贵州省交通科学研究院股份有限公司 贵州贵阳 550000
摘要：为了研究再生骨料含量对再生混凝土抗压强度的影响，分别设置了粗骨料取代率为50%、80%和100%的三组试验块，同时设置一组对比试样，即未掺入再生骨料。再生骨料采用试验室留存的旧试块制备而成，通过破碎、筛分、再按级配要求进行重新配比组合，同时测试了再生粗骨料的力学和物理性能，均符合规范要求。分别测试了3d、7d和28d龄期各组试样的抗压强度，从试验结果可以看出，当取代率为50%时混凝土抗压强度最高，当再生粗骨料取代率再增大时，混凝土抗压强度开始变小，100%取代率下强度最低。
关键词：再生粗骨料；再生混凝土；配合比；吸水率；压碎指标
0 前言
从一般意义上讲，再生骨料是废旧的混凝土建筑构件等进行破碎、筛洗之后再按规定的级配曲线进行混合，形成的材料称为再生骨料。为了与再生骨料混凝土有所区别，文献[1]将用于生产再生骨料的原有建筑构件的混凝土称为基体混凝土（OriginalConcrete），有些文献也称其为原生混凝土[1]。
1 再生混凝土（RC）的发展过程
我国对于再生混凝土的研究晚于世界上的发达国家，基本是在20世纪末21初才开始研究。1997年，建设部将“建筑废渣综合利用”列入当年科技成果重点推广项目。2002年，在上海开始了“废混凝土再生及高效利用深入系统”的研究，并获得2007年上海市科技进步二等奖。同时，由同济大学肖建庄教授主编的我国关于再生混凝土的第一部规范正式颁布，
2再生粗骨料（RA）的性能
对于再生粗骨料性能的了解和认识，通过查阅资料和实际试验相结合的方法进行。对试验室已有试块进行人工破碎、筛分后，再按一定比例混合制成的再生粗骨料进行相关性能试验，初步得到一些关于再生粗骨料的性能。本次试验筛分的粗骨料粒径为5~20mm。
（1）RA吸水率试验
按照《普通普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）规定，对本次制作的再生粗骨料进行吸水率试验，试验结果如表1所示。
表1 RA 吸水率试验结果
.png)
由于试验条件和时间的限制，本次试验未能按照规范规定的吸水时间（24h）进行，但10min的吸水时间已经能很明显的看出，再生粗骨料的吸水率远大于天然骨料，对此目前几乎所有的研究者的结论是一致的。这种现象的主要原因是：再生粗骨料含有30%~40%的硬化水泥砂浆，而硬化的水泥砂浆表面粗糙、孔隙率大、在破碎过程中内部含有大量微裂纹。目前文献报道的再生粗骨料吸水率多在1.7%~9.87%之间，日本年颁布的《再生混凝土材料质量试行条例》，在配制再生混凝土时不推荐使用吸水率超过7%的再生粗骨料，我国《混凝土用再生粗骨料》（GB/T 25177-2010）中规定Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类再生粗骨料的含水率分别小于3%、5%和8%。因为天然碎石骨料的吸水率很小，而硬化水泥浆体吸水率却很高，基体混凝土强度越低，硬化水泥浆吸水率越高。
（2）RA的压碎指标试验
按照《普通普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）规定，对本次制作的再生粗骨料进行压碎指标试验，试验结果如表2所示。
表2 RA压碎指标试验结果
.png)
首先从试验结果可以初步得出结论，再生粗骨料压碎指标显然比天然粗骨料压碎指标大。这是由于再生粗骨料颗粒一般均包裹着硬化水泥浆体，而硬化水泥浆体的强度小于天然碎石的强度，再生粗骨料在压碎指标仪中处于三向受压状态，当压力逐渐增大时，低强度的硬化水泥浆体由于受到天然碎石棱角的挤压首先剥落甚至挤压成粉末状，随后位于天然碎石之间剥落的硬化水泥浆体大部分被挤压成细碎粉末，只有少部分位于碎石之间空隙的硬化水泥浆体仍能保持粒径以上的颗粒状，当压力进一步增大时，直接接触的天然碎石相互挤压破碎，受力不利的颗粒被挤压成粉末状，随着天然碎石的破碎，原来位于其空隙的硬化水泥浆体也被压碎成粉末。因此，硬化水泥浆的强度和含量是再生粗骨料压碎指标的决定因素。
（3）RA的表观密度试验
按照《普通普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）规定，对本次制作的再生粗骨料进行表观密度试验，试验结果如表3所示。
表3 RA表观密度试验结果
.png)
从试验结果可以很明显看出，再生粗骨料的表观密度小于天然粗骨料的表观密度，同时在做压碎指标的过程中，3kg的再生粗骨料装满了压碎指标测定仪，而天然粗骨料未装满，可以直观判断其密度较小。这个结果与众多研究者得出的结论也是一致的，其解释也基本相同：再生骨料含有一定量的硬化水泥浆，而硬化水泥浆体的表观密度小于天然骨料的表观密度。文献显示受原生混凝土强度等级、配合比、龄期、使用环境的影响，再生混凝土粗骨料表观密度与天然骨料的比例在90%以上，这里的天然骨料通常是原生混凝土采用的粗骨料。
3再生粗骨料在不同取代率下对混凝土性能的影响
在试验室通过制备不同再生粗骨料取代率的混凝土进行对比试验，本次再生粗骨料取代率分别取0%、50%、80%和100%，设计C40混凝土，塌落度取75~90mm，其配合比见表4。
表4不同再生粗骨料取代率混凝土配合比
.png)
备注：RG0表示再生粗骨料取代率为0，其他类推。
由于已知再生股骨料吸水率大，本次试验通过增加减水剂的方式，以期是混凝土拌合物达到要求的和易性。配制的混凝土塌落度均满足要求，拆模后进行标准养护，其3d和7d强度如图1所示。
.png)
图1不同再生骨料取代率时混凝土抗压强度值
从上表可以看出，随着再生骨料取代率的增大，混凝土抗压强度值（3d、7d、28d）大致随再生粗骨料的取代率有先升后降的趋势，当取代率为50%时达到一个最大值，这一点与肖建庄教授研究的结果是一致的。但其他取代率的再生混凝土强度均低于对比混凝土强度，通常这种情况是认为被加了附加水引起的。一般的研究结论：掺加了再生粗骨料的混凝土强度普遍比对比混凝土高，这是因为再生骨料吸附拌合水，使再生混凝土有效水灰比减小，从而提高其强度，再生骨料替代率越高，再生骨料吸附的拌合水量就越大，对再生混凝土强度的提高越有利。但替代率却是个特例，肖建庄认为可能是此时天然骨料与再生骨料两者形成的级配较优，也可能是由于试验结果的随机性造成的。
4结语
再生混凝土粗骨料的质量跟原生混凝土强度密切相关，原生混凝土强度越高，再生粗骨料质量越好再生骨料的质量还受到再生骨料硬化水泥浆含量影响，硬化水泥浆含里越低，再生骨料质量越好再生混凝土粗骨料吸水率还与原生混凝土粗骨料级配及施工质量有关，再生混凝土粗骨料在破碎成比原生混凝土中所占比重最大的粒级稍大一点的粒径时有最小的吸水率，而且用强度相同但施工质量较好的原生混凝土生产的再生混凝土骨料吸水率较小。生混凝土的抗压强度随着再生骨料吸水率与压碎指标比值的增大而提高，粗骨料替代率为50%时最高，几乎不受再生骨料级配、替代方式、清洗状态影响再生混凝土抗折强度高于对比混凝土。
参考文献：
[1] 霍洪媛，范程程等.不同强度等级的再生骨料对再生混凝土基本力学性能影响[J].混凝土，2017（2）：60-65.
[2]崔正龙，李静.不同吸水率粗骨料对混凝土强度和干燥收缩性能的影响[J].硅酸盐通报，2016（8）：2396-2399.
[3]曹万林，巩晓雪等.不同再生骨料取代率的再生混凝土梁受弯性能试验研究[J].自然灾害学报，2017（8）：10-18.