不同粗骨料來源再生混凝土的基本力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果分析

楊士明

【摘 要】文章設(shè)計(jì)了不同來源（其中一種粗骨料來源的其原生混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25，另一種粗骨料來源為拆遷后的強(qiáng)度為MU25燒結(jié)普通磚塊）再生粗骨料的吸水率指標(biāo)試驗(yàn)以及相應(yīng)再生混凝土試件的立方體抗壓強(qiáng)度測定試驗(yàn)，并與天然粗骨料普通混凝土試件進(jìn)行對照分析，得出結(jié)論：來源為C25原生混凝土的再生粗骨料制成的再生混凝土強(qiáng)度較來源為MU25燒結(jié)普通磚的再生粗骨料制成的再生混凝土強(qiáng)度更低。

【關(guān)鍵詞】不同來源;再生混凝土;立方體抗壓強(qiáng)度測試

中圖分類號： TU502+.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）31-0176-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.31.085

0 引言

建筑物因耗能高、耗材高等特點(diǎn)一直制約著建筑行業(yè)的發(fā)展。一直以來，建筑物在建造時(shí)就要耗費(fèi)大量的水泥、砂、石等材料，達(dá)到使用壽命建筑物破拆下來的建筑垃圾作填埋處理。如此浪費(fèi)資源，不滿足可持續(xù)發(fā)展的要求及對生態(tài)環(huán)境的需求。而許多自然資源不豐富的國家早已對建筑垃圾進(jìn)行了研究并二次利用，為響應(yīng)國家的政策要求，特此對常見的碎磚塊和隨混凝土塊進(jìn)行了二次利用可行性分析，通過進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)來檢驗(yàn)其強(qiáng)度，看能否滿足建筑要求。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

文章旨在研究不同粗骨料來源再生混凝土強(qiáng)度的影響因素中骨料的影響情況并進(jìn)行分析。經(jīng)過之前的學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，對于再生混凝土強(qiáng)度的影響因素中再生粗骨料強(qiáng)度的影響居于舉足輕重的位置。研究還發(fā)現(xiàn)，對于粗骨料中再生粗骨料的含量多少對混凝土強(qiáng)度的影響較大。為了排除天然粗骨料對其對比性的干擾，特此設(shè)計(jì)兩種不同強(qiáng)度的100%再生粗骨料混凝土試驗(yàn)組進(jìn)行對比分析，并設(shè)計(jì)100%天然粗骨料混凝土對照組作對比。

1.1 骨料的吸水率測試試驗(yàn)及其影響因素分析

根據(jù)《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》（JCJ53-92）中的測定方法，兩種來源的再生粗骨料所在的原生材料強(qiáng)度等級均為C25。取用的兩種骨料級配相同、質(zhì)量相同。混凝土試驗(yàn)組編號規(guī)則為：第一種來源的再生粗骨料（原生材料為C25混凝土）制成的混凝土試驗(yàn)組編號為R1，第二種來源的再生粗骨料（原生材料為MU25燒結(jié)普通磚）制成的混凝土試驗(yàn)組編號為R2，天然粗骨料混凝土試驗(yàn)組編號為N1。為探究再生粗骨料對于其混凝土強(qiáng)度的影響原因，在進(jìn)行混凝土力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)前，特進(jìn)行骨料吸水率的測試試驗(yàn)，并對結(jié)果進(jìn)行簡要分析。

本試驗(yàn)旨在探究不同來源的骨料與吸水率之間的關(guān)系，由于再生骨料的吸水率大小多由其表面硬化砂漿的含量決定的，所以測定骨料的吸水率可以反映出再生混凝土中硬化砂漿的含量，也可以間接反映出該粗骨料的強(qiáng)度及其原生混凝土的強(qiáng)弱。吸水率測定試驗(yàn)結(jié)果如圖1。

圖1 各試驗(yàn)組粗骨料吸水率與時(shí)間的關(guān)系折線圖

觀察圖1中的關(guān)系折線圖，比較各試驗(yàn)組粗骨料吸水率情況不難發(fā)現(xiàn)，粗骨料吸水率在第1h內(nèi)吸水最快，為24h吸水率的70%以上，后逐漸變慢，在24h時(shí)基本均達(dá)到飽和狀態(tài)。比較三條折線可以發(fā)現(xiàn)，天然粗骨料吸水率最慢，其次為原生材料為混凝土的再生粗骨料。結(jié)合之前學(xué)者們研究得到的結(jié)論可以斷定，原生材料為混凝土的粗骨料塊體表面粘附有硬化水泥砂漿，水泥砂漿質(zhì)地疏松，吸水率較大，吸水速率也較快，但該種再生粗骨料僅有部分為硬化砂漿;而原生材料為碎磚塊的再生粗骨料組織結(jié)構(gòu)整體孔隙率大，吸水速率較快，吸水率也較大。由此可以得出結(jié)論：再生碎磚塊骨料的吸水率比再生混凝土骨料大，吸水速率也較快。

1.2 再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)分析

粗骨料粒徑范圍均為4.75～31.5mm，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25，試件尺寸為150mm×150mm×150mm的標(biāo)準(zhǔn)試件?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)參數(shù)如表1。

混凝土立方體抗壓強(qiáng)度是反映混凝土的實(shí)際抗壓能力基本強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。按照混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB50152-92）的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖2，可以看出，N1組混凝土7d強(qiáng)度為其28天強(qiáng)度的74.9%，而R1與R2組則為88.3%、88.0%，由此可見再生混凝土的強(qiáng)度發(fā)展速度較天然混凝土有多加快。

圖2 各試驗(yàn)組混凝土試件立方體抗壓強(qiáng)度

測定值趨勢線

同時(shí)，各試驗(yàn)組混凝土28天強(qiáng)度由高到低依次為N1組、R2組、R1組，結(jié)合吸水率試驗(yàn)結(jié)論可以看出，再生粗骨料原生材料強(qiáng)度相同的情況下，再生碎磚塊骨料混凝土的強(qiáng)度比再生混凝土骨料混凝土的強(qiáng)度高，這主要是由骨料自身的性質(zhì)決定的。再生混凝土骨料表面粘附有部分硬化砂漿，硬化砂漿的強(qiáng)度較低，使得骨料顆粒表面強(qiáng)度大小不一致，容易產(chǎn)生薄弱截面;同時(shí)該部分材料吸水率較高，也加劇了薄弱界面的發(fā)展。而再生碎磚塊骨料雖然孔隙率較大，通過吸水率結(jié)果可以推測出再生碎磚塊骨料比再生混凝土骨料的孔隙率更大，但其質(zhì)地均勻，組織結(jié)構(gòu)比較完整，骨料強(qiáng)度處處一樣，骨料顆粒自身不會(huì)產(chǎn)生薄弱截面，澆筑而成的混凝土整體性較好，因此獲得更高的強(qiáng)度。

2 結(jié)論

1）再生粗骨料原生材料強(qiáng)度一致的情況下，其破碎時(shí)得到的再生粗骨料吸水速率碎磚塊骨料顆粒比混凝土顆粒更大，吸水速率也較大，這主要是由于骨料自身的性質(zhì)決定的，碎磚塊骨料顆?？紫堵瘦^大，而再生混凝土骨料表面因?yàn)檎掣降牟糠钟不嗌皾{提高了其骨料的吸水率和吸水速率，但仍然小于相同強(qiáng)度相同級配的碎磚塊骨料。

2）再生骨料混凝土的強(qiáng)度發(fā)展速度比天然骨料混凝土強(qiáng)度發(fā)展速度快，且兩種再生混凝土相比，再生碎磚塊骨料混凝土比再生混凝土骨料混凝土強(qiáng)度更高，分析其原因，主要是由于再生混凝土骨料混凝土因其骨料自身是由天然碎石和硬化水泥砂漿組成的，硬化水泥砂漿強(qiáng)度低、吸水率高，與天然碎石強(qiáng)度差距大，形成了薄弱截面，用該骨料制成的再生混凝土整體性較差，容易產(chǎn)生微裂紋并擴(kuò)大，導(dǎo)致破壞。

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