再生粗骨料混凝土的抗压强度试验结果及分析

邓闲文

摘要：在我国面临的节约能源、保护环境与实现经济可持续发展等问题的今天，再生骨料混凝土具有巨大的经济和社会效益。因此，研究再生粗骨料对混凝土性能的影响具有重要的理论意义和应用价值。研究表明混泥土中用一定量的再生骨料取代天然骨料有能够改变混泥土的抗压强度的作用。为此有必要研究再生骨料取代率对混泥土抗压强度的影响。

关键词：再生粗骨料；混泥土；抗压强度

中图分类号：TU5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

在我国面临的节约能源、保护环境与实现经济可持续发展等问题的今天，再生骨料混凝土具有巨大的经济和社会效益。因此，研究再生粗骨料对混凝土性能的影响具有重要的理论意义和应用价值。研究表明混泥土中用一定量的再生骨料取代天然骨料有能够改变混泥土的抗压强度的作用。

本论文拟通过室内试验研究再生骨料取代率对混泥土抗压强度的影响规律，室内试验工况为再生粗骨料压碎指标，即其他条件相同的情况下，再生粗骨料的压碎指标分别采用21.7%、19.2%、17.3%、15.1%。试验时，采用万能试验机测试再生粗骨料混凝土的立方体抗压强度。再生骨料混凝土与天然骨料混凝土相比，随着骨料替代率的增加，再生混凝土棱柱体抗压强度略有提高，应力应变曲线具有相似的形状，在上升阶段，再生混凝土与天然混凝土的应力应变曲线变化不大，但在下降段再生混凝土更为陡峭。

本文对不同再生骨料取代率下混凝土抗压性能进行了研究。

1.实验工况、材料及方法

1.1实验工况

以水灰比为0.55基准配制再生混凝土，再生粗骨料的含水率均为2%，均以100%的取代率取代天然粗骨料，再生粗骨料的压碎指标分别为21.8%、19.2%、17.3%、15.1%，配制四组不同的再生粗骨料混凝土。

1.2实验材料

（1）水泥：P.O 42.5海螺牌水泥。水泥的化学成分见表2-1所示：

x（1）试件制备

本试验根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）的规定测定再生混凝土立方体抗压强度。按上述工况的配合比制作100mm×100mm×100mm立方体试件。用机械台秤按比例分别称量水泥、砂、粗骨料和水，精确至0.05kg。首先将称量的水泥、砂、倒入搅拌机中，开启搅拌机搅拌，30s时加入事先称量好的自来水，90s时将粗骨料倒入搅拌机中，至150s时关闭搅拌机电源。用铁铲将再生混凝土拌合物放入100mm×100mm×100mm试模中，将装有浆体的试模放在振动台上振动约60s，用抹刀抹平表面，静置待其硬化，24h后拆模、标记编号，拆模后立即放入水中进行养护。将分别养护3d、7d、28d的不同配合比试件进行抗压强度测定，抗压强度最终取3块试件的平均值。

本试验制备试件所用的主要仪器与工具如图1所示。

图1 试验制备试件所用的主要仪器与工具图

（2）立方体抗压强度测试方法

分别在7d、14d、28d龄期时从每组12个试块中取三块，在SYE-2000型混凝土压力试验机上测定其强度.试件从养护箱取出应及时进行试验，将试件表面与试验机上下承压板面擦干净。将试件安放在试验机的下压板上，试件的承压面应与试块成型时的顶面垂直，试件的中心与承压板中心重合，放置好试块后首先关闭试验机出油阀，打开给油阀，然后开动试验机。待试件破坏，试验机上显示压力值开始降低时关闭试验机，关闭给油阀，打开出油阀，读取并记录试验机屏幕上显示的压力值峰值和试件抗压强度峰值。

抗压强度的计算公式为：

式中：——混凝土立方体抗压强度（MPa）；

——试件破坏荷载；

——试件承压面积（mm2）

每个龄期每个配合比的三块试件测试强度，最终强度值的确定应符合下列规定：

①三个试件实测值的算术平均值作为该组试件的强度值（精确至0.1MPa）。

②如果三个测值中的最大值或最小值中有个与中间值的差值超过中间值的15%，则需把最大及最小值一并舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值；

③如果最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。对抗压强度数据进行纵向和横向的比较，分析不同再生粗骨料取代率、压碎指标和含水率对对再生混凝土抗压强度的发展规律的影响。

2.实验结果与分析

2.1 实验结果

再生粗骨料取代率分别为0%、30%、60%、100%的混凝土试块在3d、7d、28d三个龄期时的抗压强度试验值见表4-1。

表4-1再生粗骨料不同取代率时的试块各龄期强度值（MPa）

由表4-1的试验数据可绘出再生粗骨料取代率与再生混凝土立方体抗压强度之间的关系曲线，如图4-1所示。

a.不同取代率时抗压强度曲线

b.不同龄期时的抗压强度曲线

2.2实验分析

由图4-1（a）可知，随着再生粗骨料取代率的增加，混凝土在3d、7d、28d三个龄期的抗压强度总体呈现减小的趋势，取代率为30%的再生混凝土相对于天然混凝土的28天抗压强度降低了10.99%，这主要是由于再生粗骨料孔隙率较高，承受压力时容易形成应力集中所致；当取代率增大到60%左右时，再生混凝土虽然相对于天然混凝土的抗压强度是减小的，其28天平均强度比天然混凝土减小1.52%，但是减小的幅度相对于取代率为30%时变小了，这可能是因为此时再生粗骨料与天然粗骨料所形成的级配较优，粗骨料与水泥石基体界面间的强度得到一定程度的发展；当取代率增大到100%时，其28天抗压强度相对于天然混凝土降低了11.34%，与30%的取代率相当，这可能是因为由于大量地使用再生粗骨料，粗骨料强度以及粗骨料与水泥石基体界面间的强度都得到削弱，说明大量地用再生粗骨料取代天然粗骨料对强度增长并不是最优的，当水泥强度、粗骨料强度及水泥与粗骨料的界面强度都得到较好的发展时，混凝土的强度最大，本试验中再生粗骨料的最佳取代率为60%。

由图4-1（b）可以看出再生粗骨料的取代率不同时，再生混凝土抗压强度均随着龄期的增加而增大。再生混凝土早期抗压强度与取代率为0%的混凝土相差不大，但是天然混凝土后期强度增长迅速，而再生混凝土的强度虽然也在增长，但是增速较天然混凝土缓慢许多，这可能是因为再生粗骨料表面一般包裹着水泥砂浆的石子、少部分与砂浆完全脱离的石子等，比较容易锁住水分，使得水泥的水化过程趋于均匀，而不是集中在早期。

3.结论

通过比较分析不同再生粗骨料混凝土试块的3天、7天和28天立方体抗压强度的试验结果，发现再生混凝土的抗压强度均低于天然混凝土，本文中取代率为60%时的再生混凝土抗压强度较佳；随着再生粗骨料压碎指标的增大，再生混凝土的抗压强度降低；随着再生粗骨料含水率的增加，再生混凝土的抗压强度也有增大的趋势，本文中再生粗骨料含水率为8%时的抗压强度最好。

参考文献

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