褚玲妹

(泉州信息工程學院，福建 泉州 362300)

0 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化進程加快，大規(guī)?；椖块_工建設以及農村危房改造、鄉(xiāng)村環(huán)境整治等原因，我國每年產生的建筑垃圾在17 億噸左右[1]，而建筑垃圾因為回收技術及成本問題回收利用率低，往往結果就是建筑垃圾被隨意丟棄，建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與骨料短缺的矛盾日益突出。

目前，國內學者主要通過試驗研究，提出建筑垃圾再利用制作再生混凝土再與普通混凝土對照，探討再生混凝土的相關性能，并取得了一些成果。陳宗平[2]等以C30 廢棄混凝土為再生骨料制成再生混凝土進行不同粗骨料取代率再生混凝土的基本物理性能的研究；楊綠峰[3]等研究建立了混凝土的氯離子擴散系數(shù)多因素模型，再生混凝土的配合比設計。

泉州市作為文化古城，再生混凝土的研究大部分尚在試驗室階段，提高再生混凝土的抗壓強度，使其工業(yè)化成為了當前亟待解決的問題。通過研究再生粗骨料不同代替率、水灰比兩種因素對再生混凝土抗壓強度的影響，進而得到再生混凝土的最優(yōu)配合比，從而改善再生混凝土的抗壓強度，為泉州市再生混凝土的使用與推廣提供一定的理論基礎。

再生混凝土是指將廢棄的混凝土塊經過破碎、清洗、分級后，按一定比例與級配混合，部分或全部代替砂石等天然集料（主要是粗集料），再加入水泥、水等配制而成的新混凝土。[4]將廢棄混凝土經過破碎、除雜、分級等處理后作為再生骨料。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

水泥：福建泉州美嶺有限公司強度等級為32.5 普通硅酸鹽水泥。

粗骨料：分別為兩種類型，一類為天然碎石，粒徑為5～31.5mm，表觀密度為2560kg/m3；一類為實驗室廢棄C30 混凝土試塊破碎篩分后所得，粒徑為5～31.5mm，表觀密度為2670kg/m3。

砂：為來自本地河砂，細度模數(shù)Ms=2.62，表觀密度為2670kg/m3。

水：飲用自來水。

1.2 試驗方案

參照CJJT 253—2016《再生骨料透水混凝土應用技術規(guī)程》[5]本次試驗為混凝土設計強度為C30 進行配合比設計，基準水灰比為0.43，本實驗選取粗骨料代替率和水灰比兩個因素對再生混凝土性能的影響，水灰比為0.43，0.53，0.63，再生骨料代替率選取為 0%、25%、50%、75%，詳細見表1。

表1 再生混凝土配合比設計

1.3 試驗方法

按照表1 配合比配制C30 再生混凝土，根據(jù)混凝土試驗操作規(guī)程，將試驗材料拌制好的混凝土分兩次倒入150mm×150mm×150mm 的試模中，用插搗棒每次在試膜四周振搗15 下，最后用刮刀將試膜表面刮平整，放置標準養(yǎng)護室，標準條件下養(yǎng)護28d，共制作試塊12 組，每組3 塊。28d 后用WAW-1000B 萬能試驗機進行抗壓強度測定，強度測定參照GB/T 50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法》。

2 實驗結果分析

2.1 再生骨料替代率對混凝土抗壓強度分析

由圖1 可得，在水灰比w/c=0.43 時，混凝土抗壓強度隨再生骨料替代率先減小后增加，當再生骨料替代率為50%強度最大，當再生骨料替代率達到75%時，混凝土抗壓強度驟減。造成這樣現(xiàn)象的原因是隨著再生骨料替代率的少量提高，再生粗骨料內部結構因破碎部分損傷使得再生混凝土強度有所降低；此外，隨著再生骨料替代率進一步提高，由于再生骨料表面吸水降低了混凝土的有效水灰比，使得混凝土的強度有所提高。

圖1 再生骨料替代率對混凝土抗壓強度影響

2.2 水灰比對混凝土抗壓強度分析

由表2 可知，當水灰比由0.43 增大至0.63 時，在同一再生骨料替代率下，混凝土的抗壓強度呈現(xiàn)強度降低的現(xiàn)象；當水灰比為0.53，再生骨料替代率為50%時，混凝土強度最大達到33Mpa。出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象是由于混凝土拌合料充分搗實時，混凝土的強度隨水灰比的降低而提高；而水灰比越小，與骨料粘結力越大，混凝土強度越高。當水灰比較高時，由于混凝土骨料粘結不密實，即使再生骨料的表面吸水而降低部分水灰比也不足以彌補其缺陷，因此當水灰比為0.63時，混凝土抗壓強度最低。

表2 水灰比和再生骨料替代率對混凝土抗壓強度影響

2.3 最優(yōu)配合比

由表3 可知，本次試驗最優(yōu)配合比為水灰比為0.53，再生骨料替代率為50%時，最大抗壓強度為33MPa，滿足CJJ/T 253—2016《再生骨料透水混凝土應用技術規(guī)程》要求。

表3 最優(yōu)配合下混凝土抗壓強度

3 結論

(1)當水灰比較低時為0.43 時，再生混凝土的抗壓強度弱于天然混凝土，當水灰比為0.53、0.63 時，再生骨料取代率為50%時，再生混凝土的抗壓強度部分高于天然混凝土，而且強度呈現(xiàn)隨骨料替代率的增大先減小后增大再減小的趨勢。出現(xiàn)該趨勢現(xiàn)象是由于再生骨料中表面相比天然骨料粗糙面大，界面過渡區(qū)比天然混凝土中的骨料與砂漿之間的過渡區(qū)要薄弱，連接不緊密，導致其強度降低，特別是再生骨料的水灰比為0.63，取代率為75%時，強度只有22MPa，這一現(xiàn)象尤為明顯。

(2)因為再生骨料表面包裹著少量殘余砂漿，因而再生骨料吸水性較強，對再生混凝土拌和過程中實際水灰比影響有較大影響，導致再生骨料黏結界面承載力變化，引起混凝土強度變化，再生混凝土力學性能總體上隨著水灰比不斷增大而降低，但相同取代率下不同力學性能最佳水灰比不同，結合本次試驗設計的不同水灰比是由用膠凝材料變化引起的，當水灰比為0.53，再生骨料替代率為50%時，混凝土的強度可發(fā)揮最大作用。

(3)當再生混凝土受到較大外荷載時，混凝土內部發(fā)生大量細裂紋，因此，再生骨料的吸水率比天然骨料的高得多。因而，可在一定程度上彌補再生混凝土強度較低的缺點。