再生混凝土骨料级配对混凝土强度的影响研究

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　摘要：骨料级配是影响混凝土强度的主要因素之一。在水灰比0.55和水泥、细骨料、粗骨料的配合比为1：2：2.75情况下，对不同粗骨料级配情况下的再生混凝土工作性能和受压强度进行了实验测试，通过实验发现再生混凝土破坏形态和普通混凝土破坏形态相似，当混凝土工作性能有保证时，再生混凝土的强度会增大。但当混凝土工作性能没有保证或变差时，强度会降低。在不同粒径粒数分布满足分形规律和满足骨料级配的情况下，计算了包裹骨料需要的水泥浆与总水泥浆的比值γ，γ值可以反映不同骨料级配变化引起的骨料表面积的变化。γ值越大，骨料的表面积越大。γ较大时混凝土工作性能和受压强度降低。比值γ较小时混凝土工作性能和受压强度提高。中部粒径范围骨料级配的变化对再生混凝土工作性能和受压强度有明显影响。再生骨料替代率分别为50%、60%、100%时，粒径范围9.5-19mm和19~26.5mm的骨料级配接近，再生混凝土强度可以高于天然骨料的混凝土强度。再生骨料替代大粒径范围骨料的强度小于替代小粒径范围骨料的强度。

　　关键词：再生骨料级配工作性能强度骨料表面积

　　1.引言

　　由于国内大量的基本建设和各类工程建设需求，使得我国水泥产量在2003年达到8亿吨，占当年世界产量42%，排名第一[1]。同时大量基础工程改造和城市大规模拆迁每年产生大约2.4亿吨的废弃混凝土[2]。将废弃混凝土再生利用，既可有效减少建筑垃圾的数量，同时可节省天然石料、保护自然资源，是有效解决发展、环境、资源相互协调的有力措施。

　　废弃混凝土经过破碎、清洗、分级后,按一定的比例混合形成再生骨料,部分或全部代替天然骨料配制而成的新混凝土称为再生混凝土。大量的再生混凝土研究表明再生粗细骨料对混凝土各项性能都产生影响[3,4]。经过对再生骨料的替代率和水灰比的控制，可以制备满足性能要求的各类混凝土，但从中也发现相同水灰比下的再生混凝土性能差异比较大，随替代率提高，差异有增大的趋势，反映出再生骨料的特性对混凝土性能的影响很大[5]。研究人员对再生骨料的吸水率、压碎值指标等特性
已经做了大量研究[6]，但对再生骨料级配对混凝土性能的影响研究比较少，而骨料级配既是影响混凝土性能的关键因素之一，也是混凝土配合比设计的一个主要参数[7]，为此本文就再生混凝土骨料级配对混凝土强度的影响进行研究。

　　2.试验内容

　　2.1实验原材料

水泥采用福建水泥有限公司建福水泥厂生产的建福牌32.5普通硅酸盐水泥，砂料为普通天然砂，拌和水为自来水。天然骨料采用天然石材加工而成的碎石，粒经范围为4.75－31.5mm，连续级配。废弃混凝土块从厦门某住宅小区拆迁现场采集，采集现场如图1所示，采集的废弃混凝土运到碎石场破碎，碎石现场如图2所示。废弃混凝土经破碎加工而成，选取粒经范围4.75－31.5mm的骨料作为连续级配再生骨料。典型的骨料颗粒如图3所示，可以看出再生骨料颗粒有：部分或全部水泥浆包裹的碎石骨料、水泥浆粘合几块碎石形成的骨料、水泥浆块和碎石粘合形成的骨料、单独的水泥浆块骨料和单独的碎石骨料等五种情况。天然骨料与再生骨料的级配见表1，再生骨料的级配与天然骨料略有不同，再生骨料中大直径颗粒相对较多。测试的骨料基本性能如表2所示，与大多数再生骨料特点相同，其堆积密度和表观密度小于天然骨料，吸水率、压碎值指标都大于天然骨料，再生骨料的针片状含量低于天然骨料。

2.2实验分组

　　按骨料的不同级配，实验分为11组，水灰比均为0.55，单位体积细骨料相同，都为800kg。各组的骨料级配设计如表3所示，各组混凝土的骨料级配和配合比见表4。按表4不同骨料粒径范围做出各组骨料的级配比例如图4所示。