摻加再生骨料的混凝土性能的優(yōu)化研究

王厚福 孫亞偉 徐福衛(wèi)

摘 要：本論文對再生混凝土的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了試驗分析，分析了連續(xù)級配和間斷級配對摻加再生骨料混凝土抗壓強(qiáng)度的影響和不同再生骨料的摻量對再生骨料混凝土強(qiáng)度和性能的影響。結(jié)果表明，經(jīng)過28天養(yǎng)護(hù)后混凝土的強(qiáng)度隨著再生骨料的增加而減少，間斷級配較連續(xù)級配的再生骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度相對低些。

關(guān)鍵詞：再生骨料；再生混凝土；連續(xù)級配；抗壓強(qiáng)度

再生混凝土指舊建筑物或結(jié)構(gòu)物解體的混凝土經(jīng)破碎分級，成為粗細(xì)骨料，用以代替混凝土中的部分或全部天然骨料，配置而成的混凝土[1]。由于再生混凝土的巨大經(jīng)濟(jì)效益和潛力，國內(nèi)許多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)對再生混凝土進(jìn)行了研究，包括再生混凝土的基本性質(zhì)[2]、再生混凝土的力學(xué)性能[3]、再生混凝土的耐久性[4]等做出了實驗研究。但有關(guān)再生骨料級配，摻量對再生混凝土的優(yōu)化研究較少。本文研究了不同級配和不同再生骨料摻量對再生骨料混凝土強(qiáng)度的影響。

1 實驗材料和試驗方案

試驗材料采用標(biāo)準(zhǔn)河沙，卵石，華新堡壘牌P.C 42.5R水泥，再生骨料采用襄陽市隆中風(fēng)景區(qū)道路改造廢棄的混凝土破碎篩分而成，自來水拌和。

試驗主要參照《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)范》（JGJ55-2011）[5]，以設(shè)計強(qiáng)度等級為C30的普通混凝土配合比為基準(zhǔn)，以再生骨料的級配和摻量為基本影響因素，連續(xù)級配摻入10%、20%、30%再生骨料編為10A、20A、30A。間斷級配摻入10%、20%、30%再生骨料分別編為10B、20B、30B。不同級配和再生骨料摻量試驗數(shù)據(jù)對照組見表1、表2。不摻入再生骨料的試驗對照組編號0。采取100mm×100mm×100mm的試件模具，以同一齡期，3個試塊同時制成、相同時間養(yǎng)護(hù)的混凝土試件為一組。測試標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下7d和28d的抗壓強(qiáng)度。配合比見表3所示。

2 實驗結(jié)果和分析

7d、28d實驗結(jié)果見圖1、圖2。

圖1、圖2分別由各組抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)得到了養(yǎng)護(hù)7d的混凝土抗壓強(qiáng)度隨摻入再生骨料量變化和養(yǎng)護(hù)28d的混凝土抗壓強(qiáng)度隨摻入再生骨料量變化，對試驗結(jié)果進(jìn)行分析得出再生粗骨料摻量與混凝土力學(xué)性能的關(guān)系：

（1）從圖1、圖2中可看出摻入再生骨料生成的混凝土抗壓強(qiáng)度高于未摻再生骨料混凝土。摻入再生骨料比不摻入再生骨料強(qiáng)度高是因為再生骨料多為碎石，而試驗用的天然骨料為卵石，摻入碎石會使混凝土強(qiáng)度增加。并且再生骨料具有良好的吸水率，可以降低混凝土內(nèi)部的水灰比，其中還含有大量未水化的水泥顆粒，而這些未水化的水泥顆粒在再生混凝土的配置中會繼續(xù)水化，這相當(dāng)于增加了混凝土的水泥用量，使制成的再生混凝土的抗壓強(qiáng)度得到提升。

（2）從圖1、圖2中可看出，與連續(xù)級配相比，間斷級配制成的混凝土強(qiáng)度都相對小一些。間斷級配是人為挑選剔除骨料中的某些粒級，骨料的堆積程度小，顆粒粒徑相差較大容易使拌合物發(fā)生分離，降低混凝土強(qiáng)度。

（3）從圖2可以看出在養(yǎng)護(hù)28天后混凝土中摻入10%再生骨料混凝土強(qiáng)度達(dá)到最高，隨著再生骨料摻量增加，混凝土強(qiáng)度減少。摻入再生骨料多會降低再生混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，再生骨料的表面與新舊泥漿結(jié)合較弱，會降低混凝土的強(qiáng)度。摻入再生骨料比不摻入再生骨料強(qiáng)度高是因為再生骨料多為碎石，而試驗用的天然骨料為卵石，摻入碎石會使混凝土強(qiáng)度增加。

3 結(jié)論

本試驗通過對摻加再生骨料混凝土的性能的優(yōu)化進(jìn)行了的試驗研究，得出以下結(jié)論：

（1）混凝土制作采用連續(xù)級配和間斷級配兩種不同級配，連續(xù)級配制作的混凝土性能更高。

（2）摻入再生骨料生成的混凝土抗壓強(qiáng)度高于未摻再生骨料混凝土?；炷林袚饺?0%再生骨料混凝土強(qiáng)度達(dá)到最高。

（3）混凝土強(qiáng)度會隨著再生骨料摻量的增加而減少，摻入再生骨料會降低再生混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，再生骨料與新舊泥漿結(jié)合較弱，使混凝土的強(qiáng)度降低。

本論文是在徐福衛(wèi)老師的指導(dǎo)下完成的。

基金項目：湖南文理學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目（項目編號：201810519042）

參考文獻(xiàn)

[1]侯星宇.再生混凝土研究綜述[J].混凝土，2011（7）：97-103

[2]王江，薛飛燕，周輝.再生混凝土抗壓強(qiáng)度研究[J].混凝土，2006（7）：52-54

[3]劉玉蓮，曹明莉，張會霞.再生混凝土耐久性研究進(jìn)展[J].混凝土，2013（4）：94-95

[4]崔正龍，楊力輝，大芳賀義喜，等.再生混凝土耐久性的試驗研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2006（21）：3518-3519

[5] 普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)范（JGJ55-2011）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011

作者簡介：

王厚福，男，1999年9月生，漢族，湖北荊州人，湖北文理學(xué)院土木工程專業(yè)16級本科生

孫亞偉，男，1997年6月生，漢族，湖北棗陽人，湖北文理學(xué)院土木工程專業(yè)16級本科生

指導(dǎo)老師

徐福衛(wèi)，男，1976年6月生，漢族，江西都昌人，副教授，碩士，主要從事工程結(jié)構(gòu)數(shù)值計算和再生混凝土研究，湖北文理學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院。