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第l 4 卷第3 期 2 0 1 5 年 9月 石家庄铁路职业技术学院学报 J 0URNAL OF S HUL HUANG I NS TnU T E OF R AI L WAY T ECHNOLOGY Vo L 14 N O3 Se p 201 5 不同粒级再生骨料取代的混凝土 基本性能试验研究 高 鹤 王书鹏 武国平 ( 石家庄铁路职业技术学院 河北石家庄0 5 0 0 4 1 ) 摘要：采用同一来源混凝土制备不同粒级的再生骨料，研究其对混凝土工作性、力学性能、抗裂 性和干燥收缩的影响。再生骨料降低混凝流动性，改善粘聚性和保水性，粒级越细影响越大。再生骨 料使抗压强度和劈裂抗拉强度有不同程度降低，粒级增大强度下降越少，但对抗折强度的影响不大。 再生骨料可以抑制早期塑性开裂，取代粒级越小、取代范围越大，效果越显著。长龄期的干燥收缩随 取代粒级减小和取代范围增大而增大。 关键词：再生骨料 再生混凝土 混凝土基本性能 不同粒级 中国分类号： T U 7 5 6 文献标识码 ： A 文章编号： 1 6 7 3 1 8 1 6 ( 2 0 1 5 ) 0 3 0 0 1 9 0 6 1 前言 随着我国基础设施建设速度不断加快 ，大量的旧建筑被拆 除。据统计仅 2 0 1 4年我国建筑垃圾产生 量超过 l 5亿吨【 1 】 ，随城镇化步伐加快和大规模 的城市建设，这个数字还将继续增大。若将这些建筑垃 圾转化为生态建筑材料，将产生 巨大的经济价值 。目前，将建筑垃圾经分选、破碎、筛分加工后 ，作 为再生骨料替代天然的砂、石用到混凝土中，是其应用 的主要途径 。 再生骨料孔隙率较大，在破碎过程 中会产生微裂纹，使得它的多项指标达不到天然骨料 的要求 。 国内外一些学者对再生骨料配制的混凝土进行了大量研 究，得 出了许多不同的结论【 8 。但对于不同粒 级再生骨料对混凝土性能的影响研究 尚且不多，本文通过相关试验进行了分析 。 2 试验原材料 ( 1 )水泥：河北冀东盾石牌 P 0 4 2 5级水泥，3 d 、2 8 d抗压强度分别为 2 8 3 MP a 和 4 8 4 MP a 。 ( 2 )粉煤灰：邯郸市某 电厂生产 的 I 级粉煤灰，需水量比 9 4 D 0 ，4 5 1 t m筛余 5 2。 ( 3 )细骨料 ( NS ) ：河砂，细度模数 2 7 1 ，含泥量 1 4 ，级配 良好 ，基本性能见表 1 。 ( 4 )再生细骨料 ( R S ) ：石家庄市某小区拆迁的建筑混凝土 ( 龄期 1 5年，原始强度等级 C 3 0 ) ， 经破碎、分级、清洗后，按一定比例混合而成，基本性能见表 1 。 ( 5 ) 粗骨料 ( NG) ： 5 3 1 5 r n lT l 连续级配碎石， 基本性能指标见表 2 。 分级得到 5 1 6 i r l n l ( NG1 ) 和 l 6 3 1 5 l l l n l( NG2 )两种粒级粗骨料。 收稿 日期：2 0 1 5 0 4 1 8 作者简介：高鹤 ( 1 9 8 2 - ) ，男，汉，河北石家庄人，讲师，硕士，研究方向建筑材料。 1 9 石家庄铁路职业技术学院学报 2 0 1 5 年第 3期 表 1 NS和 RS的基本性 能 ( 6 )再生粗骨料 ( R G) ：采用与 R S相同来源的混凝土，经破碎、分级 、清洗后制得 5 3 1 5 m l T l 连续级配再生粗骨料，基本性能见表 2 。分级得到 5 1 6 r n l T l( R G1 )和 1 6 , - - , 3 1 5 mr n( R G2 )两种粒 级再生粗骨料。 表 2 NG和 R G的基本性能 ( 7 )减水剂：采用奈系高效减水剂，减水率 2 2。 3 试验配合 比 混凝土的配合 比设计参照 J GJ 5 5 2 0 1 1 普通混凝土配合 比设计规程进行，基准混凝土 ( A1 )设 计等级 C 3 0 ，坍落度 1 5 0 i 2 0 I n r n 。A1中胶凝材料 3 4 5 k m3 ，粉煤灰等量取代 2 O ，水胶 比 0 5 6 ，砂 率 4 1 ，减水剂掺量为 0 8。在此基础上设计不同粒径再生骨料取代天然骨料的配合 比。A 2表示用 R S全部取代天然砂 ，A3表示用 5 1 6 n l i n的 R G1取代相应粒级的石子，A 4表示用 1 6 3 1 5 IT I IT I 的 R G2取代相应粒级的石子，A5 表示用 R G取代全部石子，A6表示用 RS和 R G取代全部骨料 。 表 3 试验配合 比 4 性能试验结果 4 1工作性 以表3 的配合比进行试配，通过调整减水剂的掺量 ，使各组混凝土的坍落度基本满足设计要求。测 试混凝土的坍落扩展度 、表观密度和压力泌水率，结果见表4 。 20 第 3期 高鹤，等不同粒级再生骨料取代的混凝土基本性能试验研究 表 4 混凝土的工作性 可知，再生骨料取代天然砂、石料配制混凝土，需要加大减水剂的掺量，才能基本满足坍落度的 要求 ；即使加大减水剂掺量 ，再生骨料混凝土 的扩展度依然较小，说 明其对流动性影响较大。用较细 粒级 的再生骨料取代时，这种影响会加大 。从混凝土 的状态来看，再生骨料使粘聚性和保水性却得到 明显的改善，泌水减少，这可能是再生骨料吸水率较大的缘故。 4 2力学性能 不同粒级再生骨料取代后混凝土的的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的试验结果见表 5 。 表 5 不同粒级再生骨料取代 时混凝土的力学性能 本试验条件下，不同粒级再生骨对混凝土力学性能的影响包括： ( 1 )7 d抗压强度略有下降，最多下降 1 - 3 MP a ；2 8 d 强度影响较 7 d略大，最多下降 3 4 MP a 。这 可能是由于早期水泥水化程度较低，相比再生骨料自身的缺陷，胶凝材料及其界面强度的影响在混凝 土破坏时起 了主要作用 。从试验结果还可看 出，随再生骨料 的粒级增大 ，这种影响是减小的，这可能 是由于再生骨料粒级越大，总表面积减小，与胶凝材料 的接触面积减小的缘故 。这与国内外某些学者 的研究是相近的【。 】 。 ( 2 )再生骨料取代后劈裂抗拉强度下降，7 d 平均下降 6 0，2 8 d平均下降 1 1 7，而且与抗压 强度的结果有相似规律 。这可能是由于再生混凝土存在的孔隙和微裂纹等缺 陷，相 比于受压破坏来说， 这些缺 陷在受拉破坏时的影响更大。这也与国内外某些学者研究的结果是相近的 。 ( 3 )抗折 强度 7 d和 2 8 d分别平均下降 2 2和 1 5，这说明再生骨料取代对抗折强度的影 响不大。 4 3早期开裂性能 21 石家庄铁路职业技术学院学报 2 0 1 5年第 3期 早期开裂性能试验采用平板法，依据 GB T 5 0 0 8 2 2 0 0 9 普通混凝 土长期性能和耐久性能试验 方法标准 ， 试验使用 8 0 0 mmx 6 0 0 n l r n 1 0 0 m i n的钢制模具 ，结果见表 6 。 表 6 混凝土抗裂试验结果 由表 6和 图 l 的试验结果可知，再生骨料取代后 ，混凝土早期开裂的现象得到抑制。平均开裂面 积平均减少 3 2 8，说明裂缝宽度减小；单位面积裂缝数 目平均减少 4 4 5，单位面积上的总开裂面 积平均减少 6 2 2。这些可能是由于再生骨料取代后，混凝土 的保水性提高，早期水分不易散失，故 能有效的减少 由于失水引起的塑性收缩开裂。比较 A 2 A 6可知，再生骨料粒级越细、取代范围越大 ， 减少塑性开裂 的效果越好。 皇 g 恒 媒 皿 恒 ：噩 L 1 2 0 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 2 5 0 2 0 0 旧 1 5 0 要 10 0 5 0 恒 0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 图 1 再生骨料取代后混凝土 的开裂结果 2 2 第 3期 高鹤，等不同粒级再生骨料取代的混凝土基本性能试验研究 4 4干燥收缩 干燥收缩试验采用卧式混凝土收缩仪动态测量 ，分别测试各龄期干缩率 。试验结果见表 7和图 2 。 可知用再生骨料取代后 ，混凝土干燥 收缩大致呈现 出早期略有减小 ，但后期逐渐增大的规律 。这可能 是由于再生骨料取代后混凝土早期保水性较好 ，故能一定程度上减少 由于失水而造成的收缩。到了后 期，再生骨料由于自身微裂纹、空隙等缺陷的存在，抑制收缩的作用减弱。再生骨料取代后混凝土的 3 6 0 d干缩率比普通混凝土平均增大 1 5 2 ，且取代粒级和取代范围越大，干缩率也越大。 O l OO 图 2 再生骨料取代后混凝土的干缩结果 表 7 干燥 收缩 试验 结果 5 结论 ( 1 )再生骨料使混凝土的流动性下降，通过调整外加剂的掺量可 以满足施工的要求；再生骨料吸 水率大，可以改善混凝土的粘聚性和保水性 ，减少泌水。 ( 2 )再生骨料取代后，混凝土的抗压强度略有降低，龄期越长下降越多。再生骨料的粒级越大， 强度下降越少。劈裂抗拉强度下降明显，且呈现出和抗压强度相似的规律。再生骨料取代对抗折强度 2 3 o 7 6 5 4 3 2 1 石家庄铁路职业技术学院学报 2 0 1 5 年第 3期 的影响不大。 ( 3 )再生骨料可 以抑制混凝土的早期 由于失水引起 的塑性开裂，取代粒级越小、取代范 围越大， 影响越显著。 ( 4 )再生骨料取代后混凝土的干燥收缩早期影响不大 ，长龄期干缩增大 ，且取代粒级越小、取代 范 围越大，增大的越多。 参考文献： 1 中国建筑垃圾资源化产业技术创新战略联盟 中国建筑垃圾资源产业化( 2 0 1 4年度) 发展报告 北京 2 0 1 5 1 2 】 张波志， 王社 良等 再生混凝土基本力学性 能试验研究 J 混凝土 2 0 1 1 7 ： 4 6 3 】 崔正龙， 路沙沙， 汪振双 不同强度砂浆界面过渡区对再生骨料混凝土性能的影响 J 硅酸盐通报 2 0 1 1 3 0 ( 3 ) ： 5 4 5 5 4 9 4 】 郝彤， 赵文兰 不同再生细骨料取代率混凝土的抗压及干燥收缩试验研究 J 新型建筑材料 2 0 1 2 2 ： 2 9 3 l 5 】 朋改非， 黄艳竹， 张九峰 骨料缺陷对再生混凝土力学性能的影响 J 建筑材料学报 2 0 1 2 1 5 ( 1 ) ： 8 0 8 4 【 6 施养杭等 再生粗骨料混凝土立方体抗压强度试验研究 J 建筑科学 2 0 1 1 2 7 ( 7 ) ： 2 5 2 7 7 谭红霞， 范志普等 再生混凝土基本性能试验研究 J 湘潭大学自然科学学报 2 0 1 1 3 3 ( 3 ) ： 6 5 6 9 8 】 车乘乘， 孙家英等 再生细骨料混凝土塑性收缩开裂性能试验研究 混凝土 2 0 1 2 3 ： 8 1 8 3 Ex pe r i m e nt a l Re s e a r c h o n Ba s i c Pr o pe r t i e s o f Co nc r e t e wi t h Re pl a c e m e n t o f Di f f e r e n t S i z e Fr a c t i o n s o f Re c y c l e d Ag g r e g a t e GAO He WANG S h u - p e n g、 U Gu o - p i n g ( S h 0 i a z hna n g i n s t i t u t e o f r a i l w a y T e c h n o l o g y S h 0 i a z h u a n g He b e i 0 5 0 0 4 1 C h i n a ) Ab s t r a c t ： Di ffe r e n t s i z e fra c t i o n s o f r e c y c l e d a g g r e g a t e t h a t a r e d e r i v e d fro m t he s a me c o n c r e t e we r e p r e p a r e d The e f f e c t s o f t h e r e c yc l e d a g gr e g a t e t o t h e wo r k a b i l i t y，me c h a n i c a l p r o p e r t y，c r a c k r e s i s t a n c e a nd d r y i n g s h r i n k a g e o f t h e c o n c r e t e we r e s t u d i e d T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e r e c y c l e d a g gre g a t e c o u l d r e d u c e t h e mo b i l i t y ，wh i l e t h e c o h e s i v e n e s s a n d wa t e r r e t a i n i n g we r e i mp r o v e d ，t h e e f f e c t s i n c r e a s e d wi t h t h e d e c r e a s e o f t h e s i z e fra c t i o n s Th e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d s p l i t t e n s i l e s t r e n gth h a d d i f f e r e n t d e gre e s o f d e c l i n e wi t h t h e r e p l a c e me n t o f r e c y c l e d a g g r e g a t e ，t h e e f f e c t s d e c r e a s e d wi t h t h e i n c r e a s e o f t h e s i z e fra c t i o n s Th a t h a s l i R l e e ffe c t s t o t h e fl e x u r a l s tre n g t h T h e r e c y c l e d a g gre g a t e c a n r e s t r a i n t h e c r a c k i n g ， t h e e f f e c t s i n c r e a s e d wi t h t h e d e c r e a s e o f t h e s i z e fra c t i o n s a n d t h e e x p a n d i n g o f t h e r e p l a c e me n t r a n g e T h e l o n g a g e d r y i n g s hri n k a g e i n c r e a s e d wi t h t h e d e c r e a s e o f t h e s i z e fra c t i o n s a n d t h e e x p a n d i n g o f t h e r e p l a c e me n t r a n g e Ke y wor ds ： r e c yc l e d ag gre g a t e r e c yc l e d c o n c r e t e b a s i c p r o p e rti e s of c o n c r e t e d i ffe r e n t s i z e f r a c t j o n s 2 4