再生粗骨料對再生混凝土物理力學(xué)性質(zhì)的影響

摘 要：為了研究再生粗骨料以及水灰比對再生混凝土物理力學(xué)性能的影響，利用室內(nèi)試驗(yàn)對再生混凝土和常規(guī)混凝土進(jìn)行了諸多的物理力學(xué)試驗(yàn)并進(jìn)行比對。結(jié)果表明：再生混凝土抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度隨著再生粗骨料置換率的增加先增大再減小。開發(fā)再生粗骨料置換率為100%的混凝土是可行的。隨著再生粗骨料置換率的增大，混凝土干縮率逐漸增加，但增加的幅度對再生混凝土影響不大。再生混凝土28d強(qiáng)度與水灰比呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R=0.98763。

關(guān)鍵詞：再生粗骨料；水灰比；優(yōu)化配合比；再生混凝土；物理力學(xué)性能

1 緒論

目前，再生混凝土技術(shù)是世界各國共同關(guān)心的課題，已成為國內(nèi)外工程界和學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)和前沿問題之一。再生混凝土是用舊建筑物上拆下來的廢混凝土碎塊作粗骨料，加入水泥砂漿拌制的混凝土。再生混凝土技術(shù)能夠從根本上解決廢棄混凝土的出路問題，還可以節(jié)省天然骨料資源。隨著再生混凝土材料的研究和應(yīng)用時間的不斷深入，已經(jīng)作為一種常用的建筑材料，應(yīng)用于越來越多的結(jié)構(gòu)中，具有顯著的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

本文的主要目的是通過試驗(yàn)研究再生粗骨料、水灰比以及配合比對再生混凝土物理—力學(xué)性能的影響，從而為我國綠色生態(tài)建設(shè)工程提供理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)。

2 再生粗骨料對再生混凝土性能的影響

2.1 再生粗骨料對再生混凝土強(qiáng)度的影響

再生粗骨料對再生混凝土強(qiáng)度的影響可以通過粗骨料的置換率的試驗(yàn)來進(jìn)行研究，本論文主要研究粗骨料單一因素的影響，因此采用天然砂作為再生混凝土的細(xì)骨料。水灰比和砂率分別確定為0.4和40%。采用強(qiáng)度為42.5的普通硅酸鹽水泥。再生混凝土經(jīng)28天養(yǎng)護(hù)之后的物理力學(xué)性能用折線圖表示，如圖2.1、圖2.2所示。從圖2.1、2.2中可以看出：

2.1.1 隨著再生粗骨料置換率的增加，再生混凝土抗壓強(qiáng)度逐漸增大。再生混凝土抗壓強(qiáng)度在粗骨料置換率為60%左右時達(dá)到最大值，其值相當(dāng)于普通混凝土抗壓強(qiáng)度的1.1125倍，在置換率達(dá)到60%之后，抗壓強(qiáng)度值開始降低。再生粗骨料的置換率達(dá)到100%時，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度值為常規(guī)混凝土抗壓強(qiáng)度的0.96倍?？梢姡词共捎萌吭偕止橇献鳛樵偕炷恋拇止橇蠒r，再生混凝土抗壓強(qiáng)度僅略低于常規(guī)混凝土。所以，采用置換率為100%的粗骨料來配置再生混凝土是可以實(shí)現(xiàn)的。

圖2.1 再生混凝土的抗壓強(qiáng)度

圖2.2 再生混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度

2.1.2 隨著再生粗骨料置換率的增加，再生混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度逐漸增大。再生混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度在粗骨料置換率為60%左右時達(dá)到最大值，其值相當(dāng)于普通混凝土抗壓強(qiáng)度的1.249倍， 在置換率達(dá)到60%之后，抗壓強(qiáng)度值開始降低。再生粗骨料的置換率達(dá)到100%時，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度值為常規(guī)混凝土抗壓強(qiáng)度的1.17倍。因此，再生粗骨料有利于提高再生混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度。

2.2 再生粗骨料對再生混凝土干縮性的影響

根據(jù)普通混凝土耐久性能試驗(yàn)方法（GBJ82-85）中混凝土干縮試驗(yàn)的要求進(jìn)行再生混凝土干縮試驗(yàn)，混凝土干縮率與再生粗骨料含量及齡期的關(guān)系如圖2.3所示，其中水灰比和砂率分別確定為0.4和40%。從圖2.3可以看出：

圖2.3 再生混凝土的干燥收縮率

2.2.1 混凝土干縮率隨著再生粗骨料置換率的增大逐漸增加。在其他條件相同時，混凝土干縮率由粗骨料和舊砂漿的收縮率來決定。由于大量的舊砂漿存在于再生粗骨料中，因此再生粗骨料的收縮率遠(yuǎn)高于天然骨料。因此，再生粗骨料混凝土的干縮率也會高于常規(guī)混凝土，并且隨著再生粗骨料置換率的增加，再生混凝土干縮顯著增大。

2.2.2 再生粗骨料混凝土的干縮率隨齡期的增長而增加，早期干縮率增加快，后期干縮率增長較慢。

2.2.3 再生粗骨料置換率在60%時，混凝土干縮率增加約15%。再生粗骨料置換率為100%時，干縮率約增加20%，對再生混凝土影響不大。

3 水灰比對再生混凝土強(qiáng)度的影響

為了研究水灰比對再生混凝土強(qiáng)度的影響，采用不同水灰比對再生粗骨料混凝土進(jìn)行強(qiáng)度對比試驗(yàn)。水灰比和砂率分別確定為0.4和40%。水灰比與其所對應(yīng)的再生混凝土強(qiáng)度值見圖3.3所示。從圖2.4以看出：

3.1 水灰比與其所對應(yīng)的再生混凝土強(qiáng)度值呈現(xiàn)出線性關(guān)系

經(jīng)線性回歸分析得，再生混凝土28天強(qiáng)度與水灰比間的公式及相關(guān)系數(shù)如式（3-1）所示：

（3-1）

圖3.1 抗壓強(qiáng)度與水灰比關(guān)系

式中：T一混凝土28d齡期抗壓強(qiáng)度，MPa；W/C一混凝土的灰水比。

相關(guān)系數(shù)R=0.98763，這說明再生混凝土28天強(qiáng)度與水灰比的直線關(guān)系是密切相關(guān)的。

3.2 公式（3-1）的應(yīng)用

3.2.1 當(dāng)采用水泥的強(qiáng)度及水灰比已知時，能夠計(jì)算出再生混凝土在標(biāo)準(zhǔn)狀況下養(yǎng)護(hù)28天能夠達(dá)到的強(qiáng)度。

3.2.2 當(dāng)已知采用的水泥強(qiáng)度或者實(shí)際強(qiáng)度，想要配置某種強(qiáng)度的再生混凝土，能夠確定所采用的水灰比。

4 結(jié)語

4.1 隨著再生粗骨料置換率的增加，再生混凝土抗壓強(qiáng)和劈裂抗拉強(qiáng)度都是先增大后減小。當(dāng)采用再生粗骨料作為全部的粗骨料時，再生混凝土抗壓強(qiáng)度值只略低于常規(guī)混凝土，而再生混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度卻相當(dāng)于常規(guī)混凝土的1.117倍。所以，采用置換率為100%的粗骨料來配置再生混凝土是可以實(shí)現(xiàn)的。

4.2 隨著再生粗骨料置換率的增大，混凝土干縮率逐漸增加。再生粗骨料置換率在60%時，混凝土干縮率增加約15%。再生粗骨料置換率為100%時，干縮率約增加20%，對再生混凝土影響不大。

4.3 經(jīng)線性回歸分析得，再生混凝土28d強(qiáng)度與水灰比間的公式及相關(guān)系數(shù)為，相關(guān)系數(shù)R=0.98763，這說明再生混凝土28天強(qiáng)度與水灰比的直線關(guān)系是密切相關(guān)的。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙偉.綠色高強(qiáng)高性能再生混凝土試驗(yàn)研究[D].武漢大學(xué)，2004.

[2] 王莉莉.建筑廢料再生混凝土的試驗(yàn)研究[D].西北工業(yè)大學(xué)，2004.

[3] 王武祥，劉立，尚禮忠，王玲.再生混凝土骨料的研究[J].混凝土與水泥制品，2001（4）：9-l2.

[4] 尚建麗，李占印，楊曉東.再生粗骨料特征性能試驗(yàn)研究[J].建筑技術(shù)，2003，33（1）：52-53.

[5] 杜婷，李惠強(qiáng)，覃亞偉，鐘聲華.再生混凝土未來發(fā)展的探討[J].混凝土，2002（4）：49-52.

[6] 杜婷.建筑垃圾再生粗骨料混凝土性能及強(qiáng)化試驗(yàn)研究[D].華中科技大學(xué)，2001.

基金項(xiàng)目：本文系北京市優(yōu)秀人才調(diào)研項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：2012D008017000001。

作者簡介：寧海龍（1977.09- ），男，北京市門頭溝區(qū)委組織部，研究方向：工程項(xiàng)目管理。