再生骨料混凝土

付瑤

摘 ?要：大量建筑物的拆除，致使產(chǎn)生大量的建筑垃圾，其中 40%的就是混凝土，這些廢材不易分解，這可能會(huì)造成環(huán)境污染。由于混凝土用量遞增，導(dǎo)致砂石等材料過(guò)度開(kāi)采，引起自然災(zāi)害，破壞了自然環(huán)境，也是對(duì)資源的一種浪費(fèi)。本文通過(guò)對(duì)全再生混凝土和再生骨料混凝土之間作一個(gè)對(duì)比，研究其在改變摻量時(shí)，其基本力學(xué)變化趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：全再生混凝土;再生混凝土;天然骨料比例設(shè)計(jì)

一、引言

1.1 研究背景

近年來(lái)，城鎮(zhèn)化建設(shè)中，產(chǎn)生了大量的建筑垃圾，我國(guó)平均每年共排放建筑垃圾 7800多萬(wàn)噸[1]。其中混凝土占主要地位，對(duì)廢棄混凝土的回收再利用具有很大的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保價(jià)值。如找到可行有效的途徑，將這些廢棄混凝土破碎、篩分，形成不同粒徑的再生混凝土骨料，利用這些再生骨料配制成再生混凝土，若配制而成的再混凝土各項(xiàng)力學(xué)性能及經(jīng)濟(jì)效益能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，那么這些廢棄的建筑垃圾將可以重新利用，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)也創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

二、再生與天然混凝土的差別

2.1 骨料之間的差異

從再生骨料的制備角度來(lái)看，在破碎過(guò)程中，或多或少會(huì)使得骨料內(nèi)部造成一定的損傷，因此所得骨料產(chǎn)生許多微小裂紋，他的壓碎指標(biāo)普遍偏高，因此導(dǎo)致其含粉率高于天然砂。所以通常會(huì)把再生骨料經(jīng)破碎粒徑小于 10mm 的碎石作為填充材料使用，石子采用天然骨料，這樣對(duì)其配成的再生混凝土強(qiáng)度影響不是特別大。從表面粗糙程度來(lái)看，再生骨料在破碎前是一個(gè)整體，且水泥之間的作用會(huì)有一定的粘結(jié)力，導(dǎo)致在破碎過(guò)程中會(huì)使得再生骨料產(chǎn)生凹凸不平的表面，其表面粗糙程度要高于天然骨料，這樣在配制再生混凝土?xí)r候會(huì)增大骨料之間的咬合力，對(duì)于增大強(qiáng)度是有利的。

三、再生混凝土基本力學(xué)性能

3.1 立方體抗壓強(qiáng)度

3.1.1 取代率的影響

肖開(kāi)濤采用了用再生粗骨料來(lái)取代普通混凝土中天然骨料，控制水灰比等一系列因素不變，探究改變替代率對(duì)再生混凝土的這些性能的影響。[2]而且針對(duì)再生骨料混凝土的應(yīng)用進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)可行性分析。在相同水膠比（W/B）前提條件下，隨著再生粗骨料含量的占比持續(xù)增加，再生骨料混凝土的不同齡期強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律如圖 3-1 所示。

由圖可知，隨著再生粗骨料含量的增加，再生骨料混凝土的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度一定的增幅。7d強(qiáng)度可以增加3%到12%，28d 強(qiáng)度可以增加5%到15%，并且90d 的長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度沒(méi)有太大差異，取代率為 0 的普通混凝土90d時(shí)強(qiáng)度可達(dá)41MPa（試驗(yàn)采用C35砼），取代率為 100%的完全用再生粗骨料配制的混凝土可達(dá)到39.2MPa。[3]從圖 3-1 可看出，普通混凝土的強(qiáng)度在28d后增加，而其他試樣強(qiáng)度增加很少，完全用再生粗骨料配制的混凝土 90d 時(shí)強(qiáng)度還有倒縮現(xiàn)象。

大量資料顯示，再生混凝土中隨著骨料取代率的增加，再生混凝土的強(qiáng)度會(huì)降低，這個(gè)結(jié)論與本試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果恰好相反，通過(guò)查閱資料，可以用以下兩個(gè)原因來(lái)解釋這個(gè)現(xiàn)象。一是采用高強(qiáng)度再生骨料配制低強(qiáng)度再生混凝土。由于再生骨料的強(qiáng)度較高，配制的再生混凝土強(qiáng)度較低，硬化水泥砂漿結(jié)構(gòu)較致密，經(jīng)破碎后表面粗糙，與新的水化產(chǎn)物有很強(qiáng)的咬合能力。二是再生骨料吸水性大導(dǎo)致水灰比降低使得配制的再生混凝土強(qiáng)度變高，當(dāng)原材料加水拌和以后，再生骨料大量吸水，致使水泥砂漿中實(shí)際水灰比也偏低，故再生混凝土的強(qiáng)度也就越高。但是，當(dāng)再生粗骨料和配制的再生混凝土的強(qiáng)度接近時(shí)，隨著再生粗骨料增多，達(dá)到一定程度時(shí)，再生混凝土結(jié)構(gòu)中的主要抗壓主要取決于再生骨料。

3.1.2 水灰比的影響

王昊坤[4]將普通混凝土中的粗骨料全部用再生骨料（取代率為 100%），將水灰比當(dāng)做變量，通過(guò)改變水灰比（水灰比分別為 0.3、0.4、0.5 和 0.6），立方體抗壓強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖 3-2 所示：

由圖知，再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度早期強(qiáng)度較高，水灰比為 0.3 和 0.4 的兩種再生混凝土尤為明顯，這與高效減水劑的加入密切相關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果表明，再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度與水灰比呈明顯的線性關(guān)系，與普通混凝土變化趨勢(shì)相同，均隨水灰比的減小而增大，且各水灰比條件下，28d 實(shí)際立方體抗壓強(qiáng)度均大于配制強(qiáng)度（水灰比為 0.4 的再生混凝土實(shí)際立方體抗壓強(qiáng)度達(dá)到配制強(qiáng)度的 93%）。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)水灰比為 0.3 的再生混凝土的 28d 立方體抗壓強(qiáng)度達(dá)到 60MPa 以上，說(shuō)明再生混凝土可以達(dá)到中高強(qiáng)度要求。

四 結(jié)論

由于再生骨料自身劣于天然骨料，使再生骨料的性能稍差于天然骨料，因此多把再生骨料當(dāng)作填充材料來(lái)使用，很少用再生粗骨料來(lái)做承重材料使用，通過(guò)將普通混凝土中的天然粗骨料用再生粗骨料替代，探究其變化趨勢(shì)，可以找到那么一個(gè)平衡點(diǎn)，爭(zhēng)取最大限度的利用再生骨料，利用再生骨料配制的再生混凝土無(wú)論是性能還是強(qiáng)度上，都更接近于普通混凝土。

參考文獻(xiàn)

[1] ?石磊，《全再生骨料混凝土配合比及其長(zhǎng)期性能試驗(yàn)研究》

[2] ?陳麗君，《淺析再生混凝土研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景》

[3] ?肖開(kāi)濤.《再生混凝土的性能及其改性研究》

[4] ?王昊坤，再生粗骨料機(jī)制砂混凝配合比設(shè)計(jì)與基本力學(xué)性能試驗(yàn)研究[D].