再生骨料混凝土性能研究

王劲淞 孙正杰 耿宇鹏 齐晓丽

中建二局第三建筑工程有限公司华东分公司 江苏南京 210019

摘 要：本文结合生产经验及相关研究成果，利用不完全符合再生骨料相关推荐性标准分类要求的再生骨料，经过合适的配合比设计，配制出了符合要求的C40等级的再生骨料混凝土，尽管根据目前的相关标准只可用于非结构混凝土,但从另一方面讲，如果进一步的研究再生骨料配置的混凝土，他将对节约资源、保护环境具有重要意义。

关键词：建筑垃圾；再生骨料；再生骨料混凝土

1 前言

从目前的处理方式来看，中国大部分的建筑垃圾没有被利用，都是采用一些简单粗暴的方式方法进行露天堆放或填埋处理。长期堆放或填埋，除占用大量土地外，还会造成环境污染。再生骨料混凝土的出现有望解决这个问题。所谓再生骨料就是利用建筑废弃物进行加工处理，让大部分建筑垃圾变成可以再次利用的混凝土骨料。这种处理方式的优点不言而喻，但是目前我们的再生骨料的利用率还处于一个比较底的水平，本文的研究希望能够为建筑垃圾的再次利用增砖添瓦。

2 再生骨料的基本性能

越来越多专业研究表明，建筑废弃物中的固体垃圾如果采取合适的工艺，将它们分拣出来，然后再重新破碎、颗粒分级、复配，就可以制备出能够替代混凝土中部分或者全部骨料。

2.1粗骨料基本性能试验

本文的建筑废料的主要在本文中用于废混凝土块和砖废物，用其制备的建筑垃圾再生粗骨料颗粒粒径分别为10～20mm、5～10mm，将它们分别称为1、2号骨料。将1、2号骨料进行质量比1:1混合，得到3号骨料，用做本文通过适配再生骨料进行混凝土用。据“建设卵石，砾石”的规定中，上述再生骨料的颗粒尺寸分布，表观密度，粘土含量，针片状含量，吸水率和压指数值性能测试分析。

再生粗骨料的主要经济成分进行分析结果,由试验结果可以看出，在这两种再生粗骨料，废砂浆块和混凝土块占比，是总质量的88％，通过比较，该再生骨料的粒径越小，废砂浆块占比越大，这是因为废混凝土块比废砂浆块强度高，破碎砂浆更容易，多级循环破碎，更容易得到颗粒较小的砂浆块。

试验项目	1号	2号	3号	天然
含泥量%	0.2	0.3	0.5	0.1
泥块含量%	0.1	0.1	0.1	0.0
针片状含量%	8	7	7	4
压碎指标值%	14.0	15.8	13.2	5.5
表观密度（kg/m3）	2340	2120	2250	2500
堆积密度（kg/m3）	1250	1100	1190	1450
紧密堆积密度（kg/m3）	1440	1290	1370	1580
24h吸水率%	4.0	7.6	6.2	0.6

由表2-2可知，再生粗骨料含泥量，泥块含量均大于天然活性骨料，除了与生产工艺有关，还与建筑垃圾的成分、运输过程、收集方式有关。当建筑垃圾都是都低标号混凝土、建筑砂浆组成时其含泥量（石粉含量）就会高。同时可以看出，再生1、2、3号样品的针片状含量、压碎指标值均大于天然骨料，针片状含量很大程度上取决于再生骨料的破碎方式。

本文所提到的再生粗骨料的破碎指数明显大于天然骨料。前人研究显示，再生骨料表面的缝隙、裂纹、微孔洞远多于天然骨料，所以其与外界接触的表面积就更大，而天然骨料的表面就致密平整的多，这也是再生骨料吸水率高于天然骨料的原因。

2.2细骨料基本性能试验

本文所用的建筑垃圾再生细骨料（简称再生细骨料）颗粒粒径与《建筑用砂》要求一致，为0.08～5mm，标记为4号骨料，按照国家标准《建筑用砂》的相关要求，对本次研究的再生细骨料的颗粒级配、表观密度、含泥量、吸水率和氯离子含量等指标上进行试验，研究其性能，试验结果如下：

表2-3 再生细骨料的基本试验结果

试验项目	4号骨料	天然中砂
表观密度（kg/m3）	2100	2620
堆积密度（kg/m3）	1210	1550
紧密堆积密度（kg/m3）	1310	1660
含泥量%	3.5	2.0
泥块含量%	1.0	0.0
24h吸水率%	27.5	2.2
氯离子含量%	0.007	0.007

由表2-3可以看出，再生细骨料的三个不同密度分析指标：表观密度、堆积密度、紧密堆积密度均比天然中沙小。主要原因是再生细骨料主要由砂浆块和混凝土块组成，两者由于破碎和挤压产生许多微裂纹、空隙率更大。再生细骨料含泥量远大于天然中砂，若在C60及以上混凝土中使用，再生细骨料含泥量不满足规范要求。再生细骨料与天然中沙在吸水率上存在明显差异，原因为细骨料含有大量的砂浆和红砖渣。导致吸水率大。

3 C40再生粗细骨料混凝土的试验研究

3.1 试验材料

试验水泥选用北京立马牌水泥，P.O42.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰选用三河级粉煤灰，矿粉选用磨细矿渣粉，骨料天然细骨料选用本文2.2所用天然中砂，再生粗骨料选用3号骨料，减水剂选用聚羧酸高性能减水剂

3.2 配合比设计

配合比如下：

表3-1再生骨料混凝土配合比（单位：kg/m3）

编号	1	2	3	4
再生细骨料取代率%	0	20	0	20
再生粗骨料取代率%	0	0	20	20
水胶比	0.39	0.39	0.39	0.39
水泥	320	320	320	320
粉煤灰	65	65	65	65
矿粉	65	65	65	65
天然中砂	700	560	700	560
再生细骨料	0	140	0	140
石子	1095	1095	876	876
再生粗骨料	0	0	219	219
减水剂	9.5	9.5	9.5	9.5
水	175	175	175	175

3.3实验结果分析

按照相关规范标准，对按照表3-1的四组配合比适配的再生骨料混凝土拌合物的坍落度和扩展度、抗压强度进行指标进行测试，试验结果表明，再生骨料混凝土的坍落度和扩展度最低，普通混凝土的坍落度和扩展度明显优于再生骨料混凝土。对比四组混凝土拌合物发现，再生骨料取代率越高，混凝土和易性越差。

四种配合比分别留置一组100mm×100mm×100mm立方体标准试件，标准养护条件下。自然晾干，测试每组试件干表观密度，将每组3个试块密度的平均值可以作为一个最终测试的结果， 再生骨料混凝土干表观密度随着取代率的增加而降低。按照相关标准，对四种不同配合比标养试块进行抗压强度试验。除了4号配合比的试块，其他三组28d的抗压强度均可达到C40强度等级要求。

4 结论

本论文中研究的再生骨料，经过试验检测其基本性能，较之普通骨料，最显著的变化就是吸水率增加，其次是密度降低，第三再生骨料强度也有所降低。含泥量、泥块含量、颗粒级配很大程度上取决于再生骨料的生产工艺。而且，在生产过程中由于机械破碎和挤压使得破碎后的颗粒内部、表面存在潜在裂缝，在其用于拌合混凝土后，可能会影响再生骨料混凝土的耐久性。尽管本研究配置出了符合要求的再生骨料混凝土。然而研究的骨料样品并不完全符合再生骨料相关推荐性标准分类要求，只可用于非结构混凝土。但是从另一方面讲，如果进一步的研究再生骨料配置的混凝土，它将对节约资源、保护环境具有重要意义。

参考文献

[1]吴川.建筑环境影响指数研究[D].北京建筑大学，2014

[2]康峰.废弃混凝土再生利用的研究[D].天津大学，2008

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