姚志玉

（河北建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，河北 保定 071051）

0 引言

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑材料混凝土年用量逐年增多，隨之而來的天然粗骨料資源日益枯竭。將廢棄混凝土破碎成再生粗骨料用于混凝土中可有效節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。但是由于粗骨料本身表面粗糙、吸水率高、表面微裂紋等缺點，應(yīng)用在混凝土中會出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度低、用水量高等問題，限制其在混凝土中大規(guī)模應(yīng)用。本文研究了再生粗骨料不同取代率下拌合物性能和力學(xué)性能，從而確定了最佳取代率。

1 原材料

（1）水泥：曲陽金隅 P·O42.5 水泥。

（2）粉煤灰：石家莊上安 Ⅱ 級粉煤灰。

（3）礦粉：保定乾華 S95 級礦粉。

（4）粗骨料：天然粗骨料選用保定滿城 5～25mm連續(xù)級配碎石，再生粗骨料為公司經(jīng)制砂機(jī)破碎并進(jìn)行廢料漿水浸泡和最佳堆積密度后的再生粗骨料。經(jīng)試驗再生粗骨料以 0%、10%、20%、30%、40%、50% 比例取代天然粗骨料后，混合骨料性能滿足 GB/T 25177—2010《混凝土用再生粗骨料》中規(guī)定Ⅱ類要求。

（5）細(xì)骨料：滿城Ⅱ區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù) 2.7。

（6）外加劑：保定慕湖恒源新型建材公司生產(chǎn)的MZY-A5 型聚羧酸高效減水劑。

2 試驗結(jié)果及分析

本次試驗設(shè)計了 C30、C35 和 C40 三個等級的配合比，具體配合比如表 1 所示。

本次試驗在水膠比相同條件下，再生粗骨料以不同體積取代率取代天然粗骨料進(jìn)行試驗，通過微調(diào)外加劑的摻量來保證新拌混凝土初始坍落度和擴(kuò)展度。同時以拌合物的工作性能和力學(xué)性能為參考依據(jù)，確定出再生粗骨料的最佳取代率，為此分別制作了多組100mm×100mm×100mm、100mm×100mm×400mm和 100mm×100mm×300mm 的試件。具體試驗結(jié)果如表 2 所示。

表 1 混凝土配合比

2.1 對拌合物性能影響

由表 2 可知：

（1）在水膠比一定情況下，為了保證新拌混凝土的初始狀態(tài)，隨著再生粗骨料取代率的逐漸增加外加劑摻量逐漸增大，再生粗骨料取代率大于 30% 后出現(xiàn)了不同程度的泌水現(xiàn)象，主要是由于隨著取代率的逐漸增加，再生粗骨料空隙率逐漸增大，內(nèi)部還含有大量的微裂紋，從而導(dǎo)致再生混凝土保水性逐漸變差，出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，由此又導(dǎo)致了 60min 后再生混凝土的坍落度和擴(kuò)展度的保留值先減小后增大的現(xiàn)象。

（2）隨著再生粗骨料取代率的逐漸增加，再生混凝土實測容重逐漸減小，分析其原因再生粗骨料的堆積密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于天然粗骨料，相同體積再生粗骨料質(zhì)量小于天然粗骨料，隨著取代率逐漸增大質(zhì)量相差越多，從而導(dǎo)致混凝土實測容重逐漸減小。

2.2 對強(qiáng)度影響

為了更好地分析再生混凝土力學(xué)性能與再生粗骨料取代率間的關(guān)系，將表 2 中的立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的變化趨勢繪制成折線圖，如圖1～3所示。

結(jié)合表 2 和圖 1、圖 2、圖 3 可看出，水膠比相同時，隨著再生粗骨料取代率的逐漸增加，再生混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均小幅度的出現(xiàn)了先增長后降低的趨勢，并且當(dāng)取代率為 20% 時達(dá)到最高值。其原因一方面可能是此時粗骨料的級配達(dá)到了最優(yōu)值，再生混凝土的密實度最大，進(jìn)而強(qiáng)度最高；另一方面，可能由于再生骨料表面粗糙，棱角多，導(dǎo)致了比較強(qiáng)的界面粘合能力，而且再生骨料吸水率大、吸水速度快，吸收了新拌水泥砂漿中多余的水分，不僅降低了粗骨料表面水膠比，同時使混凝土拌合物的水膠比降低，而取代率大于 30% 后混合骨料吸收水分過多、級配開始變差、密度降低也較大，水泥水化不夠充分，從而導(dǎo)致強(qiáng)度降低。綜上考慮工作性能和力學(xué)性能，摻入 20% 再生粗骨料后再生混凝土的整體工作性較優(yōu)。

表 2 再生粗骨料混凝土工作性能與力學(xué)性能

圖 1 立方體抗壓強(qiáng)度與再生粗骨料取代率關(guān)系曲線

圖 2 軸心抗壓強(qiáng)度與再生粗骨料取代率關(guān)系曲線

圖 3 抗折強(qiáng)度與再生粗骨料取代率關(guān)系曲線

3 結(jié)論

（1）為保證混凝土初始狀態(tài)，隨著再生粗骨料取代率的增加，外加劑摻量有所提高，取代率為30%～40% 時部分出現(xiàn)輕微泌水現(xiàn)象，取代率為 50%時出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，60min 后擴(kuò)展度損失出現(xiàn)先增加后降低的趨勢。

（2）水膠比相同時再生粗骨料混凝土立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均出現(xiàn)先增長后降低的現(xiàn)象，當(dāng)取代率為 20% 時達(dá)到最大值。綜合考慮再生混凝土的工作性能和力學(xué)性能，當(dāng)再生粗骨料取代率為20% 時效果最優(yōu)。