再生粗骨料強度對再生混凝土抗壓強度的影響試驗研究

摘要：為了研究再生混凝土抗壓強度問題，采用了強度為C25、C35、C40、C50的再生骨料，以50%質量取代天然碎石制備再生混凝土，按標準試件尺寸、養護條件和試驗方法，對立方體試件進行抗壓試驗。試驗表明，當再生骨料強度較低時，對再生混凝土的抗壓強度影響較大，當再生骨料強度達到40以上時，對其強度的影響就不明顯了。

關鍵詞：再生混凝土；再生粗骨料；強度

再生骨料混凝土（RAC）是指利用再生骨料部分或全部替代天然骨料制備而成的混凝土。它是將廢棄的混凝土經過破碎、清洗、顆粒篩分后，按一定顆粒級配組合后粗骨料，以類似普通混凝土的配合設計配制而成的[1]。因再生粗骨料來源的多樣性，其本身的性能差異就很大，如骨料種類、服役年限、強度等，造成對再生混凝土在力學性能方面會有所不同。本試驗采用實驗室中試驗后廢棄的不同強度混凝土作為再生骨料制備再生混凝土，以研究其抗壓強度的變化。

1 試驗設計

1.1 試驗原材料

本文試驗采用的水泥為魚峰牌32.5R普通硅酸鹽水泥；再生骨料取自實驗室廢棄混凝土，最大粒徑為40㎜，相應的原生混凝土強度在C25、C35、C40、C50，顆粒級配連續；砂子為天然河砂；拌和用水以飲用水。

1.2 再生混凝土的配合比例

本次試驗設計的再生混凝土強度等級為C30，以變化再生骨料的強度為影響因素。依據《混凝土配合比設計規程》（JGJ552011）設計混凝土配合比。配合比設計如表1所示。

注：NC表示普通混凝土；RC1、RC2、RC3、RC4分別代表C25、C35、C40、C50再生骨料制備的再生混凝土。

1.3 試驗試塊制作與試驗方法

試驗試塊的制作在混凝土實驗室進行，采用人工攪拌再生混凝土拌合物，制作試塊尺寸均采用標準尺寸150mm×150mm×150mm，在制作后24小時，進行拆模處理，在標準養護室養護28天。使用辰鑫YE3000C數顯式液壓型壓力試驗機進行加載試驗，具體測量方法按相關文獻進行。

2 再生骨料混凝土立方體抗壓強度試驗結果與分析

2.1 試塊破壞形態

從試驗中觀察到，裂縫主要出現在試塊側面表層，在試塊高度中心部位呈垂直狀。隨著荷載增加，裂縫從中央向兩端（上端與下端）延伸，并擴散至四周，由于上下承壓板的環箍效應，呈現出“正八”與“倒八”形態。與此同時，隨著荷載繼續加大，試驗塊裂縫也逐漸由側表面向里延伸，試件表面高度中間部位出現外鼓、剝落現象，最后破壞形態為正、倒相連的四角錐。破壞的形態與已有的相似試驗所揭示的現象較為相似。試驗結果如表2所示。

從破壞形態看，再生骨料混凝土立方體受壓破壞與普通混凝土立方體受壓破壞的形態具有相似性；不同強度再生骨料形成的再生骨料混凝土受壓產生的破壞主要發生在再生粗骨料與水泥砂漿的粘結面處，由此分析可以得知再生骨料與水泥凝膠體交界處的粘結強度是影響再生骨料混凝土立方體抗壓強度的關鍵因素。

2.2 不同強度的再生骨料與再生骨料混凝土抗壓強度的影響

據本試驗及已有試驗數據分析，再生骨料強度較低的時，如本試驗的骨料強度在C35以下，則對再生骨料混凝土抗壓強度的影響作用較為明顯；隨著再生骨料強度的提高，再生骨料的強度對再生混凝土的抗壓強度影響是逐漸減少。當再生骨料強度在C40以上，再生骨料的強度對再生混凝土的抗壓強度影響就不明顯了。觀察再生混凝土抗壓試驗破壞現象，可以發現再生混凝土的破壞主要發生再生骨料與砂漿粘結面。采用強度較低的再生骨料制備的再生混凝土破壞不僅出現在再生骨料與砂漿的粘結面，還會出現再生骨料斷裂。再生骨料強度越高，利用其制備出來的再生混凝土的破壞形態與普通混凝土的破壞較為相似。

3 結論

（1）由不同強度再生粗骨料制備的混凝土，其破壞模式與普通混凝土基本相似.主要的破壞發生在水泥砂漿與粗骨料粘結面上。

（2）試驗表明，當再生骨料強度較低時，對再生混凝土的抗壓強度影響較大；當再生骨料強度達到40以上時，對其強度的影響就不明顯了。該結論可能僅適用本文試驗條件，是否如此，還需進一步研究確認。

參考文獻：

[1]金莉.再生混凝土力學性能的試驗研究[J].混凝土，2006，（7）：1113.

基金項目：2013年度廣西科技大學鹿山學院科學基金項目（2013LSZK06）

作者簡介：吳長清（1980），男，廣西賀州人，研究生班，工程碩士，實驗師，建筑施工、建筑材料。