再生骨料對(duì)再生混凝土基本性能的影響

陳晉華

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院建筑工程系, 福建 福州 350007)

再生骨料對(duì)再生混凝土基本性能的影響

陳晉華

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院建筑工程系, 福建 福州 350007)

試驗(yàn)測(cè)定了再生骨料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，以及在不同再生骨料取代率下的再生混凝土的坍落度、強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo).通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出下以結(jié)論：再生骨料的各項(xiàng)物理技術(shù)性能比天然骨料有一定程度降低，但滿足GB/T25177-2010規(guī)定要求，可用于再生混凝土.再生骨料吸水率大，在再生混凝土配合比設(shè)計(jì)用水量的確定時(shí)應(yīng)充分考慮.隨著再生骨料取代率增加混凝土坍落度在減小.再生混凝土強(qiáng)度也與再生骨料取代率密切相關(guān)，當(dāng)取代率為40%時(shí)，強(qiáng)度降低幅度較??；當(dāng)取代率達(dá)100%時(shí)，強(qiáng)度下降明顯，因此配制再生混凝土?xí)r，控制再生骨料取代率是關(guān)鍵因素.

再生骨料；再生混凝土；取代率；混凝土配合比

21世紀(jì)以來，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，我國建筑行業(yè)正在蓬勃地發(fā)展，對(duì)于混凝土及其粗細(xì)骨料的需求量日益增大.與混凝土粗細(xì)骨料的巨大需求量相對(duì)應(yīng)的是數(shù)量龐大的廢棄混凝土，廢棄混凝土中含有大量的砂石骨料，如果能將它們合理地回收利用，生產(chǎn)再生混凝土用到新的建筑物上，不僅能降低成本，節(jié)省天然資源，緩解骨料供求矛盾，還能減輕廢棄混凝土對(duì)環(huán)境的污染，是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個(gè)重要組成部分.因此，如何充分、高效、經(jīng)濟(jì)的利用建筑垃圾，特別是廢棄混凝土已經(jīng)成為許多國家共同研究的一個(gè)課題.

1 再生骨料及再生混凝土

再生骨料是將廢棄混凝土通過破碎、篩分、清洗等一系列加工后作為混凝土的骨料，按尺寸大小分為再生粗骨料、再生細(xì)骨料；用再生骨料部分或全部取代天然骨料配制的新混凝土為再生骨料混凝土[1](Recycled Aggregate Concrete,簡稱RAC).本文從不同水膠比、不同再生骨料取代率及不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)等方面，分析再生骨料對(duì)混凝土的技術(shù)性能的影響，以及配制再生混凝土的關(guān)鍵因素.

圖1 再生骨料生產(chǎn)流程圖

2 再生骨料的基本性能

對(duì)再生骨料的基本性能進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定，再生骨料的表觀密度、吸水率、針片狀顆粒含量、壓碎指標(biāo)值、空隙率、顆粒級(jí)配均滿足GB/T25177-2010規(guī)定的混凝土用再生粗骨料要求，見表1.

表1 再生粗骨料材料性能

3 試驗(yàn)原材料

3.1 水泥

P.O 42.5R普通硅酸鹽水泥，其各項(xiàng)指標(biāo)見表2.

表2 水泥主要性能指標(biāo)

3.2 集料

3.2.1 細(xì)集料

細(xì)集料用閩江產(chǎn)的中砂，性能指標(biāo)見表3.

表3 砂的主要性能指標(biāo)

3.2.2 粗集料

天然粗集料采用碎石，性能指標(biāo)見表4.

表4 天然碎石各項(xiàng)性能指標(biāo)

再生骨料的表觀密度、壓碎指標(biāo)值、針片狀含量都較天然集料稍差，吸水率較大，但完全能滿足規(guī)范的要求.

3.2.3 礦物摻合料

試驗(yàn)采用粉煤灰摻合料，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見表5.

表5 粉煤灰性能指標(biāo)

4 配合比設(shè)計(jì)

在普通混凝土基礎(chǔ)上，取坍落度為40～60mm時(shí)的砂率和用水量，配制強(qiáng)度為C25、C30、C35的再生混凝土[2]，再生骨料取代率分別為0、40%、70%、100%[3].計(jì)算出的配合比結(jié)果見表6.

表6 再生混凝土試驗(yàn)配合比及拌合物性能(kg/m3)

5 再生骨料取代率及混凝土試驗(yàn)

不同再生骨料取代率、不同標(biāo)號(hào)混凝土的試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表7.

表7 不同再生骨料取代率、不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

從上表分析可以得出：(1)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土隨再生骨料摻量增加，坍落度在減小，這一現(xiàn)象可以從兩方面解釋：1)再生骨料由于表面含有水泥漿而具有較大的吸水率，使得新拌混凝土水灰比變小，導(dǎo)致坍落度減??；2)再生骨料是通過機(jī)械破碎得到的，其表面較天然骨料粗糙，也會(huì)影響新拌混凝土坍落度[4].(2)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土隨再生骨料摻量增加，混凝土強(qiáng)度在降低，再生骨料摻量越高，對(duì)早期強(qiáng)度影響越明顯，但對(duì)后期強(qiáng)度影響較小.

6 結(jié)論與分析

(1)再生骨料的表觀密度小于天然骨料，吸水率、壓碎指標(biāo)值等物理性能稍劣于天然骨料，但滿足(GB/T25177-2010)規(guī)定的混凝土用粗骨料要求，可以用于再生混凝土的制作.

(2)無論是普通混凝土還是再生骨料混凝土，水膠比都是影響其強(qiáng)度的主要因素之一.

(3)再生骨料的摻量對(duì)強(qiáng)度影響明顯，摻量越大，混凝土強(qiáng)度下降越明顯，尤其體現(xiàn)在早期強(qiáng)度[5].當(dāng)再生骨料取代率小于40%時(shí)，其抗壓強(qiáng)度與普通混凝土抗壓強(qiáng)度差距不大；當(dāng)取代率達(dá)70%時(shí)，其抗壓強(qiáng)度降低10%～20%不等；當(dāng)取代率達(dá)100%時(shí)，其抗壓強(qiáng)度降低較多，最大達(dá)30%.同時(shí)相關(guān)試驗(yàn)表明： 再生骨料混凝土與天然骨料混凝土，在同一水膠比情況下，再生骨料混凝土的28天抗壓強(qiáng)度約低20%，但其相差幅度會(huì)隨著齡期的增長而減小[6].

(4)再生骨料的取代率對(duì)混凝土施工性能有很大影響[7]. 再生骨料的吸水性很大，在混凝土拌合時(shí)就吸收了很多水分，影響混凝土的工作性.為滿足施工和易性要求可在混凝土中摻入適量減水劑來調(diào)整，通過調(diào)整減水劑用量，可以配制強(qiáng)度高、和易性良好的再生骨料混凝土.

(5)粉煤灰摻合料對(duì)再生骨料混凝土的強(qiáng)度影響最小，但摻合料有利于混凝土的后期強(qiáng)度，對(duì)提高混凝土的工作性有很大益處.

(6)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)分析得出較優(yōu)化的配合比參數(shù)，即水膠比0.42，粉煤灰摻量10%，再生骨料取代率取40%是比較合理的，可以生產(chǎn)出強(qiáng)度較高、和易性較好的再生骨料混凝土.

[1]肖建莊,袁飚,雷斌.再生粗骨料性能試驗(yàn)與分析[J]. 中國煤炭,2007,(1):14-16.

[2]趙軍，鄧志恒，林俊.再生混凝土配合比設(shè)計(jì)的試驗(yàn)研究[J].廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，(3)：82-84.

[3]胡敏萍.不同取代率再生粗骨料混凝土的力學(xué)特性[J].混凝土，2007，(2)：52-54.

[4]鄧旭華.水灰比對(duì)再生混凝土強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究[J].混凝土，2005，(5)：46.

[5]王新波,楊永生,顏偉.再生骨料及再生混凝土基本性能研究[J].山西建筑，2008，(9)：3-4.

[6]陳愛玖,章青,王靜.再生混凝土技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2013.

[7]李昌鑄,盧鐵瑞,劉月蓮.水泥混凝土路面再生利用關(guān)鍵技術(shù)[M] 北京：人民交通出版社，2010.

(責(zé)任編校：晴川)

Influence of Recycled Aggregate on Basic Properties of Recycled Concrete

CHEN Jinhua

(Department of Architectural Engineering, Fujian Chuanzheng Communications College, Fuzhou Fujian 350007, China)

The paper determined main technical indexes of recycled aggregate, as well as several indexes of recycled concrete like slump and strength under different aggregate replacement rates. Based on the analysis of experimental data, we can conclude that all physical technical properties of recycled aggregate are lower than those of natural aggregate to some extent, but they meet specified requirements of GB/T25177-2010. Recycled aggregate has great water absorption which should be fully considered when identifying the water consumption of the concrete. As the replacement rate of recycled aggregate increases, the slump of concrete decreases. The concrete strength is also strongly coupled with the aggregate replacement rate, and the strength decrease is relatively small when the replacement rate is 40%; it has a evident decline when the replacement rate reaches 100%. Therefore, controlling the replacement rate is the key factor while making up the recycled concrete.

recycled aggregate; recycled concrete; replacement rate;concrete proportions

2015-08-04

福建省教育廳科研基金(批準(zhǔn)號(hào)：JB14150)資助項(xiàng)目.

陳晉華(1972— )，女，福建福清人，福建船政交通職業(yè)學(xué)院建筑工程系副教授，碩士.研究方向：道路工程.

TU528

A

1008-4681(2015)05-0029-03