张桐銘 时广鹏 何艺江 贾艳东

(辽宁工业大学土木建筑工程学院，辽宁锦州 121001)

随着城市化进程的加快，城市改造和建筑工业的迅速发展，作为主要建筑材料的混凝土正以惊人的速度消耗着天然骨料。与此同时，一些老旧建筑物、构筑物、城市基础设施的老化和服务年限到期，使得越来越多的土木工程建设项目报废拆除，而产生大量的建筑拆除废料和垃圾，由此造成诸多不良后果［1］。

所谓再生混凝土，就是将废弃的混凝土块经破碎、筛分、净化后按一定比例混合形成再生骨料，然后利用其部分或全部替代天然骨料配制而成的混凝土。再生混凝土是一种绿色生态混凝土，具有十分明显的环境效益、经济效益和社会效益［2，3］。再生骨料按照粒径的大小分为再生粗骨料(粒径大于5 mm)和再生细骨料(粒径为0.16 mm～5 mm)。完全满足世界环境组织提出的“绿色”的三大含义:1)节约资源、能源;2)不破坏环境，更有利于环境;3)可持续发展，既可满足当代人的需要，又不危害后代人。

目前国内外对于自密实再生混凝土构件研究得还比较少，若对于自密实再生混凝土构件及其性能有更进一步的研究、使用之后，必将减少建筑垃圾，带来良好的经济和社会效益。

1 试验概况

1.1 试件设计

本次试验共制作12个尺寸为150 mm×150 mm×150 mm的立方体试件以及2根长1.5 m，截面150 mm×200 mm的自密实混凝土梁(L-1(N)为自密实再生混凝土梁(试块)，L-2(R)为自密实天然混凝土梁(试块))为研究对象，混凝土粗骨料采用粒径5 mm～20 mm连续级配，水泥为渤海牌42.5级普通硅酸盐水泥，细骨料为Ⅱ区中砂，水采用自来水。试件的基本尺寸参数见表1。

表1 试件的基本尺寸参数

1.2 材料性能

混凝土按照C30强度等级设计［4］，混凝土各用料特征见表2，钢筋采用HRB400，其主要力学性能见表3，配合比见表4，浇筑后室内洒水养护(137，112)d，实测强度见表5。

表2 混凝土各用料特征

表3 钢筋主要力学性能

1.3 试件制作及冻融

按预定尺寸加工模板，注意模板质量。浇筑混凝土时，需要不断插捣混凝土。浇筑完成后，清理试件外壁，并对试件进行室内养护。图1为制作的梁。L-1养护137 d，L-2养护112 d后，对两根梁及立方体试块放在冻融箱进行冻融，温度条件为(-20℃～5℃)，冻融循环100次，最后贴应变片进行各类数据采集通道线的连接，进行试验。

表4 混凝土配合比

表5 混凝土实测强度

图1 梁制作

1.4 试验加载及量测

加载试验在校结构实验室5 000 kN压剪试验机上进行。试件加载由微机控制，加载分两个阶段，第一阶段即荷载达到试件计算极限荷载70%前采用分级加载，之后采用连续加载，加载速度0.8 kN/s持荷90 s。每个试件跨中一侧布置四处应变片，试件两侧分别布置两个纵向位移传感器，并通过数据采集系统自动记录、量测，如图2所示。

图2 加载量测系统

2 试验现象

试验过程中两试件的宏观破坏现象有相似之处:加载初期试件处于弹性阶段，无明显变形;随着荷载进一步增加，可以看出试件逐渐变形，L-1加载到42 kN时出现微裂缝，加载到53 kN时裂缝间距106 mm;随着荷载继续增加，达到极限荷载120.4 kN，梁破坏;L-2加载到33 kN时出现微裂缝，加载到47 kN时裂缝间距95 mm，最大承载力为110.2 kN。试件的破坏形态见图3。

图3 试件破坏形态

3 主要试验结果及分析

1)荷载—变形曲线见图4。2)极限承载力。两试件的试验结果见表6。由以上数据可以得出自密实再生骨料混凝土与自密实普通混凝土有相近的受力性能，自密实再生混凝土梁破坏荷载与自密实普通混凝土梁的破坏荷载值相近，因此在一些工程项目中可以使用自密实再生混凝土。

图4 试件的荷载—位移曲线

表6 试件试验结果

4 结语

1)利用再生骨料配制自密实再生混凝土可行。2)自密实再生骨料混凝土梁冻融后承载力并不低于自密实天然骨料混凝土梁的承载力。

［1］张金锁.薄壁方钢管再生混合柱的轴压和抗震性能试验研究［D］.广州:华南理工大学，2011.

［2］孙跃东，肖建庄.再生混凝土骨料［J］.混凝土，2004(6):33-36.

［3］王武祥.建筑垃圾的循环利用［J］.建材发展导向，2005(1):67-71.

［4］贾艳东，王云洋，孙志屏，等.自密实再生混凝土配合比设计及力学性能试验研究［J］.四川建筑科学研究，2014，40(1):241-244，305.