再生粗骨料對再生混凝土物理力學性質的影響

摘 要：為了研究再生粗骨料以及水灰比對再生混凝土物理力學性能的影響，利用室內試驗對再生混凝土和常規混凝土進行了諸多的物理力學試驗并進行比對。結果表明：再生混凝土抗壓強度和劈裂抗拉強度隨著再生粗骨料置換率的增加先增大再減小。開發再生粗骨料置換率為100%的混凝土是可行的。隨著再生粗骨料置換率的增大，混凝土干縮率逐漸增加，但增加的幅度對再生混凝土影響不大。再生混凝土28d強度與水灰比呈線性關系，相關系數R=0.98763。

關鍵詞：再生粗骨料；水灰比；優化配合比；再生混凝土；物理力學性能

1 緒論

目前，再生混凝土技術是世界各國共同關心的課題，已成為國內外工程界和學術界關注的熱點和前沿問題之一。再生混凝土是用舊建筑物上拆下來的廢混凝土碎塊作粗骨料，加入水泥砂漿拌制的混凝土。再生混凝土技術能夠從根本上解決廢棄混凝土的出路問題，還可以節省天然骨料資源。隨著再生混凝土材料的研究和應用時間的不斷深入，已經作為一種常用的建筑材料，應用于越來越多的結構中，具有顯著的社會效益、經濟效益和環境效益，符合可持續發展的要求。

本文的主要目的是通過試驗研究再生粗骨料、水灰比以及配合比對再生混凝土物理—力學性能的影響，從而為我國綠色生態建設工程提供理論支撐和技術指導。

2 再生粗骨料對再生混凝土性能的影響

2.1 再生粗骨料對再生混凝土強度的影響

再生粗骨料對再生混凝土強度的影響可以通過粗骨料的置換率的試驗來進行研究，本論文主要研究粗骨料單一因素的影響，因此采用天然砂作為再生混凝土的細骨料。水灰比和砂率分別確定為0.4和40%。采用強度為42.5的普通硅酸鹽水泥。再生混凝土經28天養護之后的物理力學性能用折線圖表示，如圖2.1、圖2.2所示。從圖2.1、2.2中可以看出：

2.1.1 隨著再生粗骨料置換率的增加，再生混凝土抗壓強度逐漸增大。再生混凝土抗壓強度在粗骨料置換率為60%左右時達到最大值，其值相當于普通混凝土抗壓強度的1.1125倍，在置換率達到60%之后，抗壓強度值開始降低。再生粗骨料的置換率達到100%時，再生混凝土的抗壓強度值為常規混凝土抗壓強度的0.96倍。可見，即使采用全部再生粗骨料作為再生混凝土的粗骨料時，再生混凝土抗壓強度僅略低于常規混凝土。所以，采用置換率為100%的粗骨料來配置再生混凝土是可以實現的。

圖2.1 再生混凝土的抗壓強度

圖2.2 再生混凝土劈裂抗拉強度

2.1.2 隨著再生粗骨料置換率的增加，再生混凝土劈裂抗拉強度逐漸增大。再生混凝土劈裂抗拉強度在粗骨料置換率為60%左右時達到最大值，其值相當于普通混凝土抗壓強度的1.249倍， 在置換率達到60%之后，抗壓強度值開始降低。再生粗骨料的置換率達到100%時，再生混凝土的抗壓強度值為常規混凝土抗壓強度的1.17倍。因此，再生粗骨料有利于提高再生混凝土的劈裂抗拉強度。

2.2 再生粗骨料對再生混凝土干縮性的影響

根據普通混凝土耐久性能試驗方法（GBJ82-85）中混凝土干縮試驗的要求進行再生混凝土干縮試驗，混凝土干縮率與再生粗骨料含量及齡期的關系如圖2.3所示，其中水灰比和砂率分別確定為0.4和40%。從圖2.3可以看出：

圖2.3 再生混凝土的干燥收縮率

2.2.1 混凝土干縮率隨著再生粗骨料置換率的增大逐漸增加。在其他條件相同時，混凝土干縮率由粗骨料和舊砂漿的收縮率來決定。由于大量的舊砂漿存在于再生粗骨料中，因此再生粗骨料的收縮率遠高于天然骨料。因此，再生粗骨料混凝土的干縮率也會高于常規混凝土，并且隨著再生粗骨料置換率的增加，再生混凝土干縮顯著增大。

2.2.2 再生粗骨料混凝土的干縮率隨齡期的增長而增加，早期干縮率增加快，后期干縮率增長較慢。

2.2.3 再生粗骨料置換率在60%時，混凝土干縮率增加約15%。再生粗骨料置換率為100%時，干縮率約增加20%，對再生混凝土影響不大。

3 水灰比對再生混凝土強度的影響

為了研究水灰比對再生混凝土強度的影響，采用不同水灰比對再生粗骨料混凝土進行強度對比試驗。水灰比和砂率分別確定為0.4和40%。水灰比與其所對應的再生混凝土強度值見圖3.3所示。從圖2.4以看出：

3.1 水灰比與其所對應的再生混凝土強度值呈現出線性關系

經線性回歸分析得，再生混凝土28天強度與水灰比間的公式及相關系數如式（3-1）所示：

（3-1）

圖3.1 抗壓強度與水灰比關系

式中：T一混凝土28d齡期抗壓強度，MPa；W/C一混凝土的灰水比。

相關系數R=0.98763，這說明再生混凝土28天強度與水灰比的直線關系是密切相關的。

3.2 公式（3-1）的應用

3.2.1 當采用水泥的強度及水灰比已知時，能夠計算出再生混凝土在標準狀況下養護28天能夠達到的強度。

3.2.2 當已知采用的水泥強度或者實際強度，想要配置某種強度的再生混凝土，能夠確定所采用的水灰比。

4 結語

4.1 隨著再生粗骨料置換率的增加，再生混凝土抗壓強和劈裂抗拉強度都是先增大后減小。當采用再生粗骨料作為全部的粗骨料時，再生混凝土抗壓強度值只略低于常規混凝土，而再生混凝土劈裂抗拉強度卻相當于常規混凝土的1.117倍。所以，采用置換率為100%的粗骨料來配置再生混凝土是可以實現的。

4.2 隨著再生粗骨料置換率的增大，混凝土干縮率逐漸增加。再生粗骨料置換率在60%時，混凝土干縮率增加約15%。再生粗骨料置換率為100%時，干縮率約增加20%，對再生混凝土影響不大。

4.3 經線性回歸分析得，再生混凝土28d強度與水灰比間的公式及相關系數為，相關系數R=0.98763，這說明再生混凝土28天強度與水灰比的直線關系是密切相關的。

參考文獻

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基金項目：本文系北京市優秀人才調研項目，項目編號：2012D008017000001。

作者簡介：寧海龍（1977.09- ），男，北京市門頭溝區委組織部，研究方向：工程項目管理。