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【摘 要】通过再生骨料混凝土配合比试验，研究再生细骨料材料性质对再生骨料混凝土配合比设计的影响，分别采用不同品质的Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类再生细骨料按照不同的取代率制备再生细骨料混凝土。结果表明，相比于天然河砂混凝土，再生细骨料混凝土拌合物的用水量明显较大，混凝土的抗压强度也较低，随着再生细骨料品质的提升和取代率的降低，再生细骨料混凝土的工作性能和力学性能明显得到改善，当水泥用量为500kg/m3且Ⅰ类再生细骨料取代率为25%时，其混凝土的用水量仅增加1.2kg/m3，抗压强度仅降低5.4%。在制备低强度等级的混凝土时再生细骨料的取代率宜取到50%；制备高强度等级的混凝土则应选取Ⅰ类品质的再生细骨料，且其取代率不宜大于25%。
【关键词】再生细骨料；配合比；抗压强度
与天然细骨料相比，再生细骨料不仅粒形不好、颗粒多棱角，而且骨料表面还含有一定数量的水泥石，骨料内部存在着大量的微细裂纹，用手抓、捧时会有明显的刺痛感。本试验参照GB/T25176—2010《混凝土和砂浆用再生细骨料》中的规定制备出不同品质（按性能要求可分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类）的再生细骨料，按不同的取代率部分或全部取代天然细骨料制备再生细骨料混凝土。试验按照GB/T50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB/T50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》中的试验方法，测定再生细骨料混凝土拌合物的用水量以及在标准养护后不同龄期的抗压强度，研究再生细骨料的品质和取代率对混凝土工作性能和力学性能的影响。
一、试验原材料
水泥:P?O42．5级水泥，其物理力学性能指标见表1。
表1 水泥的物理力学性能指标
天然碎石:5～25mm连续级配的花岗岩碎石，符合JGJ52—2006要求。天然河砂:符合JGJ52—2006要求，级配良好。再生细骨料:包括三种不同品质的再生细骨料，其类别分别为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。外加剂:聚羧酸高效减水剂。水为自来水。
二、试验方案
本试验中采用再生细骨料部分或全部取代天然河砂制备再生细骨料混凝土，混凝土的砂率统一采用35%，聚羧酸高效减水剂用量为水泥用量的1.2%，通过调整用水量控制混凝土的坍落度在160～200mm范围内。本试验同时考虑了以下三个因素对再生细骨料混凝土性能的影响:
（1）水泥用量:分别取300、400、500kg/m3；
（2）再生细骨料的品质:包括Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类三种不同品质的再生细骨料；
（3）再生细骨料的取代率:依次取0、25%、50%、75%、100%。
三、试验结果与分析
（一）再生细骨料对混凝土工作性能的影响
（1）当再生细骨料混凝土的水泥用量一定时，随着再生细骨料品质的降低和取代率的增加，再生细骨料混凝土拌合物的用水量也随之增加，总体呈现出不同程度的上升趋势，其中在Ⅲ类品质且取代率为100%时混凝土用水量达到最大。当水泥用量依次为300、400、500kg/m3时，其各自再生细骨料混凝土拌合物的最大用水量分别达到167.8、162.3、158.7kg/m3，相比较天然河砂混凝土拌合物的用水量分别增加11.5%、9.8%、9.1%，这是因为大量的水泥浆体裹住再生细骨料，使得再生细骨料粗糙的表面和内部的微细裂纹得以覆盖，大量浆体的存在提高了混凝土的流动性，从而降低了混凝土拌合物的用水量。
（2）当再生细骨料的品质一定时，随着水泥用量的降低和取代率的增加，再生细骨料混凝土拌合物的用水量也随之增加，总体呈现出不同程度的上升趋势。当再生细骨料的品质依次为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类时，其各自再生细骨料混凝土拌合物的最大用水量分别达到156.2、160.3、167.8kg/m3，相比较天然河砂混凝土分别增加3.8%、6.5%、11.5%，这是因为品质较差的再生细骨料内部含有大量的微细裂纹、粉体含量高、吸水率大，而品质较好的再生细骨料粒形较好、级配较为合理、内部微细裂纹和粉体含量都得以减少，从而使得品质较好的再生细骨料在制备混凝土时用水量较少、工作性较好。
（3）当再生细骨料的取代率一定时，随着水泥用量和再生细骨料品质的降低，再生细骨料混凝土达到160～220mm的坍落度时所需要的用水量也随之增加，总体呈现出不同程度的上升趋势，其中在水泥用量300kg/m3且再生细骨料品质为Ⅲ类时混凝土用水量达到最大。当再生细骨料的取代率依次为25%、50%、75%、100%时，其各自再生细骨料混凝土拌合物的最大用水量分别达到158.2、160.3、164.5、167.8kg/m3，相比较天然河砂混凝土拌合物的用水量分别增加5.1%、6.5%、9.3%、11.5%，即随着再生细骨料取代率的增加，再生细骨料混凝土拌合物的用水量增加，这是因为再生细骨料的品质相比天然细骨料要差，即使再生细骨料的品质达到Ⅰ类，其各项性能指标也要低于天然细骨料，所以再生细骨料混凝土拌合物的用水量要增加。
（二）再生细骨料对混凝土力学性能的影响
随着混凝土水泥用量的增加、再生细骨料品质的提升和取代率的降低，再生细骨料混凝土的28d抗压强度均有显著的提高，并且早期强度增长较快，这说明细骨料的性能对混凝土的抗压强度有着较大的影响作用。
（1）当水泥用量为300kg/m3时，随再生细骨料取代率的增加，三种不同品质的再生细骨料混凝土抗压强度均逐渐降低，但强度降低的总体幅度较小。当取代率为100%时，Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类再生细骨料混凝土的抗压强度分别为37.8、34.5、30.6MPa，三者之间强度的最大差值为7.2MPa，这说明再生细骨料的品质和取代率对低强度等级的混凝土影响效果较小。
（2）当水泥用量为400kg/m3时，Ⅰ类再生细骨料混凝土的抗压强度明显要高于Ⅱ类和Ⅲ类再生细骨料混凝土，其中在取代率为50%时，混凝土的强度最大差值达到9.3MPa，Ⅰ类再生细骨料混凝土的抗压强度要比Ⅲ类再生细骨料高22.2%，表明高品质的再生细骨料各方面性能均接近于天然河砂，由其制备的混凝土性能也与天然河砂混凝土相当。
（3）当水泥用量为500kg/m3时，三种不同品质的再生细骨料混凝土抗压强度波动幅度较大，且随着取代率的增加，抗压强度降低非常显著。当取代率为100%时，Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类再生细骨料混凝土的抗压强度分别为48.5、44.6、40.5MPa，相比较天然河砂混凝土分别降低了20.1%、26.5%、33.3%，这说明再生细骨料的品质和取代率对中高强度等级的混凝土影响作用较大，究其原因是因为再生细骨料的性能要劣于天然河砂，骨料内部存在着因损伤积累而形成的微细裂纹，从而降低了混凝土的抗压强度。
参考文献：
[3]陈志源，李启令.土木工程材料[M].第3版．武汉: 武汉理工大学出版社，2011
[4]肖建庄，范玉辉，林壮斌.再生细骨料混凝土抗压强度试验[J].建筑科学与工程学报，2011，12
[5]李旭阳.硅灰对混凝土抗压强度和韧性的影响[J].城市建筑理论研究，2013，6
论文作者:劳有盛,薛鹏飞
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第6期
论文发表时间:2016/9/21
标签：骨料论文; 混凝土论文; 用水量论文; 抗压强度论文; 品质论文; 用量论文; 水泥论文; 《低碳地产》2016年第6期论文;