再生骨料对再生混凝土的强度影响研究

摘 要:通过再生混凝土的抗压强度试验,研究了废弃混凝土的强度等级、使用年限对再生骨料的的影响。结果表明,废弃混凝土的强度等级高、使用年限长,使其内部的骨料经受更加复杂的应力影响,致使骨料内部的微观裂隙产生或扩展,严重破坏了骨料的力学性能,因而导致再生骨料性能的下降,并通过再生混凝土抗压强度降低而实际反映出来。

关键词:再生骨料 强度等级 使用年限 抗压强度

中图分类号:U2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0095-01

再生混凝土就是将废弃的混凝土经过加工、破碎、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(主要是粗骨料)配制而成的混凝土。再生混凝土技术对于保护环境、节约资源、发展生态建筑具有重要意义。国内在相关研究领域取得了很多成果,大多比较关注与普通混凝土相同配合比条件下再生混凝土的基本性能,主要包括再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量等。由于再生骨料在基本力学性能方面比天然骨料有所降低,从而导致再生混凝土的基本性能比普通混凝土也有不同程度的降低。另外,由于再生骨料在原有废弃混凝土中所处环境不同,对其基本力学性能也有不同程度的影响,也会使再生混凝土出现一定的差别。本文通过对再生混凝土的试验研究,探讨原始混凝土的强度等级和使用年限对再生骨料基本力学性能的影响。

1试验材料

水泥:32.5R钻石牌普通硅酸盐水泥;

砂:河沙,细度模数为2.6;

天然骨料:碎石,5mm～31.5mm连续级配;

再生骨料:由C20废弃混凝土工而成的再生骨料编号为B;由C40废弃混凝土工而成的再生骨料编号为C;由新近建筑废弃混凝土加工而成的再生骨料编号为D;由老旧建筑废弃混凝土加工而成的再生骨料编号为E。

水:自来水。

粗骨料的基本性能如表1所示。

由表1可见,与天然骨料相比,再生骨料的密度低、吸水率高、压碎指标大,主要是由于再生骨料表面附着大量水泥砂浆所致,而再生骨料之间差别不大。

2混凝土配合比

按照相同水灰比配制C20强度等级的混凝土。混凝土配合比详见表2。

由表2可见,再生混凝土的坍落度总体小于普通混凝土,主要是由于再生骨料表面的硬化混凝土在混凝土的拌制过程中耗散了大量水分,导致再生混凝土的和易性降低,而再生混凝土之间无差别。

3混凝土抗压强度对比

按照《普通混凝土力学性能试验方法》(GB/T50081-2002)进行28d立方体抗压强度、28d棱柱体抗压强度测定试验,试件尺寸分别为150mm×150mm×150mm立方体和150mm×150mm×450mm棱柱体。混凝土抗压强度详见表3。

由表3可见,再生混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度均高于普通混凝土,这主要是由于低强度混凝土对于水灰比比较敏感,再生骨料吸水率比较高,致使再生混凝土的强度相对于普通混凝土有一定的提高。

对于B组与C组再生混凝土,C组的立方体抗压强度和棱柱体抗压强度均低于B组再生混凝土。这主要是由于高强度等级的混凝土必然要承受更大的荷载,而粗骨料又是混凝土强度的主要构成,较大荷载致使混凝土内部的粗骨料所受的应力影响更大,从而粗骨料自身的纹理裂隙产生或者扩展,使得再生骨料的力学性能降低。

对于D组和E组再生混凝土,E组再生混凝土的立方体抗压强度和棱柱体抗压强度均低于D组再生混凝土。这主要是由于混凝土的使用年限较长,则混凝土的耐久性受到各种因素的严重影响,同时也使得粗骨料受到不同程度的破坏,不同荷载的长期作用、有害物质的侵蚀等因素导致粗骨料的自身性能降低,骨料的内部微观破坏也较严重,那么由此制备的再生骨料的力学性能也必然受到较大影响。

4结语

(1)再生骨料的性能普遍低于天然骨料,但再生混凝土的强度并不总是低于普通混凝土,而是取决于强度等级,随着强度等级的提高,再生混凝土的强度呈现逐步下降的趋势。

(2)再生骨料的来源对再生混凝土的强度有一定的影响。通过试验可知,由于废弃混凝土强度等级高、使用年限长等原因,使得骨料经受的应力影响更大,造成骨料的内部结构发生严重的微观破坏,导致再生骨料的性能相对较低,从而使再生混凝土的强度略有降低。