再生粗骨料強(qiáng)度對再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響試驗(yàn)研究

摘要：為了研究再生混凝土抗壓強(qiáng)度問題，采用了強(qiáng)度為C25、C35、C40、C50的再生骨料，以50%質(zhì)量取代天然碎石制備再生混凝土，按標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸、養(yǎng)護(hù)條件和試驗(yàn)方法，對立方體試件進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，當(dāng)再生骨料強(qiáng)度較低時(shí)，對再生混凝土的抗壓強(qiáng)度影響較大，當(dāng)再生骨料強(qiáng)度達(dá)到40以上時(shí)，對其強(qiáng)度的影響就不明顯了。

關(guān)鍵詞：再生混凝土；再生粗骨料；強(qiáng)度

再生骨料混凝土（RAC）是指利用再生骨料部分或全部替代天然骨料制備而成的混凝土。它是將廢棄的混凝土經(jīng)過破碎、清洗、顆粒篩分后，按一定顆粒級配組合后粗骨料，以類似普通混凝土的配合設(shè)計(jì)配制而成的[1]。因再生粗骨料來源的多樣性，其本身的性能差異就很大，如骨料種類、服役年限、強(qiáng)度等，造成對再生混凝土在力學(xué)性能方面會有所不同。本試驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)室中試驗(yàn)后廢棄的不同強(qiáng)度混凝土作為再生骨料制備再生混凝土，以研究其抗壓強(qiáng)度的變化。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)原材料

本文試驗(yàn)采用的水泥為魚峰牌32.5R普通硅酸鹽水泥；再生骨料取自實(shí)驗(yàn)室廢棄混凝土，最大粒徑為40㎜，相應(yīng)的原生混凝土強(qiáng)度在C25、C35、C40、C50，顆粒級配連續(xù)；砂子為天然河砂；拌和用水以飲用水。

1.2 再生混凝土的配合比例

本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)的再生混凝土強(qiáng)度等級為C30，以變化再生骨料的強(qiáng)度為影響因素。依據(jù)《混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ552011）設(shè)計(jì)混凝土配合比。配合比設(shè)計(jì)如表1所示。

注：NC表示普通混凝土；RC1、RC2、RC3、RC4分別代表C25、C35、C40、C50再生骨料制備的再生混凝土。

1.3 試驗(yàn)試塊制作與試驗(yàn)方法

試驗(yàn)試塊的制作在混凝土實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，采用人工攪拌再生混凝土拌合物，制作試塊尺寸均采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸150mm×150mm×150mm，在制作后24小時(shí)，進(jìn)行拆模處理，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)28天。使用辰鑫YE3000C數(shù)顯式液壓型壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行加載試驗(yàn)，具體測量方法按相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行。

2 再生骨料混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 試塊破壞形態(tài)

從試驗(yàn)中觀察到，裂縫主要出現(xiàn)在試塊側(cè)面表層，在試塊高度中心部位呈垂直狀。隨著荷載增加，裂縫從中央向兩端（上端與下端）延伸，并擴(kuò)散至四周，由于上下承壓板的環(huán)箍效應(yīng)，呈現(xiàn)出“正八”與“倒八”形態(tài)。與此同時(shí)，隨著荷載繼續(xù)加大，試驗(yàn)塊裂縫也逐漸由側(cè)表面向里延伸，試件表面高度中間部位出現(xiàn)外鼓、剝落現(xiàn)象，最后破壞形態(tài)為正、倒相連的四角錐。破壞的形態(tài)與已有的相似試驗(yàn)所揭示的現(xiàn)象較為相似。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

從破壞形態(tài)看，再生骨料混凝土立方體受壓破壞與普通混凝土立方體受壓破壞的形態(tài)具有相似性；不同強(qiáng)度再生骨料形成的再生骨料混凝土受壓產(chǎn)生的破壞主要發(fā)生在再生粗骨料與水泥砂漿的粘結(jié)面處，由此分析可以得知再生骨料與水泥凝膠體交界處的粘結(jié)強(qiáng)度是影響再生骨料混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。

2.2 不同強(qiáng)度的再生骨料與再生骨料混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

據(jù)本試驗(yàn)及已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，再生骨料強(qiáng)度較低的時(shí)，如本試驗(yàn)的骨料強(qiáng)度在C35以下，則對再生骨料混凝土抗壓強(qiáng)度的影響作用較為明顯；隨著再生骨料強(qiáng)度的提高，再生骨料的強(qiáng)度對再生混凝土的抗壓強(qiáng)度影響是逐漸減少。當(dāng)再生骨料強(qiáng)度在C40以上，再生骨料的強(qiáng)度對再生混凝土的抗壓強(qiáng)度影響就不明顯了。觀察再生混凝土抗壓試驗(yàn)破壞現(xiàn)象，可以發(fā)現(xiàn)再生混凝土的破壞主要發(fā)生再生骨料與砂漿粘結(jié)面。采用強(qiáng)度較低的再生骨料制備的再生混凝土破壞不僅出現(xiàn)在再生骨料與砂漿的粘結(jié)面，還會出現(xiàn)再生骨料斷裂。再生骨料強(qiáng)度越高，利用其制備出來的再生混凝土的破壞形態(tài)與普通混凝土的破壞較為相似。

3 結(jié)論

（1）由不同強(qiáng)度再生粗骨料制備的混凝土，其破壞模式與普通混凝土基本相似.主要的破壞發(fā)生在水泥砂漿與粗骨料粘結(jié)面上。

（2）試驗(yàn)表明，當(dāng)再生骨料強(qiáng)度較低時(shí)，對再生混凝土的抗壓強(qiáng)度影響較大；當(dāng)再生骨料強(qiáng)度達(dá)到40以上時(shí)，對其強(qiáng)度的影響就不明顯了。該結(jié)論可能僅適用本文試驗(yàn)條件，是否如此，還需進(jìn)一步研究確認(rèn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]金莉.再生混凝土力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[J].混凝土，2006，（7）：1113.

基金項(xiàng)目：2013年度廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院科學(xué)基金項(xiàng)目（2013LSZK06）

作者簡介：吳長清（1980），男，廣西賀州人，研究生班，工程碩士，實(shí)驗(yàn)師，建筑施工、建筑材料。