姚宇峰，范冠先，刘文涛

摘 要：研究粒径16～19 mm内的改性再生粗骨料替代天然粗骨料对再生混凝土力学性能的影响，采用高强砂浆裹浆处理再生粗骨料进行改性，将天然混凝土作为对照组，以替代率为0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的等质量替代天然粗骨料配制11种C30混凝土，对不同替代率下的再生混凝土试块进行抗压和劈裂拉伸试验。结果表明：当裹浆再生粗骨料替代率分别为20%、80%时对应的再生混凝土抗压和劈裂拉伸强度达到最大。

关键词：裹浆;再生粗骨料;再生混凝土;抗压强度;劈裂拉伸强度

中图分类号：TU528.59 文献标识码：A     文章编号：1001-5922（2021）12-0115-05

Influence of Modified Recycled Coarse Aggregate on the Mechanical Properties of Recycled Concrete

Yao Yufeng1， Fan Guanxian1， Liu Wentao2

（1. Construction Engineering Branch， Yangling Vocational & Technical College， Yangling 712100， China;

2. China Railway First Survey and Design Institute Group Co.，Ltd.， Xi an 710043， China）

Abstract：To study the influence of modified recycled coarse aggregates within particle size of 16 mm～19 mm replacing natural coarse aggregates on the mechanical properties of recycled concrete， high-strength mortar wrapped slurry is used to treat the recycled coarse aggregate for modification. Natural concrete is taken as the control group， and there are 11 kinds of C30 concrete prepared by substituting the natural coarse aggregate with the same quality at the replacement rate of 0、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%. Thus the compression and splitting tensile tests of recycled concrete samples with different replacement rates are carried out.The results show that the compression strength and splitting tensile strength of recycled concrete reach the maximum when the replacement rate of recycled coarse aggregate is 20% and 80%， respectively.

Key words：wrapped slurry; recycled coarse aggregate; recycled concrete; compression strength; splitting tensile strength

0 引言

随着我国经济的发展，近些年为了加快城市建设和推进城乡一体化，城市新建或者改造工程较多，由此造成建筑业与资源、能源和环境之间的问题逐渐凸显[1]。由于拆迁或者老旧小区改造升级，每年都有大量旧建筑物被拆除，从而产生大量废弃混凝土[2];再者，混凝土使用 50年左右就成为废弃混凝土[3]。这些现象的发生不仅是对国土资源过度的消耗，同时又对环境造成了污染[4]。据统计，我国建筑垃圾年产量约8×107 t[5]，这些建筑垃圾不仅污染环境而且破坏生态，为了避免污染及生态遭到破坏，建筑垃圾循环利用迫在眉睫。为此，再生混凝土的使用可以解决这一问题，可以实现废弃混凝土被二次利用，达到保护环境的目的。再生混凝土（Recycled Aggregate Concerete，RAC）是指利用废弃混凝土破碎加工而成的再生集料部分或全部替代天然集料配制而成的新混凝土，簡称再生混凝土。安新正等[6]研究了粉煤灰参量对再生混凝土抗冻性能影响，宋少民[7]、白国良[8]等对再生混凝土配合比进行了研究，还有诸多国内外学者对再生混凝土基本力学性能或骨料强化进行了广泛研究[9-16]。为此，本文主要研究基于16～19 mm粒径范围内裹浆再生粗骨料小间隔内替代天然粗骨料对再生混凝土力学性能影响的研究。主要测量的指标为裹浆再生粗骨料等质量不同替代率下再生混凝土的28 d抗压强度和劈裂拉伸强度，并研究其与替代率之间的影响关系，最后结合试验所得数据，分析不同替代率下对力学性能的影响规律，旨在为裹浆再生骨料在实际工程中的应用提供指导与参考。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

本试验使用高强52.5R普通硅酸盐水泥，各项指标如表1所示。

将水泥与细骨料拌和成水胶比为0.3的砂浆，使用该砂浆包裹再生粗骨料，自然晾干，水中浸泡28 d养护完成后，形成裹浆再生粗骨料，具体如图1所示;减水剂为奈系高效能减水剂，再生粗骨料（RC）为废弃混凝土经机械破碎级配合理的骨料，具体如图2所示。原始混凝土为C30，压碎指标为14.3%，吸水率为4.8%;天然粗骨料（NC）采用5～31.5 mm连续级配碎石，含泥量为0.17%;天然细骨料（NF）采用人工水洗砂。试验用水采用当地自来水。

1.2 试验混凝土配合比设计

本试验配制C30混凝土，结合混凝土和易性要求，将170 mm作为坍落度设计值，共设计11个组进行试验，即RAC0为对照组，RAC1～RAC10为试验组;每组的水胶比均不变，裹浆再生粗骨料以替代率为0%～100%等质量替代天然粗骨料，具体每组配合比设计情况如表2所示。

1.3 试验方法

根据上述配合比拌和混凝土，若和易性不满足要求或者无法达到泵送混凝土的要求时，可通过逐量添加减水剂来影响和易性以期满足要求，最终使得坍落度均在170 mm左右，满足泵送混凝土的要求，整个试验方法依据的标准是GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》。试验所用的试件设计尺寸均为100 mm×100 mm×100 mm，试件制作完毕后，将其放置振动台上振捣成型，再静置24 h后拆模[17]，养护28 d，以GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》作为测试依据，进行28 d抗压及劈裂拉伸强度测试。

2 结果与分析

2.1 抗压强度试验结果

裹浆再生粗骨料对再生混凝土的抗压强度试验结果如表3所示。为了提高数据的准确性减少数据离散度，加大数据样本以6个试件为一组，当测出的6个数值中最大值或最小值与平均值之差小于20%时，取6个数值的算术平均值，否则以中间4个试件的平均值作为该组试件的抗压强度[18]。试验结果表明，所有数据与平均值之差均小于20%，说明所测得数据偏离度较小，无异常，满足要求。

依据表3中的数据及变化趋势图3分析可得，在粒径16～19 mm范围内裹浆再生粗骨料等质量替代天然粗骨料时，抗压强度随着替代率的增加呈现先增大后减小再略微增大的变化趋势，由图3看出，对于裹浆再生粗骨料，当替代率为20%时对应的再生混凝土抗压强度最大，所有裹浆再生粗骨料对应的混凝土抗压强度均小于替代率为20%的再生混凝土抗压强度。

导致裹浆再生粗骨料替代率超过20%对应的再生混凝土抗压强度逐渐降低的主要原因为再生粗骨料裹浆之后强度有所增加，替代率不高的情况下对抗压强度有贡献。但是，毕竟再生粗骨料在未裹浆前表面粗糙，然而，裹浆之后粗糙的界面转变为棱角很少较为光滑的界面，类似于鹅卵石，这种界面导致裹浆再生粗骨料与混凝土的咬合力降低。当替代率超过一定的值之后，咬合力下降的更为明显，故在外界压力下使得内力下降较快，降低了再生混凝土抗压强度。

2.2 劈裂拉伸强度试验结果

裹浆再生粗骨料对再生混凝土的劈裂拉伸强度试验结果如表4所示。数据处理办法与抗压强度相同，各组数据误差均在20%以内，数据无异常，合理可靠。

依据表4中数据及变化趋势图4分析可得，在粒径16～19 mm内裹浆再生粗骨料等质量替代天然粗骨料时，劈裂拉伸强度随着替代率的增加呈现先增大后减小最后增大的变化趋势，由图4看出，裹浆再生粗骨料当替代率达到80%时劈裂拉伸强度最大，所有裹浆再生粗骨料对应的混凝土劈裂拉伸强度均小于替代率为80%再生混凝土劈裂拉伸强度。

导致裹浆再生粗骨料对应的混凝土劈裂拉伸强度均高于天然骨料混凝土（替代率为0%）且替代率达到80%时对应劈裂拉伸强度最大的主要原因为裹浆再生粗骨料表面所包裹的高强砂浆与再生粗骨料界面粘接致密、牢靠不易滑落，这样的处理形成了类似“花生壳”的保护层改善了未包裹前再生粗骨料在劈裂拉伸外力下易于酥裂的缺陷，所以随着替代率的增加，提高了再生混凝土劈裂拉伸强度。但当替代率超过80%时，虽然劈裂拉伸强度稍微有所下降，这是由于数据离散导致，但替代率超过80%以后劈裂拉伸强度下降不明显，基本趋于平稳。由此推出，裹浆再生粗骨料对再生混凝土劈裂拉伸强度改善较为明显。

3 结语

通过裹浆再生粗骨料在粒径16～19 mm内等质量替代天然骨料配制而成的再生混凝土28 d抗压强度与劈裂拉伸强度试验，结果表明：①当裹浆再生粗骨料替代率为20%时，再生混凝土抗压强度最大;②当裹浆再生粗骨料替代率80%时，再生混凝土的劈裂拉伸强度最大。研究结果可为再生粗骨料在工程中的应用提供借鉴与参考。

参 考 文 献

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