再生粗骨料混凝土強(qiáng)度的試驗(yàn)研究

劉承鋼 張嘉麟 張景曜

摘要：隨著我國新老建筑物的更替頻率逐步加大，導(dǎo)致了大量的建筑廢棄混凝土等建筑廢棄物的產(chǎn)生，建筑廢棄物的處理需要占用大量的土地資源，同時(shí)也造成了村鎮(zhèn)地區(qū)環(huán)境污染等一系列環(huán)境問題。為解決這一問題，再生骨料及再生混凝土技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展得到了政府部門和專家學(xué)者們的廣泛關(guān)注。而我國對這項(xiàng)技術(shù)的研究起步晚，對建筑垃圾的處理方式以及相關(guān)的配套政策較其他國家遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，對建筑垃圾的循環(huán)利用率更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及其他國家。本文基于骨架密實(shí)堆積理論設(shè)計(jì)了級配試驗(yàn)，通過再生混凝土配合比設(shè)計(jì)及基本力學(xué)性能的試驗(yàn)研究，為廢棄混凝土的再利用提供了條件。

關(guān)鍵詞：再生粗骨料;再生混凝土;級配比;配合比

0.引言

混凝土生產(chǎn)需要大量的粗細(xì)砂石骨料，每立方米混凝土大約需要1700—2000kg砂石集料。在我國，砂的來源主要為山砂，而石子主要通過開采山巖得到。由于現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，每年大量的拆除的廢舊混凝土、建筑產(chǎn)生的廢棄混凝土也帶來了一系列的社會問題，如占用土地、處理費(fèi)用高昂等[1]。而再生混凝土技術(shù)既能解決廢舊混凝土的處置問題，又能節(jié)省天然砂石，同時(shí)帶來社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)建筑資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要措施之一。

1.試驗(yàn)概況

再生混凝土，又稱再生骨料混凝土，是把建筑上廢棄的粘土磚或廢棄的混凝土等建筑垃圾作為再生骨料，重新應(yīng)用到混凝土的配制中。廢棄混凝土是一種可再生材料，經(jīng)過一系列處理，可以作為再生骨料代替天然骨料重新配制到混凝土中。再生骨料替代天然骨料應(yīng)用到混凝土配制中，從一定程度上減少了建筑業(yè)對天然骨料的需求量，從而可以減小因大量開采天然砂石對生態(tài)環(huán)境造成的破壞問題[3]。

2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)材料

再生粗骨料：本次試驗(yàn)所用再生粗骨料均由混凝土制備，利用顎式破碎機(jī)將廢棄混凝破碎。水泥：冀東P.O 42.5水泥。細(xì)骨料：細(xì)度模數(shù)為2.5的中砂。水：自來水。減水劑：聚羧酸系減水劑。

2.2 再生粗骨料級配設(shè)計(jì)

試驗(yàn)根據(jù)骨架密實(shí)堆積理論，采用等質(zhì)量替換多級配骨架密實(shí)堆積法得到各粒徑范圍再生粗骨料的最佳級配比例。并通過試驗(yàn)研究再生粗骨料級配方式對再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響趨勢。

2.3 配合比設(shè)計(jì)

粗骨料是制備混凝土過程必需的原材料之一，主要起到骨架支撐和承受外部荷載的作用，再生骨料混凝土所使用的粗骨料一般粒徑范圍為5mm-40mm，這種粗骨料中會存在一些水泥砂漿、石子等，因此再生骨料各個(gè)性能均差于天然骨料。盡管以再生骨料作為原材料配制的混凝土性能大大降低，然而可以利用相應(yīng)的技術(shù)手段和工藝來提高再生骨料各種性能，例如：再生粗骨料預(yù)濕處理，優(yōu)化再生骨料的配合比設(shè)計(jì)，摻入粉煤灰和FDN型外加劑等。下面按照首先將再生粗骨料預(yù)濕處理，然后利用嵌擠骨架密實(shí)法設(shè)計(jì)再生混凝土配合比。將各粒徑范圍的再生粗骨料按級配試驗(yàn)得到的最佳級配比例均勻混合，并以此作為粗骨料制備再生混凝土。通過改變水灰比的方式進(jìn)行再生混凝土的配制，研究水灰比對再生粗骨料混凝土抗壓強(qiáng)度的影響趨勢，試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)如表1所示。

2.4 試件制作與加載

由于再生粗骨料的最大粒徑為40mm，為了保證再生粗骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度測試更加準(zhǔn)確，采用150mm×150mm×150mm的試塊尺寸，且在配制再生混凝土之前對再生粗骨料進(jìn)行充分預(yù)濕。再生混凝土試塊拆模后放入養(yǎng)護(hù)室，采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)方式養(yǎng)護(hù)，分別測得3d、7d、28d的抗壓強(qiáng)度。

3.結(jié)論

通過對a～e五組再生粗骨料混凝土試塊抗壓強(qiáng)度的分析，如表2所示，隨著水灰比的降低，混凝土的抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)上漲的趨勢，而坍落度則出現(xiàn)下降的趨勢;在水灰比處于0.375～0.50的常規(guī)范圍時(shí)，再生混凝土的坍落度均滿足使用要求，抗壓強(qiáng)度均大于20MPa，說明采用最佳級配比例級配的再生粗骨料可以充分滿足再生混凝土抗壓強(qiáng)度≥C20的強(qiáng)度要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉漢清.再生混凝土組合砌體抗震性能試驗(yàn)研究[D].華北理工大學(xué)，2015.

[3]鄭華.建筑垃圾再生利用的思考[J].四川水泥，2018 （10）：138.