再生集料的摻量對混凝土強度的影響

王 戈涂榮燚

(1重慶交通大學 材料科學與工程學院， 重慶 400074； 2重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

再生集料的摻量對混凝土強度的影響

王 戈1涂榮燚2

(1重慶交通大學 材料科學與工程學院， 重慶 400074； 2重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074)

通過對建筑垃圾中的廢混凝土等材料破碎以后做成再生集料加以利用，并進行技術(shù)性能測試，從而探究城市建筑垃圾再生集料再利用的可行性，然后通過改變再生集料摻量研究其抗壓強度，以尋找一個最佳摻量。實驗結(jié)果表明集料實驗的各項指標符合規(guī)范GBT 25177-2010要求，可以進行使用，但再生集料制作的砌塊承載力會降低，抗壓強度不如天然集料。

城市建筑垃圾；再生集料；性能試驗

引言

建筑垃圾中產(chǎn)生的廢混凝土、磚石砌塊、砂漿等再利用率極低，主要的處理途徑是異地堆放，對土地資源和環(huán)境帶來了嚴重的負面影響[1]。 傳統(tǒng)的對廢棄混凝土的利用方式為再生集料生產(chǎn)再生混凝土，美國、日本和歐洲等發(fā)達國家研究較早，已有成功應(yīng)用于剛性路面和建筑結(jié)構(gòu)物的例子。近年來，國內(nèi)一些專家學者也在這方面進行了一些基礎(chǔ)研究[2]。重慶大學萬朝均等利用廢棄混凝土作為原料燒制水泥[3]是對廢棄混凝土應(yīng)用方向的突破。另有將再生集料與石灰、粉煤灰及天然集料按照一定的配合比做成再生二灰土，作為路基材料中改善土質(zhì)的方法，實驗研究表明將再生集料摻量在30%～70%之間有利于再生二灰土強度的增長[4]。

本文通過對建筑垃圾中的廢混凝土等無機塊體材料再加工，并根據(jù)加工成的集料和粉料的技術(shù)性能進行測試，并通過改變再生集料摻量研究其抗壓強度，研究不同取代率下再生集料對混凝土強度的影響，以得出一個最佳摻量。

1 .再生集料試驗

1.1 再生集料制備

目前再生集料的加工方法是將廢棄混凝土通過破碎、篩分和除雜三個步驟得到滿足質(zhì)量要求的再生集料[5]。首先對建筑垃圾進行破碎處理，獲得再生集料，但廢棄混凝土塊中存在著鋼筋、玻璃、建筑石膏等各種雜質(zhì)，所以必須將這些雜質(zhì)除去。然后將再生集料按照粒徑大小區(qū)分。下面是一般再生骨料生產(chǎn)工藝流程示意圖：

圖1.1 再生骨料生產(chǎn)工藝流程示意圖

1.2 再生集料性能試驗

對再生粗細集料分別進行物理性能實驗。其測試結(jié)果要符合《GBT 25177-2010混凝土用再生粗骨料》中的規(guī)定。

表1.1 再生集料物理性能測試結(jié)果

根據(jù)規(guī)范的要求，再生集料的各項指標應(yīng)符合下表規(guī)定

表1.2 再生集料評定指標

經(jīng)試驗評定該集料符合規(guī)范規(guī)定的Ⅲ類集料要求，可以使用。

2 .再生集料砌塊性能測試

2.1 砌塊配合比設(shè)計

（1）設(shè)計指標：

混凝土強度設(shè)計為C30，坍落度在10mm～30mm，單位用水量為175kg/m3,，水灰比設(shè)計為0.4?；炷撩芏扔山?jīng)驗確定大概為2400kg/m3。

（2）配合比確定：

為了表明再生集料對砌塊強度的影響，試驗中改變再生集料的用量，并用同等粒徑的天然集料代替混合成混合集料作為砌塊混凝土的集料使用，拌和成型養(yǎng)護后測定不同比例再生集料比例下強度值。不同再生集料比例下的配合比計算和上述一致，下面僅列出調(diào)整后的配合比：

表2.1 不同取代率下混凝土配合比

混凝土砌塊強度測試實驗3個一組，規(guī)格為100×100×100mm的立方體，而且砌塊的養(yǎng)護要求較高，需要恒溫恒濕養(yǎng)護室。

2.2 砌塊抗壓強度試驗

抗壓強度測試結(jié)果如下表所示：

表2.2 再生集料抗壓強度測試結(jié)果

通過實驗數(shù)據(jù)可以看出再生集料的用量多少直接影響砌塊的抗壓強度。當砌塊中的集料全部為再生集料時，可以看到，此時砌塊的抗壓力值最小。而隨著再生集料的用量的減少，天然集料用量增加，砌塊的抗壓力值不斷增加。由此可以知道，再生集料制作的砌塊承載力會降低，其抗壓強度不如天然集料。

3 .結(jié)論及建議

根據(jù)測試結(jié)果，可以看出集料實驗的各項指標符合規(guī)范GBT 25177-2010要求，但再生集料制作的砌塊承載力會降低，抗壓強度不如天然集料，因此應(yīng)該通過選擇和嚴格控制再生集料的摻量，使砌塊在滿足混凝土的設(shè)計要求的前提條件下，最大限度摻加再生集料，或者通過調(diào)整水膠比等方法提高混凝土的強度。

另外砌塊為墻體材料，主要用于建筑墻體，其放射性和人們的生活健康息息相關(guān)。針對砌塊的放射性應(yīng)做進一步的測試和研究，其中砌塊的放射性應(yīng)滿足《GB6566-2010建筑材料放射性核素限量》的技術(shù)指標要求。而且再生集料是用破碎后的廢棄混凝土以及磚塊生產(chǎn)的，其中的成分不具有統(tǒng)一性，本身性能不具有穩(wěn)定性，不能達到統(tǒng)一的標準，具有很大的分散性。應(yīng)在同樣的再生集料取代率下，進行多組砌塊強度試驗，研究其測試值的波動性，并針對不同組分的再生集料制作的砌塊進行相關(guān)研究。

[1]劉玉紅．再生混凝土在路基工程中的應(yīng)用研究．資源與人居環(huán)境[J]．2010.10:46-47.

[2]邢振賢，周曰農(nóng)．再生混凝土的基本性能研究[J]．華北水利水電學院學報，1998.2:30—32．

[3]萬朝均，李騰，陳旭，鄧天明，張廷雷，范菁菁．廢棄混凝土再生水泥熟料的配制和性能[J]，土木建筑與環(huán)境工程，2012.4:66-68.

[4]劉建剛．建筑垃圾在道路基層中的再生應(yīng)用[J]．中國高新技術(shù)企業(yè)．2012.04．

[5]孫躍東，肖建莊．再生混凝土骨料[J]．混凝土．2004.06：33-36.

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