二级配再生混凝土力学性能试验研！

一克拉的幸福6 2017-06-15

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二级配再生混凝土力学性能试验研究

陈建国^1,2，郭晋川^1,2，彭华娟^1,2，刘鲁强^1,2

（1.广西壮族自治区水利科学研究院，南宁，530023；

2.广西水工程材料重点实验室培育基地，南宁，530023）

摘要：采用废混凝土骨料代替天然骨料，配制了7组配合比，设计了84个试件，分别进行了立方体抗压强度、圆柱体轴心抗压强度、立方体劈裂抗拉强度、弹性模量等力学性能试验。研究了骨料取代率对力学性能指标的影响，基于实验数据，研究了各强度性能指标的换算关系。研究结果表明，与天然骨料相比，再生混凝土抗压强度、轴心抗压强度及弹性模量均略为增大，劈裂抗拉强度下降。

关键词：再生混凝土力学性能强度换算骨料取代率

随着城市及各类基础设施建设，大量废弃混凝土引发的环境问题日益突出，直接丢弃不仅要占用大量的耕地污染环境，而且还要花费大量运费。有效回收利用废弃混凝土形成再生混凝土，对于保护环境、节约资源具有重要意义。近年来国内外学者进行了相关研究，取得了很多成果。但是，以往的研究中大多采用一级配再生粗骨料替代天然粗骨料^[1-3]，未能充分反映不同级配的再生骨料取代率对再生混凝土力学性能的影响。

再生混凝土与天然骨料混凝土相比，组成成分复杂，在破碎过程中，两种混凝土的基本性能相差较大。若要将再生混凝土用到混凝土结构中，对其力学性能指标进行测试非常重要。因此，对再生混凝土的基本力学性能进行研究，并将不同再生粗、细骨料取代率的混凝土试验结果与天然骨料混凝土进行对比分析，找出强度指标之间的变化规律，为再生混凝土的后续研究及相关工程建设提供参考。

1 试验原材料及配合比

1.1 原材料

再生砂：南宁市壮锦大道路面改造工程废弃混凝土，经破碎加工成再生砂；再生石：为南宁市壮锦大道路面改造工程废弃混凝土，经破碎加工成人工碎石（再生细石：5～20mm，再生粗石：20～40mm）；再生骨料实拍照片如图1所示。

水泥：扶绥新宁海螺水泥有限责任公司提供的“海螺牌”P·O42.5水泥。

河砂：采用南宁本地产河砂（中砂）；粗骨料：选用桂林灵川产的灰岩块石，经破碎加工成人工碎石（细石：5～20mm，粗石：20～40mm）。

水：饮用水。

1.2 骨料物理性能测试

按照SL352—2006《水工混凝土试验规程》^[4]规定的试验方法，分别测试各粗、细骨料的物理性能指标，试验结果具体见表１及表2。由表1及表2可见：再生骨料与天然骨料相比，其含水率、吸水率均明显增大，表观密度和堆积密度却有所降低，这主要是由于再生骨料表面粘附着大量水泥基体，以及骨料破碎过程中存在于内部的微裂缝所致。

1.3 试验方法

立方体抗压强度、立方体劈裂抗拉强度、圆柱体轴心抗压强度及轴心抗压弹模试验方法参照《水工混凝土试验规程》（SL352-2006）^[1]中的规定进行。

1.4 配合比

采用再生骨料全部或部分取代天然碎石配制再生混凝土，以再生骨料取代率为变化参数，配制8种再生混凝土（分别为：全天然骨料混凝土；全再生骨料混凝土；再生粗骨料取代率分别为50％、75%及100％；再生细骨料取代率为50%、75%及100％）。共制作84个试件，包括尺寸为150mm×150mm×150mm的立方体试件14组，每组3个试件，共42个试件；Ф150mm×300mm的圆柱体试件14组，每组3个试件，共42个试件。

配合比以取代率0%（对应天然混凝土）为基准，试配强度C20。各组试件配合比中，严格保持水胶比、水泥、砂、粗骨料的总重量不变，并且考虑再生粗骨料吸水率的影响。再生混凝土配合比见表３。

2 试验结果与讨论

2.1 再生混凝土抗压强度

图2及图3结果表明：随着再生粗骨料取代率的增加，再生混凝土立方体28d抗压强度逐渐减小。当再生粗骨料取代率为0%时，再生混凝土立方体28d抗压强度为23.6MPa，当再生粗骨料取代率为100%、75%和50%时，再生混凝土立方体28d抗压强度比普通混凝土分别提高了3.4%、8.1%和11.9%，平均值为7.8%；随着再生细骨料取代率的增加，再生混凝土立方体28d抗压强度逐渐增加。当再生细骨料取代率为0%时，再生混凝土立方体28d抗压强度为23.6MPa，当再生细骨料取代率为100%、75%和50%时，再生混凝土立方体28d抗压强度比普通混凝土分别提高了11.4%、3.8%和0，平均值为5.1%。

2.2 再生混凝土劈裂抗拉强度

图4及图5结果表明：随着再生粗骨料取代率的增加，再生混凝土立方体28d劈裂抗拉强度逐渐增加。当再生粗骨料取代率为0%时，再生混凝土立方体28d劈裂抗拉强度为2.07MPa，当再生粗骨料取代率为100%、75%和50%时，再生混凝土立方体28d劈裂抗拉强度比普通混凝土分别降低了10.6%、11.6%和15.9%，平均值为12.7%；随着再生细骨料取代率的增加，再生混凝土立方体28d劈裂抗拉强度逐渐增加。当再生细骨料取代率为0%时，再生混凝土立方体28d劈裂抗拉强度为2.07MPa，当再生细骨料取代率为100%、75%和50%时，再生混凝土立方体28d劈裂抗拉强度比普通混凝土分别降低了9.2%、10.1%和17.4%，平均值为12.2%。

2.3 再生混凝土轴心抗压强度

图6及图7结果表明：随着再生粗骨料取代率的增加，再生混凝土立方体28d轴心抗压强度逐渐减小。当再生粗骨料取代率为0%时，再生混凝土立方体28d轴心抗压强度为17.9MPa，当再生粗骨料取代率为100%、75%和50%时，再生混凝土立方体28d轴心抗压强度比普通混凝土分别提高了5.0%、8.4%和12.3%，平均值为8.6%；随着再生细骨料取代率的增加，再生混凝土立方体28d轴心抗压强度逐渐增加。当再生细骨料取代率为0%时，再生混凝土立方体28d轴心抗压强度为17.9MPa，当再生细骨料取代率为100%、75%和50%时，再生混凝土立方体28d劈裂抗拉强度比普通混凝土分别提高了11.7%、3.9%和0%，平均值为5.2%。

2.4 再生混凝土弹性模量

图8及图9结果表明：随着再生粗骨料取代率的增加，再生混凝土立方体28d轴心抗压弹模逐渐减小。当再生粗骨料取代率为0%时，再生混凝土立方体28d轴心抗压弹模为27.2GPa，当再生粗骨料取代率为100%、75%和50%时，再生混凝土立方体28d轴心抗压弹模比普通混凝土分别提高了1.5%、3.3%和4.8%，平均值为3.2%；随着再生细骨料取代率的增加，再生混凝土立方体28d轴心抗压弹模逐渐增加。当再生细骨料取代率为0%时，再生混凝土立方体28d轴心抗压弹模为27.2GPa，当再生细骨料取代率为100%、75%和50%时，再生混凝土立方体28d劈裂抗拉弹模比普通混凝土分别提高了4.4%、1.5%和0%，平均值为2.0%。