再生骨料在混凝土中的应用

2022-03-28刘志强白琴琴唐荣王进文

商品混凝土 2022年3期

刘志强，白琴琴，唐荣，王进文

（西安高科新达混凝土有限责任公司，陕西西安 710000）

0 引言

随着我国经济发展，混凝土的需求量逐年增高。砂、石作为构成混凝土的主要材料，在混凝土中的比重占到 75% 以上，随着对天然砂、石的不断开采，天然砂石资源趋于枯竭，混凝土生产带来的生态恶化与环境问题日趋严峻。因此，为保护环境，并达到建筑业可持续发展的目的，必须要解决混凝土中使用天然骨料的问题。再生骨料是将废弃混凝土块经过分拣、破碎、清洗、分级后，按一定的比例混合，其各项性能指标可以在一定程度替代天然骨料。再生骨料部分或全部代替天然骨料配制成的混凝土称为再生混凝土。再生骨料代替天然骨料的比例，称为再生骨料取代率。利用再生骨料生产混凝土，一方面，可以解决大量混凝土废弃物的处理困难和由其引发的对环境的负面影响等问题，同时可以节省大量的垃圾清运和处理费用；另一方面，再生骨料替代天然骨料应用于混凝土工程中，可以减少对天然碎石的开采，保护天然砂石资源，节省天然砂石开采消耗的能源和费用。

1 试验原材料及步骤

（1）水泥采用尧柏实丰水泥厂生产的强度等级为P·O42.5 的水泥，主要性能指标见表 1 所示。

（2）超细粉煤灰采用陕西正元粉煤灰综合利用有限公司生产的超细粉煤灰，主要性能指标见表 2。

（3）细骨料采用黑河采砂厂提供的中砂，主要性能指标见表 3。

表 1 水泥的主要物理性能

表 2 超细粉煤灰主要性能

表 3 砂的主要性能

（4）粗骨料采用泾阳采石厂提供的 5～25mm 连续级配碎石，其主要性能见表 4。

（5）再生骨料 5～25mm，其主要性能见表 5。

（6）外加剂采用陕西渤海化工有限公司提供的聚羧酸泵送剂，其主要性能见表 6。

表 4 碎石的主要性能

表 5 再生骨料的主要性能

表 6 聚羧酸泵送剂的主要性能

2 再生骨料对混凝土性能的影响

由于再生骨料的各项性能指标低于天然砂石指标，为保证混凝土质量同时合理有效地利用再生骨料，发展再生混凝土，现阶段再生骨料混凝土多用于制作各种低强度等级混凝土，需通过试验研究找出合理的取代率，从而保证再生混凝土的质量。

试验对 C25、C20 和 C15 三个等级的混凝土进行研究，基准组以天然石作为粗骨料，试验组中再生骨料取代碎石，取代率分别为 10%、20%、30%、40%、50%，其他材料与基准材料一致。

混凝土抗压强度试验参照 GB/T 50081—2016《普通混凝土力学性能试验方法》进行，采用 150mm×150mm×150mm 立方体试件，成型后 1 天拆模，标准养护至 7d、28d、60d 龄期进行测试，将试验结果与基准混凝土的抗压强度进行对比。

混凝土的配合比及性能见表 7～9 及图 1、2。

表 7 C25 混凝土配合比及性能

表 8 C20 混凝土配合比及性能

表 9 C15 混凝土配合比及性能

由表 7～9 和图 1 可知，再生混凝土随着再生骨料替代率的增高坍落度下降。这是由于再生骨料比天然骨料的空隙多，吸水率大，所以在相同水灰比的条件下再生骨料的取代率越高，再生骨料混凝土的坍落度就越低。同时再生骨料表面粗糙、棱角多，增大了拌和物在搅拌与浇筑时的摩擦力，降低了再生骨料混凝土坍落度。

由表 7～9 和图 2 可以看出，再生粗骨料的取代率对再生混凝土的抗压强度影响很大。再当再生粗骨料取代率在 10%～30% 范围内，再生混凝土的抗压强度随着再生粗骨料的取代率的增加而降低。原因可能是由于再生粗骨料与新旧砂浆之间存在的粘结较为薄弱，另外由于再生粗骨料孔隙率高，在承受轴向应力时，容易形成应力集中，这些都可能导致再生混凝土的强度降低。而当取代率为 40% 时，混凝土抗压强度反而增加了，相比普通混凝土而言强度略有降低，但可以达到强度要求，其原因可能是此时再生与天然粗骨料两者形成的级配较优，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。这种界面层得到了强化的效应。