再生粗骨料的用途，模擬現場混凝土拌和、運輸以及施工時間，調整了試驗時間為0.1 h和1 h。再生骨料吸水率的規范要求和試驗結果見表4和5。

表4 再生骨料吸水率

表5 實測再生骨料吸水率

表6 實測天然骨料吸水率

通過表5和表6可以看出：再生骨料吸水率比天然骨料吸水率大；試驗進行了0.1 h和1 h的吸水率，通過試驗結果，再生骨料的吸水率較快，在0.1 h內基本能達到吸水飽和狀態的87.5%，1 h吸水率為4.26%，滿足Ⅱ類再生粗骨料吸水率要求，按照《再生骨料應用技術規程》JGJT 240-2011規定，此次試驗的再生粗骨料宜用于C40及以下強度等級的混凝土。

3 再生骨料的壓碎指標

壓碎指標值表示再生粗骨料抵抗壓碎的能力，可以間接推算其相應的強度，特別是對粗骨料中存在的軟弱顆粒分辨力較好。目前再生骨料的壓碎指標在GBT 25177-2010《混凝土用再生粗骨料》有明確規定，具體規定見表7。

表7 再生粗骨料壓碎指標要求

再生粗骨料的強度特性取決于它的礦物組成、比重、吸水性、孔隙率及孔隙結構。而且原狀顆粒、廢舊砂漿顆粒以及次生顆粒含量的差異性也同時影響再生粗骨料的壓碎指標值。而再生粗骨料一般為表面包裹有部分砂漿的石子，少部分為與砂漿完全脫離的石子，還有很少一部分顆粒為砂漿，且在破碎過程中，其內部往往會產生大量的微裂縫，與天然骨料相比，其組成成分復雜，孔隙率高，吸水性大。因此，再生骨料的壓碎指標高于天然骨料。而且再生骨料的顆粒組成很復雜，并非是由單一的、質量均勻的顆粒組成，故而再生粗骨料的壓碎指標值變異系數較大。

本次試驗采用6次壓碎指標值的平均值為結果，同一種材料多次平行試驗，消除材料、設備、人員引起的壓碎指標值誤差，確保試驗結果滿足研究的要求。通過試驗結果可以看出：再生粗骨料壓碎指標值比天然骨料高出77.9%，說明再生骨料壓碎指標值普遍偏高；壓碎指標最小值13.2%，最大值20.6%，極差為7.4%，壓碎指標值變化較大，通過多組試驗數據可以有效消除再生骨料不均勻引起的偏差。

通過對再生骨料與天然骨料間的表觀密度、堆積密度、吸水率和壓碎指標值等性能的比較，了解了再生骨料的一些特性，為再生骨料的再生利用提供基礎數據。

2016-12-12

楊超軍(1972-)，男，山西晉城人，工程師，從事公路工程施工技術與管理研究。

U416.01

C

1008-3383(2017)02-0076-01