八冶德昶混凝土制品有限公司 甘肃省金昌市 737100
摘要：通过把搜集到的废弃混凝土块破碎成粗骨料，经过配合比设计，配置，分析不同再生骨料取代率的混凝土试件抗压强度值，探究再生骨料对混凝土力学性能的影响，以及在工程应用中的可行性。测试其抗压强度，研究在保证性能指标强度时最适合的再生骨料取代率。通过分析不同取代率下试件的强度，可以探究再生骨料取代率对再生骨料混凝土性能的影响，并分析产生影响的原因。通过实验可以发现，随着取代率的不断增大，混凝土的强度不断减小，且当取代率大于25%之后强度值迅速下降。再生骨料本身力学性能较差，孔隙率较大，因此会对混凝土强度造成严重影响。
关键词：再生骨料；混凝土；抗压性能；试验研究
随着城市化的建设，建筑垃圾的与日俱增，废弃混凝土的处理效率低，传统建筑废弃物的填埋处理方式存在许多隐患，如污染水体、大气和土壤，影响市容和环境卫生，侵占土地等，带来日益严重的环境问题，不利于维持生态环境的平衡。再生骨料透水混凝土可以实现废弃混凝土的再利用。如今，天然骨料的过度开采导致了混凝土天然骨料的紧缺。为满足需求，欧美等国家几乎实现了建筑垃圾的回收利用，而每年我国的建筑垃圾回收利用只有十分之一左右，与发达国家之间的差距还很大。我国部分地区遇到暴雨季节，降水量大，加之以往的城镇基础道路设施硬化面积过大且不透水，不能及时疏水排水，容易导致积水严重而引发一系列问题。与普通混凝土路面相比，再生骨料透水混凝土路面具有环境友好性，无砖面凹陷等现象，且具有良好的透水性能，降水时可满足路面的渗水要求，使地下水得到充足的补给，缓解市政雨水排放系统的压力。
一、再生骨料概念
再生骨料透水混凝土具有优于普通混凝土的性能特点，原因是其结构特征与众不同，即骨架空隙结构。骨架空隙结构可以被简单地表达为由包裹着水泥浆的粗骨料堆积而成的骨架和在堆积过程中未填充的空隙所共同组成的结构。这一特殊结构使其具有良好的透水性，利用其改变城市铺装，可以增强城市地面的渗透能力，推动“海绵城市”的建设。虽然北方地区城市降水量与南方城市相比较少，但随着城市化的发展，城市内涝灾害频发，而基于北方的气候，利用再生骨料透水混凝土就必须研究其抗冻性能。
由于再生骨料透水混凝土具有独特的多孔结构，导致其会在外界环境中暴露出更多的面积，不利于抵抗冻融循环的破坏。因此，研究再生骨料透水混凝土的抗冻性能对其推广应用具有十分重要的意义。
根据已有的相关研究成果，不同的浆集比、水灰比、孔隙率会对再生骨料透水混凝土的抗冻性能产生影响，在掺入粉煤灰、硅灰等掺和料后会显著提高再生骨料透水混凝土的抗冻性能。对于再生骨料透水混凝土，冻融破坏的破坏作用力并不是单一的。它既包括渗透压力与静水压力，又因为再生骨料透水混凝土的导热系数低且具有比较复杂的多孔结构，因此应考虑温度应力对其结构的作用。在再生骨料透水混凝土中掺入水性环氧树脂，可以提升再生骨料透水混凝土的抗冻性能，其应用范围将更加广泛。
二、实验概况
1、实验原材料
（1）水泥：42.5号普通硅酸盐水泥。（2）细骨料：标准天然河沙。（3）粗骨料：天然粗骨料为碎石。再生粗骨料为工地上经机械破碎的楼房板、梁、柱混凝土，破碎后的混凝土经过筛分，其各项指标应符合GB/T251772010混凝土用再生粗骨料标准中的规定。（4）水：普通自来水。
2、实验配合比设计
按照GB/T501522012[5］混凝土结构试验方法标准的有关规定，混凝土配合比设计参数如表1所示本研究共设置了5个实验组，再生骨料取代率分别为0%，25%，50%，75%，100%，分别编号为Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组Ⅳ组Ⅴ组。每个实验组中水灰比、砂率、用水量等各项参数均保持相同，试件尺寸为100mm×100mm×100mm。根据表1所示的各项参数制作混凝土试件，并按标准养护条件养护28d。
表1 混凝土配合比
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三、实验结果
将5组养护28d后的混凝土试件用混凝土压力机测定其抗压强度，记录每个试件的破坏荷载，并算出其抗压强度，试验所得各项数据如表2所示。再生骨料取代率与试件的抗压强度关系见图1经过计算，5组试件中抗压强度的最大误差为10.61%，满足要求，故每组试件的抗压强度平均值取3个试件抗压强度的算术平均值，再生骨料取代率与每组试件的抗压强度平均值关系见图2。
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由图1，图2可见，随着再生骨料取代率的不断增大，抗压强度平均值迅速减小，当取代率达到75%后，试件的抗压强度平均值仅为最大值的85%当再生骨料取代率为100%时，试件的抗压强度达到最小值，为48.4Mpa。由图2可以看出，当再生骨料取代率增大时，混凝土试件的抗压强度也随之减小。在再生骨料取代率为25%到75%时，抗压强度值降低最显著，取代率为25%，50%，75%，100%时，其强度值分别为原生骨料混凝土强度值的98%，92%，85%，84%，强度的减小率分别为1.6%，7.9%，15.2%，15.5%。
四、应用前景
再生骨料透水混凝土可以应用于人行道、自行车道等轻量级市政道路、大型广场展览馆、度假村、校园、医院、居住小区人行通道、停车场、园林景观公园道路等的铺设。再生骨料透水混凝土的应用可以增加城市透水透气面积，有助于大气和陆地之间的水循环、顺应气候变化、促进植物生长、调节生态平衡、缓解城市的“热岛效应”；可透水性路基有助于发挥其蓄水性能、有助于道路的绿化建设、增加城市的绿化面积；地表水下渗可补充地下水资源，还有助于解决路面积水、城市内涝等问题；由于再生骨料透水混凝土的孔隙率比普通混凝土的孔隙率大，因此其吸声性能较好，能够吸收噪音，营造舒适安静的交通环境。
与美国和日本相比，我国对于再生骨料透水混凝土的研究起步比较晚，目前还是研究实验以及初步试用阶段，缺乏完善的技术流程以及标准，应用过程中还存在许多问题需要解决。如今，经济快速增长伴随着全球化资源的下降趋势，需要发展资源的可回收利用，而在建筑工程施工过程中产生的许多建筑垃圾如不回收利用会引发许多环境以及社会问题。伴随着绿色发展以及美丽中国的建设，再生骨料透水混凝土的应用是目前建筑工程建设的一种趋势。
五、结束语
通过对5组混凝土试块的抗压强度试验，分析不同再生骨料取代率的混凝土试件抗压强度值，探究再生骨料对混凝土力学性能的影响，可得出结论如下：（1）随着再生骨料取代率的增加，混凝土试件的抗压强度不断降低，强度最大值60.2MPa，最小值为45.8MPa；5组试件中，平均强度最大值57.3MPa，最小值48.4Mpa。（2）从试件破坏形态可知，再生骨料混凝土的破坏会使得裂缝穿过水泥浆体和部分再生骨料，随着再生骨料取代率的增加，骨料破碎的更加严重。（3）本次试验证明，采用适合取代率的再生骨料混凝土的抗压性能能够满足工程需求，而且还能对建筑废料进行回收利用，为城市的建筑废料处理提供了一条绿色环保的道路。
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