取代率與齡期對再生混凝土抗壓強(qiáng)度影響研究

寧翠萍+楊益

摘 要：通過再生混凝土試件抗壓試驗，研究了再生骨料取代率與養(yǎng)護(hù)齡期對再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響，試驗結(jié)果表明：再生混凝土抗壓強(qiáng)度隨著再生骨料取代率的增加，總體呈現(xiàn)下降趨勢，再生骨料最優(yōu)取代率為50%；再生混凝土抗壓強(qiáng)度隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，總體呈現(xiàn)增長趨勢，但是增長幅度逐漸減??；再生混凝土拌合物的坍落度與再生骨料取代率無明顯關(guān)系，隨著強(qiáng)度等級的提高坍落度降低，取代率為50%時獲得最大坍落度，流動性最好。

關(guān)鍵詞：再生混凝土； 抗壓強(qiáng)度； 再生骨料； 養(yǎng)護(hù)齡期； 試驗研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.238

再生混凝土（Recycled Aggregate Concrete），顧名思義就是將廢棄的混凝土破碎后按照一定比例與天然砂石骨料、水和水泥混合，重新賦予工程用途的新型環(huán)保材料，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益[1-2]。為了達(dá)到再生骨料的利用效益最大化，本文通過再生混凝土試件抗壓試驗，研究0%、20%、30%、50%、70%和100%不同取代率下的再生骨料，7天、28天和56天不同養(yǎng)護(hù)齡期因素對再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律，以及取代率與坍落度的關(guān)系，得出再生骨料的最優(yōu)取代率參數(shù)，為工程實踐應(yīng)用提供參考。

1 試驗概況

1.1 試驗材料

試驗過程中采用的水泥是秦嶺牌普通硅酸鹽水泥P·O32.5級；天然粗骨料選用碎石，最大粒徑40mm；細(xì)骨料選用渭河河砂，細(xì)度模數(shù)2.6；拌合水為潔凈的自來水；再生骨料采用楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院分部分項實訓(xùn)中心廢棄混凝土試塊經(jīng)人工破碎而成，粒徑5～31.5mm。

1.2 試件設(shè)計

試驗中設(shè)計再生骨料取代率為0%、20%、30%、50%、70%和100%，養(yǎng)護(hù)齡期為7天、28天和56天，數(shù)量上150mm×150mm×150mm立方體試塊制作270塊，150mm×150mm×300mm棱柱體試塊制作90塊。利用再生骨料預(yù)吸水的配合比設(shè)計原理[3]，配制出試驗試件，試件的配制強(qiáng)度為C20、C25、C30、C35和C40，以C20為例，再生混凝土各材料用量見表1。

1.3 試驗方法

本試驗依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081-2016，對各組再生混凝土試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗，試驗儀器采用無錫新路達(dá)儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的TYA-2000型電液式壓力試驗機(jī)。試驗前將試件居中放置，試驗保持勻速加載5～8KN/s，直至試件破壞。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 試驗現(xiàn)象與破壞形態(tài)

試驗加載的初期階段，再生混凝土試塊表面完好無損，沒有出現(xiàn)裂縫。伴隨外加荷載的持續(xù)增大，試塊開始有裂縫逐漸出現(xiàn)。先是垂直裂縫出現(xiàn)在試塊側(cè)表面中部，并沿45度角斜向往上下兩端擴(kuò)展，形狀如正倒相連的“八字形”。荷載繼續(xù)增加，混凝土試塊表面凸出外鼓，表層砂漿剝落，最后試塊被壓碎，呈現(xiàn)正倒相連的四角錐。再生混凝土試塊受壓破壞形態(tài)見圖1所示。

2.2 抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果

C20組試件立方體抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果見表2。

2.3 再生骨料取代率對抗壓強(qiáng)度的影響

根據(jù)試塊受壓試驗數(shù)據(jù)，繪制出C20再生混凝土試塊再生骨料取代率與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系曲線見圖2。結(jié)果表明：再生混凝土抗壓強(qiáng)度隨著再生骨料取代率的增加，總體呈現(xiàn)下降趨勢。再生骨料最優(yōu)取代率為50%，抗壓強(qiáng)度最高[4]。

主要是由于再生骨料與新舊砂漿在粘結(jié)時受力不均勻，粘結(jié)力薄弱，還有再生骨料強(qiáng)度本身就比天然骨料低所致。再生骨料含有的多余水分也導(dǎo)致骨料水灰比增大，孔隙效率增大引起強(qiáng)度降低。再生骨料最優(yōu)取代率50%時抗壓強(qiáng)度最高，甚至超過普通混凝土。原因是再生骨料在初期吸收多余的水分，導(dǎo)致水泥漿體水灰比減小，試塊受壓強(qiáng)度較高；當(dāng)再生骨料取代率超過50%時，由于再生粗骨料自身強(qiáng)度小于天然骨料，而再生骨料占據(jù)混凝土大部分空間，導(dǎo)致再生混凝土整體強(qiáng)度下降。因此，利用再生骨料預(yù)吸水的配合比設(shè)計方法，能夠做出滿足強(qiáng)度要求的再生混凝土試塊，這說明利用再生骨料部分或全部取代天然骨料拌合混凝土是可行的方案。

2.4 養(yǎng)護(hù)齡期對再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

做出C20再生混凝土養(yǎng)護(hù)齡期與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系曲線見圖3所示。結(jié)果表明：再生混凝土抗壓強(qiáng)度隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，總體呈現(xiàn)增長趨勢，但是增長幅度逐漸減小。特別是再生骨料取代率越高，抗壓強(qiáng)度增長的幅度越小。這是由于前28天是再生混凝土強(qiáng)度形成的關(guān)鍵時期[5]，我們常以28d強(qiáng)度作為強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。過了28天以后，強(qiáng)度增長變緩，再生骨料取代率越高的試塊，天然骨料越少，強(qiáng)度變化就越小。

2.5 再生混凝土的取代率與坍落度的關(guān)系

根據(jù)試驗結(jié)果，做出不同強(qiáng)度等級再生混凝土試塊的取代率與坍落度的關(guān)系見圖4所示。分析可知：再生混凝土拌合物的坍落度與再生骨料取代率的增加無明顯關(guān)系；這是由于在混凝土攪拌過程中，難以控制再生骨料的吸水飽和狀態(tài)，使得坍落度具有一定的離散性[6]。隨著強(qiáng)度等級的提高坍落度降低；當(dāng)再生骨料取代率為50%時獲得最大坍落度，說明流動性最好，這一結(jié)果與再生混凝土的抗壓強(qiáng)度在取代率50%時較高相統(tǒng)一。

3 結(jié) 論

本文通過對再生混凝土試件進(jìn)行抗壓試驗，得到如下結(jié)論：

（1）再生混凝土抗壓強(qiáng)度隨著再生骨料取代率的增加，總體呈現(xiàn)下降趨勢。再生骨料最優(yōu)取代率為50%，抗壓強(qiáng)度最高。

（2）再生混凝土抗壓強(qiáng)度隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，總體呈現(xiàn)增長趨勢，但是增長幅度逐漸減小。特別是再生骨料取代率越高，抗壓強(qiáng)度增長的幅度越小。

（3）再生混凝土拌合物的坍落度與再生骨料取代率無明顯關(guān)系，隨著強(qiáng)度等級的提高坍落度降低；當(dāng)再生骨料取代率為50%時獲得最大坍落度，流動性最好。

參考文獻(xiàn)：

[1]Bairagi NK，Vidyhara HS，Ravadne K.Mix Design Procedurefor Recycled Aggregate Concrete[J].Construction and Building Materials，1990，04（04）：188-193.

[2]Etxeberria M，Vazquez E，Mari A，et al.Influence of Amount ofRecycled Coarse Aggregates and Production Process on Properties of Recycled Aggregate Concrete[J].Cement and Concrete Research，2007，37（05）：735-742.

[3]肖建莊.再生混凝土[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[4]寇世聰，潘智生.不同強(qiáng)度混凝土制造的再生骨料對高性能混凝土力學(xué)性能的影響[J].硅酸鹽學(xué)報，2012，40（01）：7-11.

[5]陳宗平，余興國，柯曉軍.再生混凝土抗折強(qiáng)度試驗研究[J].混凝土，2010（06）：58-60.

[6]朋改非，黃艷竹，張九峰.骨料缺陷對再生混凝土力學(xué)性能的影響[J].建筑材料學(xué)報，2012，15（01）：80-84.