不同粗骨料來源再生混凝土的基本力學性能試驗結果分析

楊士明

【摘 要】文章設計了不同來源（其中一種粗骨料來源的其原生混凝土設計強度為C25，另一種粗骨料來源為拆遷后的強度為MU25燒結普通磚塊）再生粗骨料的吸水率指標試驗以及相應再生混凝土試件的立方體抗壓強度測定試驗，并與天然粗骨料普通混凝土試件進行對照分析，得出結論：來源為C25原生混凝土的再生粗骨料制成的再生混凝土強度較來源為MU25燒結普通磚的再生粗骨料制成的再生混凝土強度更低。

【關鍵詞】不同來源;再生混凝土;立方體抗壓強度測試

中圖分類號： TU502+.6文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）31-0176-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.31.085

0 引言

建筑物因耗能高、耗材高等特點一直制約著建筑行業的發展。一直以來，建筑物在建造時就要耗費大量的水泥、砂、石等材料，達到使用壽命建筑物破拆下來的建筑垃圾作填埋處理。如此浪費資源，不滿足可持續發展的要求及對生態環境的需求。而許多自然資源不豐富的國家早已對建筑垃圾進行了研究并二次利用，為響應國家的政策要求，特此對常見的碎磚塊和隨混凝土塊進行了二次利用可行性分析，通過進行力學試驗來檢驗其強度，看能否滿足建筑要求。

1 試驗設計

文章旨在研究不同粗骨料來源再生混凝土強度的影響因素中骨料的影響情況并進行分析。經過之前的學者研究發現，對于再生混凝土強度的影響因素中再生粗骨料強度的影響居于舉足輕重的位置。研究還發現，對于粗骨料中再生粗骨料的含量多少對混凝土強度的影響較大。為了排除天然粗骨料對其對比性的干擾，特此設計兩種不同強度的100%再生粗骨料混凝土試驗組進行對比分析，并設計100%天然粗骨料混凝土對照組作對比。

1.1 骨料的吸水率測試試驗及其影響因素分析

根據《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》（JCJ53-92）中的測定方法，兩種來源的再生粗骨料所在的原生材料強度等級均為C25。取用的兩種骨料級配相同、質量相同。混凝土試驗組編號規則為：第一種來源的再生粗骨料（原生材料為C25混凝土）制成的混凝土試驗組編號為R1，第二種來源的再生粗骨料（原生材料為MU25燒結普通磚）制成的混凝土試驗組編號為R2，天然粗骨料混凝土試驗組編號為N1。為探究再生粗骨料對于其混凝土強度的影響原因，在進行混凝土力學性質試驗前，特進行骨料吸水率的測試試驗，并對結果進行簡要分析。

本試驗旨在探究不同來源的骨料與吸水率之間的關系，由于再生骨料的吸水率大小多由其表面硬化砂漿的含量決定的，所以測定骨料的吸水率可以反映出再生混凝土中硬化砂漿的含量，也可以間接反映出該粗骨料的強度及其原生混凝土的強弱。吸水率測定試驗結果如圖1。

圖1 各試驗組粗骨料吸水率與時間的關系折線圖

觀察圖1中的關系折線圖，比較各試驗組粗骨料吸水率情況不難發現，粗骨料吸水率在第1h內吸水最快，為24h吸水率的70%以上，后逐漸變慢，在24h時基本均達到飽和狀態。比較三條折線可以發現，天然粗骨料吸水率最慢，其次為原生材料為混凝土的再生粗骨料。結合之前學者們研究得到的結論可以斷定，原生材料為混凝土的粗骨料塊體表面粘附有硬化水泥砂漿，水泥砂漿質地疏松，吸水率較大，吸水速率也較快，但該種再生粗骨料僅有部分為硬化砂漿;而原生材料為碎磚塊的再生粗骨料組織結構整體孔隙率大，吸水速率較快，吸水率也較大。由此可以得出結論：再生碎磚塊骨料的吸水率比再生混凝土骨料大，吸水速率也較快。

1.2 再生混凝土立方體抗壓強度試驗分析

粗骨料粒徑范圍均為4.75～31.5mm，混凝土設計強度為C25，試件尺寸為150mm×150mm×150mm的標準試件。混凝土配合比設計參數如表1。

混凝土立方體抗壓強度是反映混凝土的實際抗壓能力基本強度標準值。按照混凝土結構試驗方法標準（GB50152-92）的有關規定進行標準試驗，試驗結果如圖2，可以看出，N1組混凝土7d強度為其28天強度的74.9%，而R1與R2組則為88.3%、88.0%，由此可見再生混凝土的強度發展速度較天然混凝土有多加快。

圖2 各試驗組混凝土試件立方體抗壓強度

測定值趨勢線

同時，各試驗組混凝土28天強度由高到低依次為N1組、R2組、R1組，結合吸水率試驗結論可以看出，再生粗骨料原生材料強度相同的情況下，再生碎磚塊骨料混凝土的強度比再生混凝土骨料混凝土的強度高，這主要是由骨料自身的性質決定的。再生混凝土骨料表面粘附有部分硬化砂漿，硬化砂漿的強度較低，使得骨料顆粒表面強度大小不一致，容易產生薄弱截面;同時該部分材料吸水率較高，也加劇了薄弱界面的發展。而再生碎磚塊骨料雖然孔隙率較大，通過吸水率結果可以推測出再生碎磚塊骨料比再生混凝土骨料的孔隙率更大，但其質地均勻，組織結構比較完整，骨料強度處處一樣，骨料顆粒自身不會產生薄弱截面，澆筑而成的混凝土整體性較好，因此獲得更高的強度。

2 結論

1）再生粗骨料原生材料強度一致的情況下，其破碎時得到的再生粗骨料吸水速率碎磚塊骨料顆粒比混凝土顆粒更大，吸水速率也較大，這主要是由于骨料自身的性質決定的，碎磚塊骨料顆粒孔隙率較大，而再生混凝土骨料表面因為粘附的部分硬化水泥砂漿提高了其骨料的吸水率和吸水速率，但仍然小于相同強度相同級配的碎磚塊骨料。

2）再生骨料混凝土的強度發展速度比天然骨料混凝土強度發展速度快，且兩種再生混凝土相比，再生碎磚塊骨料混凝土比再生混凝土骨料混凝土強度更高，分析其原因，主要是由于再生混凝土骨料混凝土因其骨料自身是由天然碎石和硬化水泥砂漿組成的，硬化水泥砂漿強度低、吸水率高，與天然碎石強度差距大，形成了薄弱截面，用該骨料制成的再生混凝土整體性較差，容易產生微裂紋并擴大，導致破壞。

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