混合型粗骨料再生混凝土工作性的研究

混合型粗骨料再生混凝土工作性的研究

“混合型”再生粗骨料与目前已被应用于工程中的“纯废弃混凝土”再生粗骨料相比，性质上有很大差异。研究表明，“混合型”再生粗骨料具有很多不同于后者的地方（比如含有薄弱成分多，吸水性大等特点）。本次研究表明，混合型粗骨料对再生混凝土的工作性影响具有“界限取代率”的重要现象。

关键字：混合型、再生粗骨料、 工作性、界限取代率

随着城市化进程的不断加快，城市中建筑垃圾的产生和排出数量也在快速增长。其中建筑垃圾就占有相当大的比例，约占城市垃圾总量的30%～40%，因此如何处理和利用越来越多的建筑垃圾，已经成为各级政府部门和高校科研单位所面临的一个重要课题。 研究这些废弃建筑材料的回收循环利用，将有助于促进我国资源的循环再生，构建和谐的资源节约型社会。

国内外对于废弃的建筑混凝土的循环再生利用已有非常深入研究，实际生活中也早有将旧混凝土经破碎后加工得到的粗骨料（再生混凝土粗骨料）的工程运用实例。但对于由砖，砂浆，混凝土和各种杂质（塑料，木屑，瓦砾等）等多种成分混合而成的“混合型”建筑垃圾，目前的循环利用研究远远没有深入进行。在中国，目前所采用的处理方法大多是进行深坑填埋以及强破碎后压制成砖和砌块，回收利用。其中第一种处理方法在大小城市中更为普遍。第二种处理方法虽更具科学性和环保性，但由于政策，技术等原因，并未得到普遍推广。如何将这种建筑垃圾处理后得到的“混合型”粗骨料运用于混凝土工程中，实为一个困扰许多城市的大问题。“混合型”再生粗骨料在实质上，即为GB/T25177规范中定义的混凝土用再生粗骨料----指由建（构）筑废物中的混凝土，砂浆，石，砖瓦等加工而成的，用于配制混凝土的，粒径大于4.75毫米的颗粒。

在本次实验中通过对采集的再生粗骨料样品进行加工破碎后，测定了相关物理性质指标。之后采用假设表观密度法共设计了两种标号（C25和C40）混凝土，其中在保证拌合物中粗骨料质量不变情况下，采用一定质量“混合型”再生粗骨料来取代原生粗骨料的方法，并设定粗骨料的质量取代率分别为0%，20%，40%，70%和100%，共设A组（C25混凝土）和B组（C40混凝土）两大组实验组。其中A1和B1组粗骨料为全部天然粗骨料，A5和B5组粗骨料全为混合型再生粗骨料。在拌和混凝土时分别测定了各组不同再生粗骨料取代率对应的混凝土拌合物的坍落度，记录各组试件的泌水性，给出了不同再生粗骨料取代率对应的不同混凝土拌合物流动性评价。控制各组试件混凝土拌合物加水量（排除再生粗骨料吸水的影响）不相差5%。实测拌合物工作性数据如下：

根据以上所得数据，可作出再生混凝土拌合物實测坍落度与再生粗骨料取代率间关系曲线，如下所示：

由图表可分析：1.随着再生粗骨料取代率增加，混凝土拌合物坍落度呈整体下降趋势，但不同段坍落度下降值不同，取代率从0%变至20%时，坍落度降低特别明显.到达40毫米（A组）和80毫米（B组）；取代率从20%增加至40%，坍落度下降幅度为26毫米和15毫米，取代率超过40%以后A组坍落度基本无变化，B组坍落度也变化不大。这说明可能存在一个界限取代率值，当再生骨料取代率超过此界限时，混凝土拌合物坍落度无明显变化了。在本次研究中，由上图表可初步判断：A组（C25）混凝土对应的界限值大概为40%左右，B组（C40）的界限值可能在70%左右。2. 随着再生骨料取代率的提高，拌合物骨料离析现象逐渐明显，但取代率到达100%时离析现象最为严重；混凝土拌合物流动性先是随取代率提高而降低。这些结论都说明：混合型再生粗骨料与原生天然粗骨料相比，在应用上需特别注意其骨料离析现象，同时采取措施改善坍落度。在实验中，保水性都比较好，原因可能与再生粗骨料大吸水性有关，可减少表层水分的溢出。

需要指出的是，再生粗骨料的破碎加工方法对其再生混凝土的性能有较大影响，采用非机械破碎方法时，骨料针片状含量较多，因而对拌合物流动性有一定影响。在实际工程中往往大都采用机械对粗骨料进行破碎加工，如果采用的是机械破碎的粗骨料，其颗粒磨圆度较高，棱角可大大减少，可改善拌合物的流动性。

在浇筑再生混凝土试件时，也发现各组试件在表面外观上的差异：原生骨料混凝土试件表面大多平整，而掺有再生骨料的混凝土试件表面粗糙不平，原因是各组分中砖块和砂浆块密度较小，质量较轻，在震动机上震动时，密度大的石子，水泥石会往“下沉”，而轻质的砖块和砂浆则被挤出“上浮”，集聚在表面，使得试件表明不平整。如在工程实际应用中，必须考虑这种骨料间的“相互运动效应”，采用合适的振捣方法，方能达到符合要求的混凝土质量。

随着我国城市化进程的加快，建筑垃圾的处理是摆在所有城市发展面前的难题。而对于混合型的再生骨料加工，处理，改善措施等都需要进一步深入的研究，目前对此的研究成果是远远不能满足实际应用需要的。深入的研究混合型再生粗骨料的性能有利于指导建筑垃圾的循环回收利用，符合城市可持续发展战略，符合中国目前国情，符合我国环境保护的长远利益要求。

主要参考文献资料：

1.GB/T 25177-2010 《混凝土用再生粗骨料规程》

2.李秋义等著 《再生混凝土性能与应用技术》中国建材工业出版

3.GB/T14685-2011 《建设用卵石，碎石》

4.《山西建筑学报》第36卷第8期 张秋月等《浅谈目前建筑垃圾处理中存在的问题及对策》

5.湖南大学，东南大学等四校合编 《土木工程材料》 中国建筑工业出版社