碎磚類骨料再生混凝土的制備方法及其性能分析

劉 穎 騰立國

(大連海洋大學應用技術學院，116300)

碎磚類骨料再生混凝土的制備方法及其性能分析

劉 穎 騰立國

(大連海洋大學應用技術學院，116300)

隨著住房建筑工程的快速發展，在此基礎上也產生了大量廢棄的混凝土，這些廢棄混凝土如何處理已迫在眉睫。再生混凝土技術的出現正好完善的解決了這一難題，其作用主要是可以將廢棄的混凝土實現有效的回收并加以利用，對于發展生態建筑以及環境的保護、資源的節約都具有極其重要的意義。本文主要是闡述在再生骨料的基本特征下，再生混凝土的配制方法、砂率、水灰比等對其力學性能造就的影響。

再生骨料 再生混凝土 水灰比

本次做了一個實驗，研究了再生骨料的基本特征下，再生混凝土的配制方法、砂率、水灰比及攪拌方式等對其力學性能造就的影響，研究再生骨料在此基礎上能否接受這個重大的任務。研究結果沒有讓我們失望，結果表明，再生骨料在一定基礎上其壓碎指標與表觀密度低、并且其吸水率較高；當水灰比的比重大于0.38時，再生混凝土的強度將會隨著水灰比的比重增大而降低，而小于0.38時，再生混凝土的強度則不會有任何明顯的變化；當砂率為0.4時，再生混凝土的抗壓強度是研究中最高的；所以，經研究通過對再生混凝土攪拌制度的改善才能夠完善的提高其抗壓的強度。

一、試驗設計

1.1 試驗材料

水泥為江南小野田水泥廠生產的52.5級普通硅酸鹽水泥。細骨料為普通河砂，級配良好，細度模數為2.5,屬中砂。水為自來水。再生骨料為再生骨料系都市廢棄物綜合利用開發公司提供。

通過實驗可得知，再生混凝土中再生骨料與天然骨料在其物理性能中存在著較大的差異，其差異的主要表現在于較高的吸水率、表觀密度低、較大的壓碎值等等。再生骨料有著強度低且孔隙率高的特點。產生這種特點的主要原因是在其表面往往附著大量的砂漿與水泥漿的緣故。再生骨料的顆粒級配與粗骨的級配所處于的級配范圍差異較小，在此基礎上是能夠滿足于再生混凝土的配制要求的。

1.2 試驗配合比設計

（1）水灰比（W/C）分別設為：0.30、0.34、0.38、0.42、0.46、0.50

（2）砂率（Sp）設3個水平：0.35、0.40、0.45

（3）單位用水量（W）分為兩部分：W1為不考慮再生骨料（RCA）吸水率時的單位用水量，這里取165kg/m3;W2為附加水，按照再生骨料10分鐘吸水量添加（試驗測得試塊10分鐘吸水量為2.8%），試驗中兩部分水一起加入。

1.3 試驗方法

普通與再生的混凝土都是按照上文所述設計水灰比、砂率配合比配制150mm ×150mm×150mm的立方體試件的。試件脫模后送養護室進行標準養護28d后測試其抗壓強度。試驗方法按國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法》（GBJ81-85）規定進行。

二、試驗結果與討論

2.1 水灰比對再生混凝土抗壓強度的影響

影響混凝土抗壓強度的最主要因素水灰比占據一角。對于再生混凝土這一創新技術，其中水灰比對抗壓強度所造成的影響與普通混凝土不同。圖1為不同水灰比對再生混凝土的抗壓強度的各種影響。

從圖1中可以看出，當水灰比的比重為0.38時，則其抗壓強度與0.28時相當，而后（＞0.38）則會有規律的下降，在此基礎上說明對于再生骨料，當水灰比程度過小時（＜0.38），強度變化不是較明顯，3d強度變化規律與28d相似。

混凝土抗壓強度的強弱，水泥石的強度及其與骨料間的粘結力是其重要的關鍵所在，然而水泥石個體的強度強弱及其與骨料間的粘結力是否良好，又取決于水泥強度和水灰比之間的等級與大小。當水灰比較大的情況下，同樣這個規律也可以利用在再生混凝土配制上；當水灰比低的情況下，因為再生骨料其自身具有較低的強度，當再生骨料的強度小于水泥石的強度的情況下，骨料自身的破壞將會導致試塊的破壞，水灰比的降低則不會影響到試塊的強度的提高。所以，在再生混凝土技術的基礎上存在這樣一個臨界水灰比的取值，當所采取的水灰比大于這個規定的臨界水灰比時，強度降低，而小于臨界水灰比時，強度則不會有任何明顯的變化。

2.2 砂率對再生混凝土抗壓強度的影響

在相同的水灰比條件下，砂率為0.3 5、0.4時，早期抗壓強度最大，達到29.7MPa,砂率為O.45時，抗壓強度最小，為28.6MPa;而對于試樣28d強度來說，當砂率為0.4時，試塊的抗壓強度達到了42.5MPa,與砂率為0.35和O.45的試塊相比，分別提高了5MPa和8MPa,提升效果明顯。

對再生混凝土的抗壓強度存在一個合理的砂率，同時合適的砂率對混凝土和易性也有利，在選擇砂率時要考慮這兩方面因素。對于本試驗所用砂、石，配制中、低強度的混凝上合理砂率在40%左右。

三、結論

（1）再生骨料的壓碎指標和表觀密度低于自然骨料，吸水率高于自然骨料。

（2）再生混凝土的配合比中除了單位用水量，還應加入附和水（再生骨料10分鐘的吸水量）。

（3）再生混凝土存在一個的臨界水灰比的取值，當水灰比大于這個臨界水灰比時，強度降低，而小于臨界水灰比時，強度則不會有明顯的變化。

（4）再生混凝土的抗壓強度存在一個合理的砂率，本試驗所用砂、石，最佳砂率為0.40

四、影響

我國每年拆除建筑垃圾按4000萬噸計算，其中34%是商品混凝土塊，則由此產生的廢棄商品混凝土就有1360萬噸，除此之外還有新建房屋產生4000萬噸的建筑垃圾所產生的廢棄商品混凝土，同時預計今后商品混凝土碎塊的產生量將增多。如此巨量的廢棄商品混凝土除處理費用驚人外，還浪費了耕地的面積以及需要占用大量的空地進行廢棄物的存放，污染到了人類生活的生態環境，最終成為城市污染的一大兇手。

我國每年粉煤灰的排放量已達到1億噸，并且還占用了大量的空地面積造成了嚴重的生態環境的破壞。在此基礎上對其進行資源轉化利用意識迫在眉睫。這樣不但解決了廢棄資源的再利用問題，而且在意義深遠的環境保護問題上也會發揮出巨大的貢獻。

[1]余倩.碎磚類骨料再生混凝土的制備方法及其性能研究[D].南京林業大學，2013.06.01

[2]宗蘭，余倩，張士萍.碎磚類再生混凝土的力學性能研究[D].混凝土，2013.06.07

G322

B

1007-6344（2015）05-0323-01

（第一作者）劉穎（1982—），女，大連海洋大學應用技術學院講師，工程碩士，研究方向：建筑材料、建筑設計。（第二作者）騰立國（1979—），男，大連海洋大學應用技術學院講師，工程碩士，研究方向：電子信息、智能建筑。