水泥混凝土再生粗骨料與天然骨料主要性能對(duì)比分析

楊超軍

(山西高陵高速公路有限公司，山西 晉城 048000)

水泥混凝土再生粗骨料與天然骨料主要性能對(duì)比分析

楊超軍

(山西高陵高速公路有限公司，山西 晉城 048000)

對(duì)水泥混凝土再生粗骨料與天然骨料的性能進(jìn)行了對(duì)比分析。

再生粗骨料；天然骨料；性能；對(duì)比分析

1 再生粗骨料的密度

硬化水泥砂漿密度低、表面粗糙、空隙率大、在破碎過程中內(nèi)部產(chǎn)生大量微裂紋，這必然使再生骨料的堆積密度和表觀密度低于天然骨料。由于原生混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、配合比、齡期、使用環(huán)境等因素存在差異，再生骨料堆積密度和表觀密度離散性較大。本次試驗(yàn)采用10～20 mm、20～30 mm再生粗骨料，每種規(guī)格骨料試驗(yàn)5次，取平均值為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。測(cè)得10～20 mm和20～30 mm的再生骨料表觀密度和堆積密度試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 實(shí)測(cè)再生骨料堆積密度與表觀密度

表2 天然骨料堆積密度與表觀密度

根據(jù)表1和表2可以得出，再生粗骨料表觀密度為天然粗骨料的80%以上，滿足GBT 25177-2010《混凝土用再生粗骨料》中Ⅱ類再生骨料要求，再生骨料表觀密度與孔隙率要求如表3。

表3 再生骨料表觀密度與孔隙率

2 再生骨料的吸水率

天然巖石由于其孔隙率很小，一般低于3%，極少超過10%，所以常用的天然骨料的吸水率很小。再生粗骨料的松散堆積密度與表觀密度比天然粗骨料的松散堆積密度與表觀密度小，而相應(yīng)的吸水率比天然粗骨料大，再生粗骨料其表面粗糙，顆粒棱角多，組分中包含相當(dāng)數(shù)量的硬化水泥砂漿(包裹在天然骨料表面或以碎屑的形式存在)，砂漿體中水泥石本身孔隙率比較大、吸水率比較高，再加上混凝土塊在解體、破碎過程中由于損傷積累，使再生骨料內(nèi)部存在大量的微裂紋，這些因素都使再生骨料的吸水率增大。因此，在配制再生骨料混凝土?xí)r，應(yīng)特別注意再生骨料的高吸水率問題，否則會(huì)影響再生骨料混凝土的生產(chǎn)、使用及物理力學(xué)性能。

本次試驗(yàn)是對(duì)同一批次的再生骨料進(jìn)行多次取樣，進(jìn)行3組試樣的吸水率試驗(yàn)，測(cè)定再生粗集料的吸水率，根據(jù)3次試驗(yàn)結(jié)果，取平均值，以減少由于材料本身原因產(chǎn)生的誤差；根據(jù)再生粗骨料的用途，模擬現(xiàn)場(chǎng)混凝土拌和、運(yùn)輸以及施工時(shí)間，調(diào)整了試驗(yàn)時(shí)間為0.1 h和1 h。再生骨料吸水率的規(guī)范要求和試驗(yàn)結(jié)果見表4和5。

表4 再生骨料吸水率

表5 實(shí)測(cè)再生骨料吸水率

表6 實(shí)測(cè)天然骨料吸水率

通過表5和表6可以看出：再生骨料吸水率比天然骨料吸水率大；試驗(yàn)進(jìn)行了0.1 h和1 h的吸水率，通過試驗(yàn)結(jié)果，再生骨料的吸水率較快，在0.1 h內(nèi)基本能達(dá)到吸水飽和狀態(tài)的87.5%，1 h吸水率為4.26%，滿足Ⅱ類再生粗骨料吸水率要求，按照《再生骨料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJT 240-2011規(guī)定，此次試驗(yàn)的再生粗骨料宜用于C40及以下強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。

3 再生骨料的壓碎指標(biāo)

壓碎指標(biāo)值表示再生粗骨料抵抗壓碎的能力，可以間接推算其相應(yīng)的強(qiáng)度，特別是對(duì)粗骨料中存在的軟弱顆粒分辨力較好。目前再生骨料的壓碎指標(biāo)在GBT 25177-2010《混凝土用再生粗骨料》有明確規(guī)定，具體規(guī)定見表7。

表7 再生粗骨料壓碎指標(biāo)要求

再生粗骨料的強(qiáng)度特性取決于它的礦物組成、比重、吸水性、孔隙率及孔隙結(jié)構(gòu)。而且原狀顆粒、廢舊砂漿顆粒以及次生顆粒含量的差異性也同時(shí)影響再生粗骨料的壓碎指標(biāo)值。而再生粗骨料一般為表面包裹有部分砂漿的石子，少部分為與砂漿完全脫離的石子，還有很少一部分顆粒為砂漿，且在破碎過程中，其內(nèi)部往往會(huì)產(chǎn)生大量的微裂縫，與天然骨料相比，其組成成分復(fù)雜，孔隙率高，吸水性大。因此，再生骨料的壓碎指標(biāo)高于天然骨料。而且再生骨料的顆粒組成很復(fù)雜，并非是由單一的、質(zhì)量均勻的顆粒組成，故而再生粗骨料的壓碎指標(biāo)值變異系數(shù)較大。

本次試驗(yàn)采用6次壓碎指標(biāo)值的平均值為結(jié)果，同一種材料多次平行試驗(yàn)，消除材料、設(shè)備、人員引起的壓碎指標(biāo)值誤差，確保試驗(yàn)結(jié)果滿足研究的要求。通過試驗(yàn)結(jié)果可以看出：再生粗骨料壓碎指標(biāo)值比天然骨料高出77.9%，說明再生骨料壓碎指標(biāo)值普遍偏高；壓碎指標(biāo)最小值13.2%，最大值20.6%，極差為7.4%，壓碎指標(biāo)值變化較大，通過多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以有效消除再生骨料不均勻引起的偏差。

通過對(duì)再生骨料與天然骨料間的表觀密度、堆積密度、吸水率和壓碎指標(biāo)值等性能的比較，了解了再生骨料的一些特性，為再生骨料的再生利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2016-12-12

楊超軍(1972-)，男，山西晉城人，工程師，從事公路工程施工技術(shù)與管理研究。

U416.01

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1008-3383(2017)02-0076-01