赵金良　薛炳深　刘杰

（中铁三局集团股份有限公司　山西　太原　030000）

废弃混凝土循环利用工作性能研究

赵金良薛炳深刘杰

（中铁三局集团股份有限公司山西太原030000）

本文对废弃混凝土利用现状、问题与发展趋势进行综述，对废弃混凝土再生骨料的性质、再生混凝土的配合比设计及工作性能、再生混凝土的力学性能进行了研究。研究表明：再生骨料吸水率大会影响混凝土的早期及后期力学性能；利用高活性超细矿物掺合料的浆液对再生骨料进行强化试验，通时采用高效抗渗防水剂可显著提高再生骨料混凝土强度；通过对比试验研究了再生混凝土的力学性能。

废弃混凝土；再生骨料；循环利用；工作性；吸水率

引言

废弃混凝土循环利用技术可实现对废弃混凝土的再加工，使其恢复原有性能，形成新的建材产品，从而既能使有限资源得以利用，又解决了部分环保问题。这是发展绿色混凝土，实现建筑资源环境可持续发展的主要措施之一。

1　废弃混凝土研究的相关概念

废弃混凝土是指大量旧建筑物被拆除产生的大量建筑垃圾。将废弃混凝土块经过破碎、清洗、分级后，按一定比例与级配混合，部分或全部代替砂石等天然骨料配制而成的新的混凝土，简称再生混凝土。

2　再生骨料加工生产

①预处理阶段∶除去废弃混凝土中的其他杂质，用颚式破碎机将混凝土块破碎成40mm直径的颗粒；③碾磨阶段∶混凝土块在偏心转筒内旋转，使其相互碰撞，摩擦，碾磨，除去附着于骨料表面的水泥浆和砂浆；③筛分阶段∶最终的材料经过过筛，除去水泥和砂浆等细小颗粒，最后得到的即为高性能再生骨科。

3　再生骨料混凝土的配制与力学性能

本文主要研究了再生骨料混凝土的抗压强度、抗折强度、轴心抗压、劈拉强度和弹性模量等试验。

3.1原材料

（1）骨料

再生粗骨料∶来自中铁三局沪昆客专云南段项目经理部经破碎机破碎的废弃混凝土，级配为连续级配，粒径在5～31.5mm的再生骨料，压碎指标为40%。

普通粗骨料∶石灰岩，连续级配，粒径为5～31.5mm，压碎指标为8%。

细骨科∶机制砂，细度模数3.0。

（2）水泥

云南宜良红狮水泥集团公司生产的普通砖酸盐水泥，强度等级为42.5MPa。

（3）外加剂

四川巨星有限公司生产的JY-GBNH1（高性能聚羧酸缓凝型减水剂）。

3.2配合比

研究中设计了强度等级为C30的配合比（表1），人工振捣，控制坍落度70～90mm。

3.3力学性能

表1　混凝土单位配合比

以上配比的再生混凝土抗压强度、抗折强度、轴心抗压强度、弹性模量试验结果如下∶

（1）再生骨料对混凝土抗压强度的影响。

试验结果（表2、图1）表明，再生混凝土的早期强度略高于普通混凝土，而后期强度却低于普通混凝土。早期强度高，主要是由于再生骨料的吸水率高于普通骨料导致∶加水拌和后，再生骨料大量吸收新扦水泥浆中多余的水分，既降低了粗骨料表面水灰比，又降低了混凝土拌和物的有效水灰比∶其次再生混凝土表面包裹着水泥砂浆，使再生骨料与新的水泥砂浆之间弹性模量相差较小，界面结合可能得到加强，同时，再生骨料表面的许多微裂缝会吸入新的水泥颗粒，使接触区的水化更加完全，形成致密的界面结构。由于界面结合得到了强化，因再生骨料强度较低而导致的其强度的劣化得到了一定程度的补偿，在配制强度较低的混凝土时其在早期强度上强于普通混凝土。

表2　混凝土抗压强度

图1　混凝土抗压强度比较

而后期由于再生骨料在破坏过程中，骨料本身因有不同组分，受力后存在一些微裂缝，导致骨料强度较低，进而影响到了再生混凝土的后期强度；其次，再生骨料与新旧水泥浆之间在一些区域结合较弱，有较大的空隙率，在承受轴向应力时容易形成应力集中现象，因此后期强度不如普通混凝土。

含杂质的再生混凝土其早期与后期强度明显不如普通再生混凝土，其重要原因可能是砖块与砌块等的自身强度较再生骨料要低，且杂质的孔隙率也明显大于普通骨料和再生骨料，导致其强度的劣化更加严重。总体看来，再生混凝土的抗压强度比同配合比的普通混凝土下降了10～40%。

（2）再生骨料对混凝土抗折强度的影响。

抗折强度试验结果表明，再生骨料混凝土的抗折强度比普通骨料混凝土稍低，折压比也较小。

（3）再生骨料对混凝土劈裂抗拉强度的影响。

再生混凝土在劈裂抗拉强度上比普通混凝土略低，杂质对混凝土的劈裂抗拉有影响。

（4）再生骨料对混凝土轴心抗压强度的影响。

再生混凝土在轴心抗压强度上略低于普通混凝土，含杂质的再生混凝土轴心抗压强度低于无杂质的再生混凝土。

（5）再生骨料对混凝土静力弹性模量的影响。

再生混凝土的弹性模量较普通混凝土要低，骨料中杂质对其影响也较大，这是由于再生骨料中有大量的老旧砂浆附着于原骨料颗粒上，导致了其弹性模量下降，由于弹性模量低，变形大，可以预计再生混凝土具有较好的抗震性能和极限拉伸性能。

3.4为了提高再生骨料混凝土的强度，我们采用超细矿粉浆液对再生骨料进行强化以及在配合比中掺入防水剂进行试验，下面是采用C30配合比的强度试验，其中防水剂掺量为水泥掺量的10%。

利用高活性超细矿物掺合料的浆液对再生骨料进行强化试验，通时采用高效抗渗防水剂做为提高再生骨料混凝土强度的措施之一。

4　结论

（1）再生骨料的两组混凝土都表现出早期强度较高而后期强度略低的特点，其主要原因是再生骨料的吸水率大，降低了混凝土的有效水灰比，是早期强度较高∶而后期强度则由于再生骨料中含有的微裂缝，使骨料自身强度不高，影响到了混凝土的后期强度∶再生骨料上附着的老旧砂浆则导致再生混凝土的弹性模量略低于普通混凝土，使再生混凝土具有较好的抗震性能和抵抗荷载的能力。

（2）利用高活性超细矿物掺合料的浆液对再生骨料进行强化试验，通时采用高效抗渗防水剂做为提高再生骨料混凝土强度的措施之一。

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