褚玲妹

(泉州信息工程学院，福建 泉州 362300)

0 引言

随着我国城镇化进程加快，大规模基建项目开工建设以及农村危房改造、乡村环境整治等原因，我国每年产生的建筑垃圾在17 亿吨左右[1]，而建筑垃圾因为回收技术及成本问题回收利用率低，往往结果就是建筑垃圾被随意丢弃，建筑业的可持续发展与骨料短缺的矛盾日益突出。

目前，国内学者主要通过试验研究，提出建筑垃圾再利用制作再生混凝土再与普通混凝土对照，探讨再生混凝土的相关性能，并取得了一些成果。陈宗平[2]等以C30 废弃混凝土为再生骨料制成再生混凝土进行不同粗骨料取代率再生混凝土的基本物理性能的研究；杨绿峰[3]等研究建立了混凝土的氯离子扩散系数多因素模型，再生混凝土的配合比设计。

泉州市作为文化古城，再生混凝土的研究大部分尚在试验室阶段，提高再生混凝土的抗压强度，使其工业化成为了当前亟待解决的问题。通过研究再生粗骨料不同代替率、水灰比两种因素对再生混凝土抗压强度的影响，进而得到再生混凝土的最优配合比，从而改善再生混凝土的抗压强度，为泉州市再生混凝土的使用与推广提供一定的理论基础。

再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、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]将废弃混凝土经过破碎、除杂、分级等处理后作为再生骨料。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

水泥：福建泉州美岭有限公司强度等级为32.5 普通硅酸盐水泥。

粗骨料：分别为两种类型，一类为天然碎石，粒径为5～31.5mm，表观密度为2560kg/m3；一类为实验室废弃C30 混凝土试块破碎筛分后所得，粒径为5～31.5mm，表观密度为2670kg/m3。

砂：为来自本地河砂，细度模数Ms=2.62，表观密度为2670kg/m3。

水：饮用自来水。

1.2 试验方案

参照CJJT 253—2016《再生骨料透水混凝土应用技术规程》[5]本次试验为混凝土设计强度为C30 进行配合比设计，基准水灰比为0.43，本实验选取粗骨料代替率和水灰比两个因素对再生混凝土性能的影响，水灰比为0.43，0.53，0.63，再生骨料代替率选取为 0%、25%、50%、75%，详细见表1。

表1 再生混凝土配合比设计

1.3 试验方法

按照表1 配合比配制C30 再生混凝土，根据混凝土试验操作规程，将试验材料拌制好的混凝土分两次倒入150mm×150mm×150mm 的试模中，用插捣棒每次在试膜四周振捣15 下，最后用刮刀将试膜表面刮平整，放置标准养护室，标准条件下养护28d，共制作试块12 组，每组3 块。28d 后用WAW-1000B 万能试验机进行抗压强度测定，强度测定参照GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法》。

2 实验结果分析

2.1 再生骨料替代率对混凝土抗压强度分析

由图1 可得，在水灰比w/c=0.43 时，混凝土抗压强度随再生骨料替代率先减小后增加，当再生骨料替代率为50%强度最大，当再生骨料替代率达到75%时，混凝土抗压强度骤减。造成这样现象的原因是随着再生骨料替代率的少量提高，再生粗骨料内部结构因破碎部分损伤使得再生混凝土强度有所降低；此外，随着再生骨料替代率进一步提高，由于再生骨料表面吸水降低了混凝土的有效水灰比，使得混凝土的强度有所提高。

图1 再生骨料替代率对混凝土抗压强度影响

2.2 水灰比对混凝土抗压强度分析

由表2 可知，当水灰比由0.43 增大至0.63 时，在同一再生骨料替代率下，混凝土的抗压强度呈现强度降低的现象；当水灰比为0.53，再生骨料替代率为50%时，混凝土强度最大达到33Mpa。出现这样的现象是由于混凝土拌合料充分捣实时，混凝土的强度随水灰比的降低而提高；而水灰比越小，与骨料粘结力越大，混凝土强度越高。当水灰比较高时，由于混凝土骨料粘结不密实，即使再生骨料的表面吸水而降低部分水灰比也不足以弥补其缺陷，因此当水灰比为0.63时，混凝土抗压强度最低。

表2 水灰比和再生骨料替代率对混凝土抗压强度影响

2.3 最优配合比

由表3 可知，本次试验最优配合比为水灰比为0.53，再生骨料替代率为50%时，最大抗压强度为33MPa，满足CJJ/T 253—2016《再生骨料透水混凝土应用技术规程》要求。

表3 最优配合下混凝土抗压强度

3 结论

(1)当水灰比较低时为0.43 时，再生混凝土的抗压强度弱于天然混凝土，当水灰比为0.53、0.63 时，再生骨料取代率为50%时，再生混凝土的抗压强度部分高于天然混凝土，而且强度呈现随骨料替代率的增大先减小后增大再减小的趋势。出现该趋势现象是由于再生骨料中表面相比天然骨料粗糙面大，界面过渡区比天然混凝土中的骨料与砂浆之间的过渡区要薄弱，连接不紧密，导致其强度降低，特别是再生骨料的水灰比为0.63，取代率为75%时，强度只有22MPa，这一现象尤为明显。

(2)因为再生骨料表面包裹着少量残余砂浆，因而再生骨料吸水性较强，对再生混凝土拌和过程中实际水灰比影响有较大影响，导致再生骨料黏结界面承载力变化，引起混凝土强度变化，再生混凝土力学性能总体上随着水灰比不断增大而降低，但相同取代率下不同力学性能最佳水灰比不同，结合本次试验设计的不同水灰比是由用胶凝材料变化引起的，当水灰比为0.53，再生骨料替代率为50%时，混凝土的强度可发挥最大作用。

(3)当再生混凝土受到较大外荷载时，混凝土内部发生大量细裂纹，因此，再生骨料的吸水率比天然骨料的高得多。因而，可在一定程度上弥补再生混凝土强度较低的缺点。