再生骨料混凝土基本性能分析與研究
摘要：研究了再生骨料的基本特性以及攪拌方式、水灰比和砂率對再生混凝土抗壓強度的影響。結(jié)果表明，再生骨料的壓碎指標和表觀密度低、吸水率高；當水灰比大于0.38時，再生混凝土強度隨水灰比的增大而降低，而小于0.38時，強度則不會有明顯的變化；當砂率為0.4時，再生混凝土的抗壓強度最高；通過改善攪拌制度能夠提高再生混凝土的抗壓強度。
關(guān)鍵詞：再生骨料；再生混凝土；水灰比
0前言
近年來隨著城市建設(shè)的發(fā)展，住房建設(shè)的加快，新建工程施工和舊建筑物維修、拆除過程中產(chǎn)生大量的廢棄混凝土，同時預計今后混凝土碎塊的產(chǎn)量將更多，如何處理這些廢棄混凝土，就成為一個迫切的要求。
再生混凝土技術(shù)可以實現(xiàn)廢棄混凝土的有效回收利用，對于保護環(huán)境、節(jié)約資源、發(fā)展生態(tài)建筑具有重要意義，通常被認為是發(fā)展綠色生態(tài)混凝土的主要措施之一。近年來國內(nèi)的一些研究人員進行了一系列的研究并取得了較大成果
與天然集料相比，再生集料不僅棱角多，且表面往往包裹著一層（或部分）砂漿（或水泥漿），這樣，再生混凝土內(nèi)部集料一漿體結(jié)構(gòu)更為復雜，界面數(shù)量更多。若按天然混凝土的水灰比來配制再生混凝土其基本力學性能會受到影響。本文主要結(jié)合再生骨料的基本特征，主要探討了再生混凝土的攪拌方式、水灰比及砂率對其力學性能的影響。
1 試驗設(shè)計
1.1試驗材料
水泥為江南小野田水泥廠生產(chǎn)的52.5級普通硅酸鹽水泥。細骨料為普通河砂，級配良好，細度模數(shù)為2.5,屬中砂。水為自來水。再生骨料為再生骨料系都市廢棄物綜合利用開發(fā)公司提供，主要物理性能、顆粒級配如表1、表2所示。
由表1、表2可見，再生骨料與天然粗骨料的物理性能有很大差異，主要表現(xiàn)在堆積、表觀密度低、壓碎值大、吸水率高，表明再生骨料孔隙率高，強度低，這主要是由于其表面附著大量水泥漿體和砂漿的緣故。再生骨料的級配與粗骨料推薦的級配范圍相差不是很大，能夠滿足再生混凝土的配制要求。
1.2試驗配合比設(shè)計
1.2.1水灰比（W/C）分別設(shè)為：0.30、0.34、0.38、0.42、0.46、0.50
1.2.2砂率（Sp）設(shè)3個水平：0.35、0.40、0.45
1.2.3單位用水量（W）分為兩部分：W1為不考慮再生骨料（RCA）吸水率時的單位用水量，這里取165kg/m3;W2為附加水，按照再生骨料10分鐘吸水量添加（試驗測得試塊10分鐘吸水量為2.8%），試驗中兩部分水一起加入。
表3 計算配合比
1.3試驗方法
普通混凝土與再生混凝土均按表3設(shè)計水灰比、砂率配合比配制150mm×150mm×150mm的立方體試件。試件成型用表4中規(guī)定的機械攪拌、振動臺振實，試件脫模后送養(yǎng)護室標準養(yǎng)護28d后測試其抗壓強度。試驗方法按國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法》（GBJ81-85）規(guī)定進行。
2試驗結(jié)果與討論
2.1水灰比對再生混凝土抗壓強度的影響
水灰比是影響混凝土抗壓強度的最主要因素之一。對于再生混凝土，水灰比對抗壓強度的影響與普通混凝土不同。圖1為不同水灰比對再生混凝土的抗壓強度的影響。
從圖1中可以看出，當水灰比為0.38時，抗壓強度與0.28時相當，而后（>0.38）則有規(guī)律的下降，說明對于再生骨料，當水灰比過小時（<0.38），強度變化不是很大，3d強度變化規(guī)律與28d相似。
對于混凝土抗壓強度，主要取決于水泥石的強度及其與骨料間的粘結(jié)力，而水泥石的強度及其與骨料間的粘結(jié)力，又取決于水泥強度等級和水灰比的大小。當水灰比較大時，這個規(guī)律也適用于再生混凝上；當水灰比較低時，由于再生骨料自身強度較低，當再生骨料強度小于水泥石強度時，試塊的破壞主要是由于骨料自身的破壞，試塊的強度將不會隨著水灰比的降低而提高。所以，對于再生混凝土存在一個這樣的臨界水灰比的取值，當水灰比大于這個臨界水灰比時，強度降低，而小于臨界水灰比時，強度則不會有明顯的變化。
2.2砂率對再生混凝土抗壓強度的影響
砂率對再生混凝土強度的影響如圖2所示。
從圖2中可以看出，在相同的水灰比條件下，砂率為0.3 5、0.4時，早期抗壓強度最大，達到29.7MPa,砂率為O.45時，抗壓強度最小，為28.6MPa;而對于試樣28d強度來說，當砂率為0.4時，試塊的抗壓強度達到了42.5MPa,與砂率為0.35和O.45的試塊相比，分別提高了5MPa和8MPa,提升效果明顯。
對再生混凝土的抗壓強度存在一個合理的砂率，同時合適的砂率對混凝土和易性也有利，在選擇砂率時要考慮這兩方面因素。對于本試驗所用砂、石，配制中、低強度的混凝上合理砂率在40%左右。
2.3攪拌方式對再生混凝土抗壓強度的影響
相同配合比采用不同的攪拌方式對抗壓強度的影響如圖3所示。
由圖3可以看出，攪拌制度2相對于攪拌制度1來說有一定的提高，3d、28d的抗壓強度分別提高了2MPa、4.3MPa.由于再生骨料比天然骨料的空隙多、吸水率大，表面粗糙，棱角眾多，通過攪拌制度2先用一層水灰比較小的水泥漿體包裹再生骨料，填充再生骨料表面裂紋和縫隙，減少界面層水膜的厚度，最終達到改善新舊界面的粘結(jié)強度，從而提高了試塊的抗壓強度。因此，再不改變配合比的前提下，通過改變再生混凝土的攪拌方式，優(yōu)化成型工藝提高再生混凝土的強度是可行的。
3 結(jié)論
?。?）再生骨料的壓碎指標和表觀密度低于自然骨料，吸水率高于自然骨料。
?。?）再生混凝土的配合比中除了單位用水量，還應(yīng)加入附和水（再生骨料10分鐘的吸水量）。
?。?）再生混凝土存在一個的臨界水灰比的取值，當水灰比大于這個臨界水灰比時，強度降低，而小于臨界水灰比時，強度則不會有明顯的變化。
?。?）再生混凝土的抗壓強度存在一個合理的砂率，本試驗所用砂、石，最佳砂率為0.40.（5）再不改變配合比的前提下，通過改變再生混凝土的攪拌方式，優(yōu)化成型工藝提高再生混凝土的強度是可行的。
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