再生混凝土基本物理力學(xué)性能試驗(yàn)再研究與分析

王玲娟 江昔平

(安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院，安徽 淮南 232001)

再生混凝土基本物理力學(xué)性能試驗(yàn)再研究與分析

王玲娟 江昔平

(安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院，安徽 淮南 232001)

通過實(shí)驗(yàn)，對(duì)再生骨料的物理性能做了研究，分析了其與天然骨料產(chǎn)生差別的原因，并對(duì)再生混凝土的基本力學(xué)性能進(jìn)行了再研究，與天然混凝土作對(duì)比后，指出配制混凝土?xí)r天然骨料可被再生骨料部分取代配得滿足強(qiáng)度要求的混凝土材料，達(dá)到節(jié)約骨料資源，廢物再利用的目的。

再生混凝土，再生骨料，物理性能，力學(xué)性能

0 引言

新中國(guó)成立以來我國(guó)的土木工程建設(shè)一直保持著迅猛發(fā)展的勢(shì)頭，從來沒有停過。然而，伴隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，一系列的環(huán)境問題也隨之產(chǎn)生。根據(jù)已有資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)建筑垃圾有21億t～28億t的存儲(chǔ)量，并且每年有新的建筑垃圾產(chǎn)生。預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)混凝土垃圾的存儲(chǔ)量將達(dá)到6.38×109t，并且每年還以8%的平均速率不斷增長(zhǎng)[1]。當(dāng)下，建筑垃圾主要采用暫存堆放和填埋處理的處理方式。這不僅占用了大量的土地資源，還造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。其次，基本建筑材料的需求量也隨著我國(guó)基本建設(shè)規(guī)模的急速膨脹而增加，天然原材料出現(xiàn)嚴(yán)重危機(jī)，過度開采使生態(tài)環(huán)境惡化。因此，如何減少資源損耗和環(huán)境污染，將建筑垃圾變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用迫在眉睫[2，3]。再生混凝土就是應(yīng)運(yùn)而生的一種綠色建筑材料。

1 再生骨料物理性能

再生骨料質(zhì)量很大程度上影響著再生混凝土的性能。本文通過試驗(yàn)主要研究了再生骨料的孔隙率及吸水率，并分析了其與天然骨料產(chǎn)生差別的原因，從而提出了強(qiáng)化再生骨料的方法。實(shí)驗(yàn)中，天然骨料(NCA)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作比較作用，三種再生骨料分別記為：RCA1,RCA2,RCA3。

1.1 再生骨料的孔隙率

表1 再生骨料與天然骨料的孔隙率 %

由表1中的數(shù)據(jù)得出，再生骨料的孔隙率大于天然骨料的孔隙率。主要原因是再生骨料在破碎過程中產(chǎn)生的顆粒形狀不規(guī)則，篩選、分配過程中，顆粒級(jí)配不均勻，導(dǎo)致再生骨料比天然骨料的孔隙率大很多。

1.2 再生骨料的吸水率

表2 再生骨料與天然骨料的吸水率

由表2數(shù)據(jù)得出，再生骨料的吸水率大于天然骨料。再生骨料吸水率大，主要原因是在生產(chǎn)過程中，由于受到很大的沖擊力，骨料顆粒受到了一定的損傷，顆粒內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫，使得再生骨料的吸水率增大。此外，再生骨料表面粗糙，也增大了其吸水率。

1.3 再生骨料的強(qiáng)化

通過試驗(yàn)研究分析再生骨料的物理性能可以得出，再生骨料的一些性能指標(biāo)與天然骨料相比有較大的差異。為了改善再生骨料的性能，可以對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化。孫躍東等[4]改善骨料性能的方法是利用化學(xué)漿液浸泡再生骨料。杜婷等[5]對(duì)再生骨料進(jìn)行強(qiáng)化時(shí)用Kim粉作為化學(xué)試劑，使再生混凝土抗壓強(qiáng)度得到了提高。陳建良等[6]在改善再生骨料的性能時(shí)采用物理、化學(xué)相結(jié)合的方法。本文對(duì)再生骨料進(jìn)行強(qiáng)化試驗(yàn)時(shí)，在水泥漿中摻入了高活性微細(xì)礦粉。

表3 再生骨料強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表3數(shù)據(jù)得出，再生骨料的性能可以通過強(qiáng)化處理得到改善。再生骨料經(jīng)過強(qiáng)化處理后，表觀密度和吸水率變大，壓碎指標(biāo)減小。這說明化學(xué)漿液使再生骨料的孔隙在一定程度上得到填充，骨料內(nèi)部的微裂縫被粘合，孔隙率和孔隙中的含氣量減少，進(jìn)而性能得到改善。

2 再生混凝土力學(xué)性能

本文研究了不同再生骨料取代率下的再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律。取代率分別為0%，20%，30%，50%，70%，100%，其中0%代表天然混凝土。試驗(yàn)中，配制的混凝土強(qiáng)度有C20，C30，C40，所配制的再生混凝土與天然混凝土配合比相同。

表4 不同再生骨料取代率的再生混凝土和普通混凝土的抗壓強(qiáng)度

根據(jù)表4中的數(shù)據(jù)可以得出，當(dāng)再生骨料取代率不同時(shí)，再生混凝土強(qiáng)度略低于普通混凝土的強(qiáng)度。隨著取代率的增大，總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。但當(dāng)再生混凝土中骨料的取代率為50%時(shí)，其強(qiáng)度略大于普通混凝土的強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)分析認(rèn)為，當(dāng)取代率為50%時(shí)，材料中多余的水被吸收，使得材料水灰比下降進(jìn)而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度增大。但整體規(guī)律上，普通混凝土強(qiáng)度高于再生混凝土。鑒于再生骨料自身的缺陷，可以考慮采用骨料強(qiáng)化法彌補(bǔ)再生骨料的不足，進(jìn)而使得配制的再生混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求。

3 結(jié)語(yǔ)

1)再生骨料受多項(xiàng)因素的影響，其性能與天然骨料相比，具有一定差距，但其指標(biāo)都在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求范圍之內(nèi)。所以天然骨料可以被再生骨料部分取代后配制再生混凝土，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)再利用，既節(jié)約了資源，又保護(hù)了環(huán)境，符合可持續(xù)發(fā)展要求。

2)骨料強(qiáng)化方法可以彌補(bǔ)再生骨料自身的缺陷，改善再生骨料的性能，使得所配制的再生混凝土的強(qiáng)度更符合要求。

3)再生混凝土強(qiáng)度低于普通混凝土的強(qiáng)度。再生混凝土強(qiáng)度隨著再生骨料取代率的增大呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，但當(dāng)取代率為50%時(shí)，再生混凝土的強(qiáng)度略高于普通混凝土。鑒于實(shí)驗(yàn)誤差、數(shù)據(jù)的局限性及再生混凝土的離散性，對(duì)于再生混凝土強(qiáng)度的變化規(guī)律有待于作進(jìn)一步的研究。

[1] Lin SH. Chloride diffusion in a porous concrete slab[J]. Corrosion,1990,46(12):964.

[2] 邢 峰,瑪乃謙,丁建彤.再生骨料混凝土[J].混凝土與水泥制品,1999(2)：10-13.

[3] 王曉波.建筑垃圾在水泥生產(chǎn)中的再利用研究[D].濟(jì)南：濟(jì)南大學(xué),2011.

[4] 孫躍東，王 濤.再生骨料強(qiáng)化對(duì)再生混凝土基本力學(xué)性能的影響[J].四川建筑科學(xué)研究，2010,36(4):212-215.

[5] 杜 婷，李惠強(qiáng).強(qiáng)化再生集料混凝土的力學(xué)性能研究[J].混凝土與水泥制品，2003(2):19-20.

[6] 陳建良，倪竹萍.強(qiáng)化處理改善再生骨料混凝土性能試驗(yàn)[J].低溫建筑技術(shù)，2011(2):14-16.

Researchandanalysisonthebasicphysicalandmechanicalpropertiesofrecycledconcrete

WANGLing-juanJIANGXi-ping

(CivilEngineeringandArchitectureInstitute,AnhuiUniversityofScience&Technology，Huainan232001,China)

With the aid of experiment, a variety of physical properties of the recycled aggregates were studied in this article, and it also analyzed the reasons which lead to the difference between recycled aggregate and natural aggregate. In addition, the basic mechanical performance of recycled concrete was also researched in this article. Through compared with the natural concrete, it came to a conclusion that the natural aggregate can be partially replaced by the recycled aggregates to make concrete meeting the strength requirements, to achieve the goal saving aggregate resources and reusing the wastes.

recycled concrete, recycled aggregate, physical properties, mechanical properties

1009-6825(2014)33-0106-02

2014-09-15

王玲娟(1988- )，女，在讀碩士； 江昔平(1968- )，男，副教授

TU528

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