再生粗骨料混凝土强度的试验研究

刘承钢 张嘉麟 张景曜

摘要：随着我国新老建筑物的更替频率逐步加大，导致了大量的建筑废弃混凝土等建筑废弃物的产生，建筑废弃物的处理需要占用大量的土地资源，同时也造成了村镇地区环境污染等一系列环境问题。为解决这一问题，再生骨料及再生混凝土技术的应用和发展得到了政府部门和专家学者们的广泛关注。而我国对这项技术的研究起步晚，对建筑垃圾的处理方式以及相关的配套政策较其他国家远远落后，对建筑垃圾的循环利用率更是远远不及其他国家。本文基于骨架密实堆积理论设计了级配试验，通过再生混凝土配合比设计及基本力学性能的试验研究，為废弃混凝土的再利用提供了条件。

关键词：再生粗骨料;再生混凝土;级配比;配合比

0.引言

混凝土生产需要大量的粗细砂石骨料，每立方米混凝土大约需要1700—2000kg砂石集料。在我国，砂的来源主要为山砂，而石子主要通过开采山岩得到。由于现代化建设步伐的加快，每年大量的拆除的废旧混凝土、建筑产生的废弃混凝土也带来了一系列的社会问题，如占用土地、处理费用高昂等[1]。而再生混凝土技术既能解决废旧混凝土的处置问题，又能节省天然砂石，同时带来社会效益、经济效益和环境效益，被认为是实现建筑资源环境可持续发展的主要措施之一。

1.试验概况

再生混凝土，又称再生骨料混凝土，是把建筑上废弃的粘土砖或废弃的混凝土等建筑垃圾作为再生骨料，重新应用到混凝土的配制中。废弃混凝土是一种可再生材料，经过一系列处理，可以作为再生骨料代替天然骨料重新配制到混凝土中。再生骨料替代天然骨料应用到混凝土配制中，从一定程度上减少了建筑业对天然骨料的需求量，从而可以减小因大量开采天然砂石对生态环境造成的破坏问题[3]。

2.试验设计

2.1 试验材料

再生粗骨料：本次试验所用再生粗骨料均由混凝土制备，利用颚式破碎机将废弃混凝破碎。水泥：冀东P.O 42.5水泥。细骨料：细度模数为2.5的中砂。水：自来水。减水剂：聚羧酸系减水剂。

2.2 再生粗骨料级配设计

试验根据骨架密实堆积理论，采用等质量替换多级配骨架密实堆积法得到各粒径范围再生粗骨料的最佳级配比例。并通过试验研究再生粗骨料级配方式对再生混凝土抗压强度的影响趋势。

2.3 配合比设计

粗骨料是制备混凝土过程必需的原材料之一，主要起到骨架支撑和承受外部荷载的作用，再生骨料混凝土所使用的粗骨料一般粒径范围为5mm-40mm，这种粗骨料中会存在一些水泥砂浆、石子等，因此再生骨料各个性能均差于天然骨料。尽管以再生骨料作为原材料配制的混凝土性能大大降低，然而可以利用相应的技术手段和工艺来提高再生骨料各种性能，例如：再生粗骨料预湿处理，优化再生骨料的配合比设计，掺入粉煤灰和FDN型外加剂等。下面按照首先将再生粗骨料预湿处理，然后利用嵌挤骨架密实法设计再生混凝土配合比。将各粒径范围的再生粗骨料按级配试验得到的最佳级配比例均匀混合，并以此作为粗骨料制备再生混凝土。通过改变水灰比的方式进行再生混凝土的配制，研究水灰比对再生粗骨料混凝土抗压强度的影响趋势，试验配合比设计如表1所示。

2.4 试件制作与加载

由于再生粗骨料的最大粒径为40mm，为了保证再生粗骨料混凝土的抗压强度测试更加准确，采用150mm×150mm×150mm的试块尺寸，且在配制再生混凝土之前对再生粗骨料进行充分预湿。再生混凝土试块拆模后放入养护室，采用标准养护方式养护，分别测得3d、7d、28d的抗压强度。

3.结论

通过对a～e五组再生粗骨料混凝土试块抗压强度的分析，如表2所示，随着水灰比的降低，混凝土的抗压强度呈现上涨的趋势，而坍落度则出现下降的趋势;在水灰比处于0.375～0.50的常规范围时，再生混凝土的坍落度均满足使用要求，抗压强度均大于20MPa，说明采用最佳级配比例级配的再生粗骨料可以充分满足再生混凝土抗压强度≥C20的强度要求。

参考文献：

[1]刘汉清.再生混凝土组合砌体抗震性能试验研究[D].华北理工大学，2015.

[3]郑华.建筑垃圾再生利用的思考[J].四川水泥，2018 （10）：138.