再生骨料在混凝土中的應用研究

孔文藝 范曉玲 李 鋒 羅 健

（成都建工預筑科技有限公司，四川成都610000）

近年來，越來越多的舊建筑物由于到達了使用年限或其他原因被拆遷改造，而我國建筑物中大量使用紅磚作為承重或維護材料，因此，在產(chǎn)生的大量建筑垃圾中，除了廢棄混凝土以外，碎磚（砌）塊約占建筑垃圾總量的30%～50%。目前，這些建筑垃圾很大一部分是露天堆放，少部分是填埋處理，占用土地，污染環(huán)境。眾所周知，建筑業(yè)是耗用資源最多的行業(yè)，若能將建筑垃圾處理成再生骨料應用到建筑業(yè)中，既可解決建筑垃圾的處理問題，又節(jié)約了對其他建筑材料的耗費，環(huán)保節(jié)能。當今，采用廢棄混凝土和紅磚經(jīng)過破碎、加工及篩分等工藝制備得到的再生骨料，對普通砂石骨料進行全部或部分取代，同時，按相應的配合比加入膠凝材料、水、外加劑等成分配制而成的再生混凝土在一定程度上可以解決這兩類問題，但再生骨料的摻入對混凝土性能必將產(chǎn)生較大的影響。因此，本文將建筑垃圾中的混凝土和紅磚分別破碎后，作為再生骨料，將其用于混凝土中替代普通天然骨料，研究不同替代比例對混凝土性能的影響。

1 原材料

本試驗所采用的原材料有：

（1）水泥：PO42.5R普通硅酸鹽水泥，四川峨勝水泥有限公司生產(chǎn)，其主要物理性能指標如表1所示。

（2）粉煤灰：Ⅱ級粉煤灰，成都本地產(chǎn)，其物理性能指標如表2所示。

（3）礦渣粉：成都本地產(chǎn)，其物理性能指標如表3所示。

（4）細骨料：天然細砂、天然中砂、由廢棄混凝土破碎而成的混凝土砂和由紅磚破碎而成的紅磚砂，細骨料的性能指標如表4～表7中所示。

（5）粗骨料：普通碎石及再生粗骨料性能指標如表8中所示。

（6）外加劑為自制專用外加劑。

表1 水泥的主要物理性能

表2 粉煤灰的主要物理性能

表3 礦渣粉的主要物理性能

表4 砂的顆粒級配

表5 砂的物理性能

表6 再生細骨料物理性能指標

表7 再生細骨料顆粒級配

表8 再生粗骨料物理性能指標

2 試驗方法

由于再生骨料密度較普通骨料輕，且具有較高的吸水率，因此，本文再生混凝土的配合比設計參照標準JGJ51-2002《輕骨料混凝土技術規(guī)程》進行設計。其實際用水量為凈用水量加附加用水量，附加用水量按式計算：

△W=MRCA（SRCA-SOCA）

式中△W為附加用水量，kg；MRCA為再生骨料質(zhì)量，kg；SRCA為再生骨料吸水率，%；SOCA為普通骨料吸水率，%。

混凝土拌合物性能按照標準《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》GB/T50080進行檢測；混凝土抗壓強度依據(jù)《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T50081的規(guī)定進行檢測。

2.1 紅磚碎石在C30混凝土中的應用

紅磚碎石按質(zhì)量取代粗骨料的0%、30%、50%、100%時，水泥用量250kg/m3，礦渣粉用量80kg/m3，配制C30混凝土時的配比及性能檢測結果如表9所示。

表9 再生紅磚碎石在C30混凝土中的應用（質(zhì)量法）—性能指標

從表9數(shù)據(jù)中可見當，C30混凝土中分別摻加30%、50%、70%、100%的再生紅磚碎石時，混凝土的28d抗壓強度為未摻加紅磚碎石的混凝土抗壓強度的86%、85%、79%和72%，容重也隨著紅磚摻量的增加而降低。

2.2 紅磚碎石在C50混凝土中的應用

將紅磚碎石按質(zhì)量法取代粗骨料的0%、30%、50%、100%，水泥用量 310kg/m3、礦渣粉用量100kg/m3時，配制C40混凝土時的配比及性能檢測結果如表10所示。

表10 再生紅磚碎石在C50混凝土中的應用（質(zhì)量法）—性能檢測

從表10數(shù)據(jù)中可見，當C50混凝土中分別摻加30%、50%、70%、100%的紅磚時，混凝土的28d抗壓強度為未摻加紅磚的混凝土抗壓強度的87%、85%、76%和69%，容重也隨著紅磚摻量的增加而降低。

2.3 紅磚碎石在C40混凝土中的應用

當再生紅磚碎石混凝土采用絕對體積法設計，水泥用量280kg/m3，粉煤灰用量100kg/m3，紅磚摻量分別為0%、20%、40%、60%、80%、100%時得到的配比及性能檢測結果如表11所示。

表11 再生紅磚碎石在C40混凝土中的應用（體積法）—性能檢測

從表11結果可見，紅磚摻量分別為0%、20%、40%、60%、80%、100%時，混凝土的 28d抗壓強度分別為未摻加紅磚的混凝土抗壓強度的100%、89%、79%、78%、80%和 74%，同時，混凝土的容重也隨之降低。

從以上紅磚碎石應用于C30、C40及C50混凝土中時的性能表現(xiàn)可見，紅磚碎石采用質(zhì)量法或體積法應用于不同等級的混凝土中時，混凝土的強度和容重均隨著其摻量的增加而降低，這主要是由于紅磚碎石自身的強度和密度較普通碎石低，因而取代普通碎石時，會降低混凝土的強度和容重；另一方面，紅磚吸水率高，隨著紅磚碎石再生骨料摻量增加，混凝土中實際水灰比增大，對混凝土強度也有一定影響。

2.4 混凝土碎石在C30混凝土中的應用

將廢棄混凝土破碎得到的混凝土碎石，應用在C30混凝土中，采用質(zhì)量法進行配合比設計，水泥用量為250kg/m3，礦渣粉用量80kg/m3，再生混凝土碎石摻量為0%、30%、50%、100%時得到的混凝土配比及性能檢測結果如表12所示。

表12 再生混凝土碎石在C30混凝土中的應用（質(zhì)量法）—性能檢測

從表12結果中可見，混凝土破碎得到的再生骨料應用于混凝土中時，相對于紅磚對混凝土強度影響較小，30%、50%、70%、100%取代率時混凝土抗壓強度比為94%、89%、87%和86%，混凝土容重也隨著再生骨料摻量的增加而降低，但降低幅度也較摻加紅磚碎石時的混凝土小，這主要是由于混凝土再生骨料的強度和表觀密度均較紅磚再生骨料的高。

2.5 建渣砂對混凝土的影響

采用廢棄混凝土破碎得到的混凝土再生砂，將其應用在C30混凝土中，采用原生碎石，水泥用量240kg/m3、礦渣粉用量80kg/m3，采用質(zhì)量法設計，用混凝土再生砂取代機制砂和天然砂，取代比例為0%、10%、30%、50%、70%時得到的混凝土配比及性能檢測結果如表13所示。

表13 再生混凝土砂在C30混凝土中的應用（質(zhì)量法）—性能檢測

從表13數(shù)據(jù)可見，混凝土砂的摻加對混凝土性能有較大的影響，主要由于混凝土砂密度較普通砂小，吸水率較普通砂大，對實際水灰比影響較大，在達到一定擴展度的情況下，混凝土砂摻量越高，混凝土實際水灰比越大，強度和容重也越低，在摻量到70%時，混凝土強度和對比樣的28天抗壓強度比為77.2%，可見混凝土砂在混凝土中不宜摻量過高，在實際使用中應根據(jù)工程或產(chǎn)品性能指標要求選擇適當摻量。

3 結論

從本文的研究可見：再生骨料對混凝土的各方面性能均有一定的影響，紅磚的再生骨料對混凝土容重和強度影響較混凝土再生骨料對混凝土性能的影響大，再生骨料摻量越高，混凝土的容重和強度越低；對不同強度等級的混凝土，再生骨料的影響規(guī)律相同。在工程應用中，宜根據(jù)工程或產(chǎn)品的指標要求選擇適宜的再生骨料添加量。