再生混凝土强度试验研究

宋晓辉

(安徽六安职业技术学院,六安237158)

随着城市建设步伐的加快，大量的废弃混凝土也因此而产生。在发达资本主义国家，再生混凝土技术已变成了非常热门的研究项目。经过清洗、破碎以及分级等程序，根据固定的比例进行配合，混凝土可以生成再生骨料。按照这种方式配成的混凝土，即再生骨料混凝土［1，2］，简称为再生混凝土。 在这方面，再生骨料能够替换天然骨料的比率，称为再生骨料取代率（Re）。

二次世界大战后，美国、日本、澳大利亚和一些欧洲国家率先对混凝土再生进行了研究并应用于实际工程。国内有关再生混凝土的研究工作刚刚起步，基本是在实验室条件下进行［3］。再生混凝土的物理性能得到广泛的研究［4,5］，但是关于结构性能及构件方面的研究未见深入。在此，运用再生骨料配置生产而成再生混凝土，研究其劈裂抗拉强度，并测定抗压强度等具体的力学指标，分析水灰比、取代率等因素及其对再生混凝土性能造成的影响。

1 试验材料

（1）粗骨料：取天然碎石，最大粒径是 31.5mm，连续级配。

（2）再生粗骨料：采用被安徽省工程建设检测中心视为废品的混凝土试块 (原始混凝土的粗骨料是碎石)，通过人力进行破碎、筛分，得到了再生骨料。

（3）细骨料：采用舒城河砂，中砂。

（4）拌合水：自来水。

（5）水泥：采用 P·O 42.5 巢湖水泥。

2 抗压强度

2.1 取代率对抗压强度的影响

对成型100mm×100mm×100mm的再生混凝土立方体试块进行抗压强度试验。将水灰比为0.50，再生骨料取代率分别为0，30%，50%，70%，100%的粗骨料，在标准条件下养护至规定龄期，采用200t的压力机分别测试了7d、28d和90d的抗压强度（表1）。

表1 抗压强度结果

再生混凝土抗压强度与再生粗骨料取代率的关系如图1所示。再生粗骨料的取代率对再生混凝土的抗压强度造成了巨大的影响。总体上看，它的影响随着再生粗骨料取代率在上升；但是，再生混凝土的抗压强度却是不断地下滑，二者的变换和关系是反方向的。当再生粗骨料的取代率分别是30%、70%和100%时，再生混凝土的28d抗压强度和普通混凝土相比依次降低了12%、28%和36%。当再生粗骨料的取代率为50%时，混凝土的抗压强度增加了10%。

图1 再生混凝土抗压强度与再生粗骨料取代率的关系

2.2 水灰比

对成型100mm×100mm×100mm的再生混凝土立方体试块进行抗压强度试验。水灰比分别为0.40、0.45、0.50、0.55， 再生骨料分别取代 0、50%和 100%的粗骨料，在标准条件下养护至规定龄期，采用200t的压力机分别测试其28d抗压强度。

表2 水灰比影响抗压强度的实验结果

正如图2所示，当再生粗骨料的取代率均达到50%以及100%时，再生混凝土28d抗压强度与灰水比之间，能够显示出较好的线性关系。当将其和一般的混凝土保罗米公式［3］对比时，则：

普通混凝土：

再生混凝土：R=50%，R=100%，fcuR=A100fce(（C/W）+B100)，其中 A100=0.19，B100=0.12。

可以认为，再生混凝土粗骨料品质不均匀，造成了对于不同的取代率，公式中A、B取值发生变化。即加入再生粗骨料导致A值减小，相当于水泥作用的弱化，并且对取代率的变化不敏感，即A50和 A100接近；但B值差异较大，并且成为正项，说明骨料的作用加强，尤其是50%取代时，更为显著。

图2 再生混凝土的28d抗压强度与灰水比关系

3 劈裂抗拉强度

3.1 取代率的影响

采用表3中的配合比，水灰比为0.50，再生骨料的取代率分别为0，30%，50%，70%，100%，材料同上。试件尺寸为150mm×150mm×150mm，在标准条件下养护28d，采用液压式万能抗折试验机，分别测得其劈裂抗拉强度。

表3 取代率对再生混凝土劈裂抗拉强度产生的影响

由表3可知，再生混凝土的抗拉强度和再生骨料的取代率具有一定相关性，随着再生骨料的取代率由30%、50%、70%提高到100%时，再生混凝土的抗拉强度逐渐降低，再生混凝土相对天然骨料混凝土抗拉强度分别降低了 0.4%、2.6%、3.0%和4.8%。

3.2 水灰比

采用表4中的配合比，水灰比分别为0.40、0.45、0.50 和 0.55， 再生骨料的取代率分别为 0、50%和100%，材料与上述相同。试件尺寸为150mm×150mm×150mm，在标准条件下养护28d，采用液压式万能抗折试验机，分别测得其劈裂抗拉强度。

由图3可知，随着水灰比由0.40增大到0.55时，再生混凝土抗拉强度减小，基本上呈直线下降，降低了0.76MPa。在水灰比相同的前提下，对再生混凝土的劈裂抗拉强度而言，再生骨料的取代率所产生的影响并不是很大。

表4 水灰比对劈裂抗拉强度的影响

图3 水灰比对劈裂抗拉强度的影响

4 结 论

（1）即便为了得到很高的抗压强度，水灰比的比重也不应该被过分降低，在设计再生混凝土的配合比时，水灰比值适宜设定为0.45或者0.5。这种情况下，既保证了再生混凝土的强度比较高，又能保证工作性能。

（2）对再生混凝土各龄期的抗压强度而言，再生粗骨料取代率所产生的影响还是非常大的。所以，要对再生粗骨料进行合理的优化，这样可以增大它的抗压强度。水灰比的比率会越变越大，再生混凝土的抗压强度也呈现不断下降的趋势。

（3）再生骨料的取代率对再生混凝土的劈裂抗拉强度影响不大。随着水灰比的增大，再生混凝土的劈裂抗拉强度相应减小。而在相同水灰比条件下，再生骨料的取代率对再生混凝土的劈裂抗拉强度影响不大。

[1]孙跃东，肖建庄.再生混凝土骨料 [J].混凝土，2004(6)：33-36.

[2]徐亦冬，周士琼，肖佳.再生混凝土骨料试验研究[J].建筑材料学报，2004，7(4)：447-450.

[3]侯星宇.再生混凝土研究综述 [J].混凝土，2011(7)：97-98,103.

[4]陈莹，严捍东，林建华，等.再生骨料基本性质及对混凝土性能影响的研究[J].再生资源研究，2003（6）：34-37.

[5]李雯霞，刘昕.再生骨料混凝土力学性能影响因素研究[J].建筑技术，2012，43（1）：15-17.