張耀陽 王曉川 韓文浩

（1.中交二公局第四工程有限公司，洛陽 471000；2.武漢理工大學交通學院，武漢 430063）

0 引言

水泥混凝土配合比設計是項目工程施工中的重要環(huán)節(jié)，其目標是：在確保安全的前提下，最大程度提高工程經(jīng)濟效益，同時盡可能降低工程施工難度。因此，合理的配合比設計在工程實踐中對混凝土強度滿足要求有著重要的作用[1]。

1 配合比設計

1.1 實驗材料參數(shù)及公式設定

本實驗再生骨料單位用水量采用張學兵[2]博士推導的再生粗骨料額外用水量公式。再生粗骨料混凝土額外用水量Origin 擬合公式：

經(jīng)過吸水率的測試，再生粗骨料的最高吸水率為5.78%，故公式選用如下：

1.2 配合比設計及再生骨料額外用水量計算

本試驗依據(jù)普通混凝土配合比計算方式，分別設計了再生粗骨料混凝土在0%、40%、70%、100%取代率下的配合比。

1.2.1 水膠比擬定

擬定水膠比時，依據(jù)規(guī)范《普通混凝土配合比設計規(guī)程》(JGJ55-2011)中的規(guī)定[3]，由于再生粗骨料吸水率較大，回歸系數(shù)要進行調(diào)整。

本文最終擬定回歸系數(shù):αa=0.34、αb=-0.55

式中：

w——再生粗骨料水泥混凝土中水含量

c——再生粗骨料水泥混凝土中膠凝材料含量

依照上述已知條件和規(guī)范中計算公式擬定水膠比為 0.53

1.2.2 單位用水量擬定

通過試驗觀察，若不加額外用水來拌合經(jīng)飽水預處理的再生粗骨料水泥混凝土，初期拌合物和易性良好，但隨時間的增加，施工和易性降低明顯。

再生骨料水泥混凝土拌合物不同拌合時間時，拌合狀態(tài)如下圖：

因此本文利用額外加水的處理方式計算配合比。

WR——再生粗骨料水泥混凝土總用水量

WN——普通水泥混凝土用水量

?W ——再生粗骨料額外用水量

則取代率為40%、70%、100%的再生粗骨料水泥混凝土單位用水量分別為

3）通過計算得水膠比和已知最大粒徑，通過內(nèi)插法將砂率取為 36%。

4）依據(jù)相關規(guī)范，最終擬定無再生粗骨料水泥混凝土的配合比擬定為，水：水泥：細集料：粗集料：砂=160：336：630：630：660。

5）由于對再生粗骨料采用了額外加水的處理方式，對施工和易性產(chǎn)生了一定影響，而再生粗骨料水泥混凝土配合比中，減水劑摻量對拌合物的工作性能也有一定的影響。因此，試驗選用了0.7%的較低減水劑摻量。

表3 再生混凝土配合比設計表：

2 工作性能評價及試驗研究

2.1 再生粗骨料混凝土坍落度試驗研究

本文根據(jù)《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》（JTG E30-2005）中的規(guī)范測試坍落度[4]。結果如下表。

表1.4 新拌再生粗骨料混凝土坍落度試驗分析表

2.2 再生粗骨料混凝土工作性能影響因素分析

可以從結果看出,普通水泥混凝土的工作性能略優(yōu)于對再生粗骨料水泥混凝土,它們之間性能的明顯差異主要在坍落度、含沙情況、保水性上,而在棍度和粘聚性上是相似的。差異的主要影響因素是再生粗骨料的表面粗糙度,再生粗骨料的殘余水泥不僅增加了比表面積,也使表面之間的摩擦系數(shù)上升而嵌合系數(shù)下降。由于水泥混凝土中起到支撐作用的主要是粗集料，因此隨著再生骨料替換率的升高，坍落度的降低變化率下降。本試驗中被再生粗骨料替換的粒徑范圍在5～10mm 內(nèi)，10～20mm 的粒徑仍采用天然粗骨料，這些天然粗骨料的表面粗糙度較再生粗骨料低，因此也出現(xiàn)了這種現(xiàn)象。

2.3 再生粗骨料額外用水摻入時間對混凝土和易性影響分析

再生粗骨料因為吸水率較高，因此額外的單位用水量在設計再生粗骨料混凝土的配合比時是十分必要的。在不同拌合步驟加入這部分的額外用水量同樣會會對混凝土的施工和易性產(chǎn)生不同的影響[5]。

本文先按照上述再生混凝土配合比設計中額外用水量的計算方法，將再生骨料總質(zhì)量的2.05%作為再生骨料額外用水量，然后提前 1 小時對再生粗骨料進行等水量的預濕處理，操作方式是沿著筒壁緩緩倒入。這樣的操作優(yōu)點是：計算的額外用水遠低于再生骨料所需的吸水率，且這部分額外用水在短時間內(nèi)被完全吸收，而且再生粗骨料放在桶內(nèi)這樣一個短時間內(nèi)不會有太多的水揮發(fā)的環(huán)境，對再生骨料的額外用水量影響不大。

試驗結果證明，這樣的提前預濕法在節(jié)省浸泡和曬干的時間、減少了水資源的浪費，操作性較強的同時，在混凝土拌合過程中的和易性也更佳。

3 結論

1）本文引用了再生粗骨料混凝土額外用水量Origin 擬合公式，得出適用于本項目5～10mm 再生骨料額外用水量值的計算公式（公式 1.5 ）。

2）再生粗骨料的用量顯著影響新拌混凝土施工和易性，具體表現(xiàn)為再生粗骨料用量的增加導致了坍落度的降低。

3）提出了再生骨料額外用水與提前預濕結合的處理方法，將計算得出的再生骨料額外用水的水量提前 1h 等量供給再生骨料吸收，可提高再生骨料混凝土拌合時的和易性。