不同粗骨料来源再生混凝土的基本力学性能试验结果分析

杨士明

【摘 要】文章设计了不同来源（其中一种粗骨料来源的其原生混凝土设计强度为C25，另一种粗骨料来源为拆迁后的强度为MU25烧结普通砖块）再生粗骨料的吸水率指标试验以及相应再生混凝土试件的立方体抗压强度测定试验，并与天然粗骨料普通混凝土试件进行对照分析，得出结论：来源为C25原生混凝土的再生粗骨料制成的再生混凝土强度较来源为MU25烧结普通砖的再生粗骨料制成的再生混凝土强度更低。

【关键词】不同来源;再生混凝土;立方体抗压强度测试

中图分类号： TU502+.6文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）31-0176-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.31.085

0 引言

建筑物因耗能高、耗材高等特点一直制约着建筑行业的发展。一直以来，建筑物在建造时就要耗费大量的水泥、砂、石等材料，达到使用寿命建筑物破拆下来的建筑垃圾作填埋处理。如此浪费资源，不满足可持续发展的要求及对生态环境的需求。而许多自然资源不丰富的国家早已对建筑垃圾进行了研究并二次利用，为响应国家的政策要求，特此对常见的碎砖块和随混凝土块进行了二次利用可行性分析，通过进行力学试验来检验其强度，看能否满足建筑要求。

1 试验设计

文章旨在研究不同粗骨料来源再生混凝土强度的影响因素中骨料的影响情况并进行分析。经过之前的学者研究发现，对于再生混凝土强度的影响因素中再生粗骨料强度的影响居于举足轻重的位置。研究还发现，对于粗骨料中再生粗骨料的含量多少对混凝土强度的影响较大。为了排除天然粗骨料对其对比性的干扰，特此设计两种不同强度的100%再生粗骨料混凝土试验组进行对比分析，并设计100%天然粗骨料混凝土对照组作对比。

1.1 骨料的吸水率测试试验及其影响因素分析

根据《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JCJ53-92）中的测定方法，两种来源的再生粗骨料所在的原生材料强度等级均为C25。取用的两种骨料级配相同、质量相同。混凝土试验组编号规则为：第一种来源的再生粗骨料（原生材料为C25混凝土）制成的混凝土试验组编号为R1，第二种来源的再生粗骨料（原生材料为MU25烧结普通砖）制成的混凝土试验组编号为R2，天然粗骨料混凝土试验组编号为N1。为探究再生粗骨料对于其混凝土强度的影响原因，在进行混凝土力学性质试验前，特进行骨料吸水率的测试试验，并对结果进行简要分析。

本试验旨在探究不同来源的骨料与吸水率之间的关系，由于再生骨料的吸水率大小多由其表面硬化砂浆的含量决定的，所以测定骨料的吸水率可以反映出再生混凝土中硬化砂浆的含量，也可以间接反映出该粗骨料的强度及其原生混凝土的强弱。吸水率测定试验结果如图1。

图1 各试验组粗骨料吸水率与时间的关系折线图

观察图1中的关系折线图，比较各试验组粗骨料吸水率情况不难发现，粗骨料吸水率在第1h内吸水最快，为24h吸水率的70%以上，后逐渐变慢，在24h时基本均达到饱和状态。比较三条折线可以发现，天然粗骨料吸水率最慢，其次为原生材料为混凝土的再生粗骨料。结合之前学者们研究得到的结论可以断定，原生材料为混凝土的粗骨料块体表面粘附有硬化水泥砂浆，水泥砂浆质地疏松，吸水率较大，吸水速率也较快，但该种再生粗骨料仅有部分为硬化砂浆;而原生材料为碎砖块的再生粗骨料组织结构整体孔隙率大，吸水速率较快，吸水率也较大。由此可以得出结论：再生碎砖块骨料的吸水率比再生混凝土骨料大，吸水速率也較快。

1.2 再生混凝土立方体抗压强度试验分析

粗骨料粒径范围均为4.75～31.5mm，混凝土设计强度为C25，试件尺寸为150mm×150mm×150mm的标准试件。混凝土配合比设计参数如表1。

混凝土立方体抗压强度是反映混凝土的实际抗压能力基本强度标准值。按照混凝土结构试验方法标准（GB50152-92）的有关规定进行标准试验，试验结果如图2，可以看出，N1组混凝土7d强度为其28天强度的74.9%，而R1与R2组则为88.3%、88.0%，由此可见再生混凝土的强度发展速度较天然混凝土有多加快。

图2 各试验组混凝土试件立方体抗压强度

测定值趋势线

同时，各试验组混凝土28天强度由高到低依次为N1组、R2组、R1组，结合吸水率试验结论可以看出，再生粗骨料原生材料强度相同的情况下，再生碎砖块骨料混凝土的强度比再生混凝土骨料混凝土的强度高，这主要是由骨料自身的性质决定的。再生混凝土骨料表面粘附有部分硬化砂浆，硬化砂浆的强度较低，使得骨料颗粒表面强度大小不一致，容易产生薄弱截面;同时该部分材料吸水率较高，也加剧了薄弱界面的发展。而再生碎砖块骨料虽然孔隙率较大，通过吸水率结果可以推测出再生碎砖块骨料比再生混凝土骨料的孔隙率更大，但其质地均匀，组织结构比较完整，骨料强度处处一样，骨料颗粒自身不会产生薄弱截面，浇筑而成的混凝土整体性较好，因此获得更高的强度。

2 结论

1）再生粗骨料原生材料强度一致的情况下，其破碎时得到的再生粗骨料吸水速率碎砖块骨料颗粒比混凝土颗粒更大，吸水速率也较大，这主要是由于骨料自身的性质决定的，碎砖块骨料颗粒孔隙率较大，而再生混凝土骨料表面因为粘附的部分硬化水泥砂浆提高了其骨料的吸水率和吸水速率，但仍然小于相同强度相同级配的碎砖块骨料。

2）再生骨料混凝土的强度发展速度比天然骨料混凝土强度发展速度快，且两种再生混凝土相比，再生碎砖块骨料混凝土比再生混凝土骨料混凝土强度更高，分析其原因，主要是由于再生混凝土骨料混凝土因其骨料自身是由天然碎石和硬化水泥砂浆组成的，硬化水泥砂浆强度低、吸水率高，与天然碎石强度差距大，形成了薄弱截面，用该骨料制成的再生混凝土整体性较差，容易产生微裂纹并扩大，导致破坏。

【参考文献】

[1]肖建庄，兰阳.再生粗骨料混凝土梁抗弯性能试验研究[J].特种结构，2006，23（1）：9-12.

[2]陈力.再生粗骨料混凝土梁受弯性能试验研究[D].广西：广西大学，2013.

[3]吴瑾，丁东方，杨曦.再生混凝土梁正截面开裂弯矩分析与试验研究[J].建筑结构.2010（2）：112-114.

[4]李佳彬，肖建庄，孙振平.再生粗骨料特性及其对再生混凝土性能的影响[J].建筑材料报，2004，4（7）：390-395.

[5]李占印.再生骨料混凝土性能的试验研究[D].西安：西安建筑科技大学，2003：15-23.