掺加再生骨料的混凝土性能的优化研究

王厚福 孙亚伟 徐福卫

摘 要：本论文对再生混凝土的研究现状进行了试验分析，分析了连续级配和间断级配对掺加再生骨料混凝土抗压强度的影响和不同再生骨料的掺量对再生骨料混凝土强度和性能的影响。结果表明，经过28天养护后混凝土的强度随着再生骨料的增加而减少，间断级配较连续级配的再生骨料混凝土的抗压强度相对低些。

关键词：再生骨料；再生混凝土；连续级配；抗压强度

再生混凝土指旧建筑物或结构物解体的混凝土经破碎分级，成为粗细骨料，用以代替混凝土中的部分或全部天然骨料，配置而成的混凝土[1]。由于再生混凝土的巨大经济效益和潜力，国内许多学者和研究机构对再生混凝土进行了研究，包括再生混凝土的基本性质[2]、再生混凝土的力学性能[3]、再生混凝土的耐久性[4]等做出了实验研究。但有关再生骨料级配，掺量对再生混凝土的优化研究较少。本文研究了不同级配和不同再生骨料掺量对再生骨料混凝土强度的影响。

1 实验材料和试验方案

试验材料采用标准河沙，卵石，华新堡垒牌P.C 42.5R水泥，再生骨料采用襄阳市隆中风景区道路改造废弃的混凝土破碎筛分而成，自来水拌和。

试验主要参照《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ55-2011）[5]，以设计强度等级为C30的普通混凝土配合比为基准，以再生骨料的级配和掺量为基本影响因素，连续级配掺入10%、20%、30%再生骨料编为10A、20A、30A。间断级配掺入10%、20%、30%再生骨料分别编为10B、20B、30B。不同级配和再生骨料掺量试验数据对照组见表1、表2。不掺入再生骨料的试验对照组编号0。采取100mm×100mm×100mm的试件模具，以同一龄期，3个试块同时制成、相同时间养护的混凝土试件为一组。测试标准养护下7d和28d的抗压强度。配合比见表3所示。

2 實验结果和分析

7d、28d实验结果见图1、图2。

图1、图2分别由各组抗压强度数据得到了养护7d的混凝土抗压强度随掺入再生骨料量变化和养护28d的混凝土抗压强度随掺入再生骨料量变化，对试验结果进行分析得出再生粗骨料掺量与混凝土力学性能的关系：

（1）从图1、图2中可看出掺入再生骨料生成的混凝土抗压强度高于未掺再生骨料混凝土。掺入再生骨料比不掺入再生骨料强度高是因为再生骨料多为碎石，而试验用的天然骨料为卵石，掺入碎石会使混凝土强度增加。并且再生骨料具有良好的吸水率，可以降低混凝土内部的水灰比，其中还含有大量未水化的水泥颗粒，而这些未水化的水泥颗粒在再生混凝土的配置中会继续水化，这相当于增加了混凝土的水泥用量，使制成的再生混凝土的抗压强度得到提升。

（2）从图1、图2中可看出，与连续级配相比，间断级配制成的混凝土强度都相对小一些。间断级配是人为挑选剔除骨料中的某些粒级，骨料的堆积程度小，颗粒粒径相差较大容易使拌合物发生分离，降低混凝土强度。

（3）从图2可以看出在养护28天后混凝土中掺入10%再生骨料混凝土强度达到最高，随着再生骨料掺量增加，混凝土强度减少。掺入再生骨料多会降低再生混凝土的粘结强度，再生骨料的表面与新旧泥浆结合较弱，会降低混凝土的强度。掺入再生骨料比不掺入再生骨料强度高是因为再生骨料多为碎石，而试验用的天然骨料为卵石，掺入碎石会使混凝土强度增加。

3 结论

本试验通过对掺加再生骨料混凝土的性能的优化进行了的试验研究，得出以下结论：

（1）混凝土制作采用连续级配和间断级配两种不同级配，连续级配制作的混凝土性能更高。

（2）掺入再生骨料生成的混凝土抗压强度高于未掺再生骨料混凝土。混凝土中掺入10%再生骨料混凝土强度达到最高。

（3）混凝土强度会随着再生骨料掺量的增加而减少，掺入再生骨料会降低再生混凝土的粘结强度，再生骨料与新旧泥浆结合较弱，使混凝土的强度降低。

本论文是在徐福卫老师的指导下完成的。

基金项目：湖南文理学院创新创业训练项目（项目编号：201810519042）

参考文献

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

[2]王江，薛飞燕，周辉.再生混凝土抗压强度研究[J].混凝土，2006（7）：52-54

[3]刘玉莲，曹明莉，张会霞.再生混凝土耐久性研究进展[J].混凝土，2013（4）：94-95

[4]崔正龙，杨力辉，大芳賀義喜，等.再生混凝土耐久性的试验研究[J].科学技术与工程，2006（21）：3518-3519

[5] 普通混凝土配合比设计规范（JGJ55-2011）[S].北京：中国建筑工业出版社，2011

作者简介：

王厚福，男，1999年9月生，汉族，湖北荆州人，湖北文理学院土木工程专业16级本科生

孙亚伟，男，1997年6月生，汉族，湖北枣阳人，湖北文理学院土木工程专业16级本科生

指导老师

徐福卫，男，1976年6月生，汉族，江西都昌人，副教授，硕士，主要从事工程结构数值计算和再生混凝土研究，湖北文理学院土木工程与建筑学院。