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摘要；通过破碎旧的混凝土试块，得到再生粗骨料，通过物理实验分析再生粗骨料的物理特性，通过试验分析兩种水灰比下的0%，30%，50%，70%，100%，5种再生粗骨料不同取代率下，再生混凝土的力学性能影响，主要分析再生混凝土的抗压性能。
关键词：再生粗骨料，天然骨料，力学性能，物理特性
中图分类号：TV331文献标识码： A
前言
我国到目前为止，建筑垃圾已经占城市垃圾总量的35%左右。很大的一部分都是未经过处理的，采用露天堆放或填埋的方式进行处理，对环境造成了严重的污染。而废弃的混凝土作为建筑垃圾的主要污染物，给环境造成了较大的负面影响。同时，混凝土的生产需要大量的砂石骨料，近年来的不断开采，致使天然骨料趋于枯竭，开采的同时也会对环境造成污染，且费用巨大。再生骨料的重新利用可以减缓建筑垃圾对环境的影响，具有实际的意义。
再生骨料与天然骨料明显的区别在于其表面裹有旧的水泥砂浆，且颗粒棱角较多，破碎的时候造成骨料上有许多裂纹，这些综合起来对再生骨料耐久性、强度有一定的影响。天然骨料混凝土（Natural Aggregate Concrete，NAC）都强于再生骨料混凝土（Recycled Aggregate Concrete，RAC）[1]。再生骨料在一些物理特性上与天然骨料有很大的不同，比如吸水率，坍落度。我们通过对两种骨料的不同取代率试验来研究再生混凝土的力学性能，与当前再生混凝土上的一些研究进行比较研究。
实验
1.1原材料
水泥：陕西省某水泥场的秦岭牌42.5R的普通硅酸盐水；天然骨料：陕西省某地的天然石子，天然沙粒；再生骨料：来自于西安工业大学实验室的C30的废弃混凝土试块，经人工破碎、筛选得来，粒径4.75～31.5mm。筛分结果见下表1、2.
表1再生骨料的筛分
筛孔直径(mm)
4.75
9.5
16
19
26.5
31.5
分计筛余（%）
4.3
17.8
21
28.5
22.6
5.8
表2再生粗骨料与天然骨料的物理指标
吸水率（%） 压碎指标(%)
堆积密度
(kg/m3) 表观密度
(kg/m3) 颗粒级配
/mm
碎石 0.39 7.5 1450 2640 4.75～31.5
再生粗骨料 4.2 13.9 1312 2528 4.75～31.5
1.2再生粗骨料本身特性
再生骨料来自于旧的废弃的混凝土，于天然骨料相比，主要性能是相同的，这是再生骨料可配置混凝土的前提。由于再生骨料是经过破碎得来的，其形成的颗粒较粗，多角多棱。再生骨料和天然骨料的最大区别在于其表面裹着一层水泥砂浆，砂浆的多少程度取决于原混凝土的强度和破碎后的粒径大小。这些砂浆的存在改变了再生骨料的其它性能，比如吸水率高，质量轻，耐磨性差。 如表1经过加工处理、筛选过的再生骨料的颗粒级配是可以满足要求的。
1.3再生骨料的密度（见表2）
再生骨料来自于废弃的混凝土，其表面与天然骨料相比，包裹着很多的水泥砂浆，而水泥砂浆的孔隙率大、棱角比较多，这致使再生骨料的堆积密度和表观密度均低于天然骨料。通过试验比较再生骨料堆积密度和表观密度分别为天然骨料的90.5%和95.8%。再生骨料的堆积密度和表观密度与废弃混凝土本身的强度有关，母体混凝土的强度降低，会导致再生骨料的密度降低。
国家标准《建筑用卵石、碎石》（GB/T14658-2001）中规定，骨料的表观密度应大于2500kg/m3,堆积密度应大于1350kg/ m3。本文中的再生骨料的表观密度和堆积密度大致满足规定的标准。另外根据这个规定，压碎指标符合类骨料的压碎指标10%～20%，此类骨料可以用于混凝土强度C30～C60，以及抗渗、抗冻要求的混凝土。
1.4再生骨料的吸水性
再生骨料的吸水率远远高于天然骨料，主要因为再生骨料表面包骨折一层砂浆，这层砂浆使得再生骨料表面比天然砂浆表面粗糙，且砂浆本身也能吸水。另外破碎废弃混凝土的时候，再生骨料内部出现大量微裂缝，综合这些因素再生骨料的吸水率大大高于天然骨料。
表3不同粒径不同时间段的吸水率
通过试验看出，随着时间的延长，吸水率变大，粒径越小，吸水率越大。由于骨料减小时颗粒的总表面积增大，骨料的吸水率也必定增高。
1.4实验方法
立方体抗压强度试验采用西安工业大学力学液压试验机。按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002)对混凝土进行试验操作，记录破坏面积与破坏荷载。本文主要通过对两种水灰比（0.5、0.58）和5种再生骨料取代率（0、30%、50%、70%、100%）制作了60个试块150mm×150mm×150mm标准立方体试块用于抗压强度试验。
混凝土立方体抗压强度公式如下，fcu=P/A
公式中，fcu为抗压强度（MPa）
P为破坏荷载（KN）
A为试块承压面积（mm）
1.5试验配合比
本文的基本配合比是基于普通混凝土的配合比设计准则为依据，见下表4。由于再生骨料的吸水性比较强，试验中的用水量必须考虑附加水的用量。本试验按再生骨料预吸水的方法进行配合比计算，这样可以同时满足再生混凝土的工作性能和强度要求。
表4.再生混凝土的基本配合比设计
取代率
（%） 砂率
（%） 水灰比
w/c 原材料（kg/m3)
水（w） 砂（s）水泥（c） 再生骨料天然骨料 附加水（kg/m3)
0 36 0.5 205 639 410 0 1146 0
30 36 0.5 205 639 410 343.8 802.2 14.4
50 36 0.5 205 639 410 573 573 24.1
70 36 0.5 205 639 410 802.2 343.8 33.7
100 36 0.5 205 639 410 1146 0 48.1
0 36 0.58 205 658 353 0 1184 0
30 36 0.58 205 658 353 355.2 828.8 14.9
50 36 0.58 205 658 353 592 592 24.9
70 36 0.58 205 658 353 828.8 355.2 34.8
关键词：再生粗骨料，天然骨料，力学性能，物理特性
中图分类号：TV331文献标识码： A
前言
我国到目前为止，建筑垃圾已经占城市垃圾总量的35%左右。很大的一部分都是未经过处理的，采用露天堆放或填埋的方式进行处理，对环境造成了严重的污染。而废弃的混凝土作为建筑垃圾的主要污染物，给环境造成了较大的负面影响。同时，混凝土的生产需要大量的砂石骨料，近年来的不断开采，致使天然骨料趋于枯竭，开采的同时也会对环境造成污染，且费用巨大。再生骨料的重新利用可以减缓建筑垃圾对环境的影响，具有实际的意义。
再生骨料与天然骨料明显的区别在于其表面裹有旧的水泥砂浆，且颗粒棱角较多，破碎的时候造成骨料上有许多裂纹，这些综合起来对再生骨料耐久性、强度有一定的影响。天然骨料混凝土（Natural Aggregate Concrete，NAC）都强于再生骨料混凝土（Recycled Aggregate Concrete，RAC）[1]。再生骨料在一些物理特性上与天然骨料有很大的不同，比如吸水率，坍落度。我们通过对两种骨料的不同取代率试验来研究再生混凝土的力学性能，与当前再生混凝土上的一些研究进行比较研究。
实验
1.1原材料
水泥：陕西省某水泥场的秦岭牌42.5R的普通硅酸盐水；天然骨料：陕西省某地的天然石子，天然沙粒；再生骨料：来自于西安工业大学实验室的C30的废弃混凝土试块，经人工破碎、筛选得来，粒径4.75～31.5mm。筛分结果见下表1、2.
表1再生骨料的筛分
筛孔直径(mm)
4.75
9.5
16
19
26.5
31.5
分计筛余（%）
4.3
17.8
21
28.5
22.6
5.8
表2再生粗骨料与天然骨料的物理指标
吸水率（%） 压碎指标(%)
堆积密度
(kg/m3) 表观密度
(kg/m3) 颗粒级配
/mm
碎石 0.39 7.5 1450 2640 4.75～31.5
再生粗骨料 4.2 13.9 1312 2528 4.75～31.5
1.2再生粗骨料本身特性
再生骨料来自于旧的废弃的混凝土，于天然骨料相比，主要性能是相同的，这是再生骨料可配置混凝土的前提。由于再生骨料是经过破碎得来的，其形成的颗粒较粗，多角多棱。再生骨料和天然骨料的最大区别在于其表面裹着一层水泥砂浆，砂浆的多少程度取决于原混凝土的强度和破碎后的粒径大小。这些砂浆的存在改变了再生骨料的其它性能，比如吸水率高，质量轻，耐磨性差。 如表1经过加工处理、筛选过的再生骨料的颗粒级配是可以满足要求的。
1.3再生骨料的密度（见表2）
再生骨料来自于废弃的混凝土，其表面与天然骨料相比，包裹着很多的水泥砂浆，而水泥砂浆的孔隙率大、棱角比较多，这致使再生骨料的堆积密度和表观密度均低于天然骨料。通过试验比较再生骨料堆积密度和表观密度分别为天然骨料的90.5%和95.8%。再生骨料的堆积密度和表观密度与废弃混凝土本身的强度有关，母体混凝土的强度降低，会导致再生骨料的密度降低。
国家标准《建筑用卵石、碎石》（GB/T14658-2001）中规定，骨料的表观密度应大于2500kg/m3,堆积密度应大于1350kg/ m3。本文中的再生骨料的表观密度和堆积密度大致满足规定的标准。另外根据这个规定，压碎指标符合类骨料的压碎指标10%～20%，此类骨料可以用于混凝土强度C30～C60，以及抗渗、抗冻要求的混凝土。
1.4再生骨料的吸水性
再生骨料的吸水率远远高于天然骨料，主要因为再生骨料表面包骨折一层砂浆，这层砂浆使得再生骨料表面比天然砂浆表面粗糙，且砂浆本身也能吸水。另外破碎废弃混凝土的时候，再生骨料内部出现大量微裂缝，综合这些因素再生骨料的吸水率大大高于天然骨料。
表3不同粒径不同时间段的吸水率
通过试验看出，随着时间的延长，吸水率变大，粒径越小，吸水率越大。由于骨料减小时颗粒的总表面积增大，骨料的吸水率也必定增高。
1.4实验方法
立方体抗压强度试验采用西安工业大学力学液压试验机。按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002)对混凝土进行试验操作，记录破坏面积与破坏荷载。本文主要通过对两种水灰比（0.5、0.58）和5种再生骨料取代率（0、30%、50%、70%、100%）制作了60个试块150mm×150mm×150mm标准立方体试块用于抗压强度试验。
混凝土立方体抗压强度公式如下，fcu=P/A
公式中，fcu为抗压强度（MPa）
P为破坏荷载（KN）
A为试块承压面积（mm）
1.5试验配合比
本文的基本配合比是基于普通混凝土的配合比设计准则为依据，见下表4。由于再生骨料的吸水性比较强，试验中的用水量必须考虑附加水的用量。本试验按再生骨料预吸水的方法进行配合比计算，这样可以同时满足再生混凝土的工作性能和强度要求。
表4.再生混凝土的基本配合比设计
取代率
（%） 砂率
（%） 水灰比
w/c 原材料（kg/m3)
水（w） 砂（s）水泥（c） 再生骨料天然骨料 附加水（kg/m3)
0 36 0.5 205 639 410 0 1146 0
30 36 0.5 205 639 410 343.8 802.2 14.4
50 36 0.5 205 639 410 573 573 24.1
70 36 0.5 205 639 410 802.2 343.8 33.7
100 36 0.5 205 639 410 1146 0 48.1
0 36 0.58 205 658 353 0 1184 0
30 36 0.58 205 658 353 355.2 828.8 14.9
50 36 0.58 205 658 353 592 592 24.9
70 36 0.58 205 658 353 828.8 355.2 34.8