广东建材２０１１年第８期 水泥与混凝土 掺再生细集料混凝土力学性能的研究 区淑燕１林东ｚ江桂华ｓ （１广州穗业混凝土有限公司；２华南理工大学；３广州番祥建筑材料有限公司） 摘 要：本文探讨了再生混凝土细集料部分或全部替代天然细集料（砂）在混凝土中使用的可能性。 试验中研究了再生混凝土细集料取代率对混凝土抗压强度、弹性模量、劈裂强度的影响。试验结果表 明，再生混凝土细集料的替代比例达到３０％时也不会危害混凝土的力学性能，证明了再生混凝土细集 料替代天然细集料（砂）在混凝土中使用是可能的。 关键词：再生混凝土细集料；取代率；力学性能 １引言 混凝土毁坏废弃物已经被证明是用于生产新混凝 土的粗集料的优良来源。有许多研究结果证明了由再生 混凝土粗集料制备的混凝土能具备同普通混凝土相同 的力学性能，甚至对于高强混凝土而言，目前的工程实 践证明这个目标也是可以实现的［１－３］。 尺寸留下使用，从而再生细集料与天然细集料的颗粒尺 寸范围相同。天然细集料以及再生细集料的主要性质见 表２。由表２可知，再生细集料和天然细集料的细度模 数分别为２．４和２．６，都属于中砂范畴。再生细集料密 度较低，主要是因为其较大的空隙率，这也导致再生细 集料具有较高的吸水率。 然而，对于再生混凝土细集料却还缺乏系统的研 究，因为普遍认为再生细集料非常高的吸水量会削弱混 凝土的强度。因此，本文探讨了再生混凝土细集料部分 或全部替代天然细集料（砂）在混凝土中使用的可能性。 试验中研究了再生混凝土细集料取代率对混凝土抗压 表２天然细集料及再生细集料的性质 天然细集料 再生细集料 表观密度（ｋｇ／ｍ。） 堆积密度（ｋｇ／ｍ。） 吸水率（％） ２６１０ １５５６ Ｏ．７ １９６２ １２６６ ｌ２．５ 细度模量 ２．６ ２．４ 强度、弹性模量、劈裂强度的影响，得到再生混凝土细集 料可用于混凝土生产的结论，同时与不含再生混凝土细 集料的普通混凝土进行了比较。 ２．２混凝土配合比 水泥采用珠江水泥厂产ＰＩＩ ４２．５Ｒ硅酸盐水泥。砂 为西江河砂，细度模数为２．６。石为华南地区普通建筑 用石，最大粒径为２５ｍｍ连续级配的花岗岩碎石。减水剂 为３３５０Ｃ，西卡外加剂厂生产的聚羧酸系高效减水剂， 固体含量为２５％。共设计了６组混凝土，塌落度保持 １６０±２０ｍｍ，调整用水量。编号为ＲＣ的是基准混凝土，编 号为ＣＩＯＲ、Ｃ２０Ｒ、Ｃ３０Ｒ、Ｃ５０Ｒ、ＣｌＯＯＲ的分别表示再生细 ２实验 ２．１再生混凝土细集料的制备 实验过程中使用的再生混凝土细集料来源于在实 验室条件下制备的原始混凝土。由于具有稳定的原材料 及标准的程序，可以完全控制混凝土的组成以及决定其 主要性质。原始混凝土配比见表１，其２８天标准养护抗 压强度为４０．８ＭＰａ。 集料取代率为１０％、２０％、３０％、５ｏ％￣Ｄ １００％的再生混凝土。 配合比详见表３。 表１原始混凝土配比 ＰＩＩ４２．５水泥（ｋｇ／ｍ。） 河砂（ｋｇ／ｍ。） 表３混凝土配合比 ＲＣ Ｃｌ０Ｒ Ｃ２０Ｒ Ｃ３０Ｒ Ｃ５０Ｒ Ｃ１ＯＯＲ 原始混凝土 ３６０ ７１Ｏ 取代率 水泥（ｋｇ／ｍ。） 水（ｋｇ／ｍ。） ０ ３８０ ｌ０ ３８０ ２０ ３８０ ３０ ５０ １０Ｏ ３８０ ３８０ ３８０ 粗集料（ｋｇ／ｍ。） 水＜ｌ／ｍ￣ ｌ１ｌ５ １９０ １７５．６ １８Ｏ．８ １８５．２ １９０．４ １９５．７ ２００．１ 水灰比 ０．４６ Ｏ．４８ Ｏ．４９ ０．５Ｏ Ｏ．５２ Ｏ．５３ 水灰比 Ｏ．５３ 天然细集料（ｋｇ／ｍ。） ７００ ６３０ ５６０ ４９０ ３５０ Ｏ 到２８天时，用小型颚式破碎机将混凝土破碎，然后 用机械筛分的办法将集料按尺寸分离，Ｏ￣５ｍｍ这部分 再生细集料（ｋｇ／ｍ。） Ｏ ７０ １４０ ２１Ｏ ３５０ ７００ 粗集料（ｋｇ／ｍ。） １１６Ｏ １１４７ １１３３ ｌ１２０ １１０７ １１Ｏ１ 减水剂（ｋｇ／ｍ。） ３．Ｏ ３．０ ３．０ ３．Ｏ ３．Ｏ ３．０ —１３ 水泥与混凝土 ２．３试验方法 立方体抗压强度、弹性模量、劈裂强度试验按照（（韭 通混凝土力学性能试验方法》（ＧＢ／Ｔ５００８１—２００２Ｔ）进 行 广东建材２０１１年第８期 表６不同再生细集料取代率时的弹性模量 Ｅ （ＧＰａ） ＲＣ Ｃ３０Ｒ ＣＩＯＯＲ ３５．５ ３４．２ ２８．９ —３．７ —１８．５ △％ ３结果与讨论 ３．１抗压强度 各组混凝土的２８ｄ立方体抗压强度见表４所示，表 中混凝土抗压强度值均取白３块１５０ｍｍ×１５０ｍｍ× 混凝土的弹性模量与粗集料的硬度、砂浆的硬度、 孔结构以及粘结密切相关。因此，在较小取代率下，由于 只有砂浆的硬度改变了，而对孔结构以及粘结没有多大 影响，所以整体硬度没有受到明显影响；当完全取代时， １５０ｍｍ立方体抗压强度试验结果平均值。由表中可以看 出，随着再生细集料取代率的增大，水灰比也增大，但是 混凝土立方体抗压强度变化不大。其主要原因是当再生 细集料取代率增大时，虽然表观水灰比也增大，但再生 细集料吸收了部分水分，使得实际水灰比基本保持不 变，导致混凝土立方体抗压强度变化不大暗 ］。 表４不同再生细集料取代率时的抗压强度 ＲＣ ＣＩＯＲ Ｃ２０Ｒ Ｃ３０Ｒ Ｃ５０Ｒ ＣＩＯＯＲ 取代率 ０ ｌ０ ２０ ３０ ５０ １００ 水灰比 ０．４６ Ｏ．４８ Ｏ．４９ Ｏ．５０ Ｏ．５２ Ｏ．５３ 抗压强度（ＭＰａ） ４５．５ ４７．６ ４４．７ ４７．０ ４６．６ ４６．７ ３．２劈裂强度 表５列出了混凝土的劈裂强度，随着再生细集料取 代天然细集料的增加，强度明显的降低。虽然，由于再生 细集料中含有一部分未水化的水泥，所以，随着再生细 集料取代天然细集料的增加，相对水泥用量是增加了。 但一般说来，水泥用量对劈裂强度的影响没有抗压强度 那么敏感，因此对劈裂强度并无多大贡献。与此相反，再 生细集料的取代率增加时，由于再生集料较多的孔结 构，反而导致劈裂强度出现大幅下降。 Ｔ（ＭＰａ） △％ ＲＣ ３．８５ Ｃ３０Ｒ ３．６５ —５．２ Ｃ１ＯＯＲ ２．９５ —３０．５ ３．３弹性模量 不同再生细集料取代率时的混凝土弹性模量结果 列于表６，△是不同取代率再生细集料混凝土同基准混 凝土比较的弹性模量变化值。再生细集料取代天然细集 料到３０％时，弹性模量有少许的减少，当完全取代时减 少量最明显，说明弹性模量是随取代率增加而逐渐降低 的。 一１４ 不仅砂浆的硬度改变了，而且孔结构以及粘结也改变 了，因而显著影响了混凝土的弹性模量。 ４结论 本文系统研究了再生细集料取代天然细集料对混 凝土力学性能的影响，主要包括再生混凝土的立方体抗 压强度、劈裂强度、弹性模量，初步得出如下结论： （１）抗压强度似乎不受再生细集料取代率的影响。 （２）随着再生细集料取代率的增加，劈裂强度及弹性 模量均减小；虽然如此，得到的性能数值还是可以接受 的，尤其在取代达３０％时。 （３）实验结果表明再生细集料部分或全部取代天然 细集料（砂）在混凝土中使用是完全可行的。● 【参考文献】 ［－１３肖建庄，李佳彬，兰阳．再生混凝土技术最新研究进展与评述 ［Ｊ］．混凝土，２００６，（６）：１７￣２０． ［２３邢振贤，周日农．再生混凝土的基本性能研究［Ｊ］．华北水利水 电学院学报，１９９８，１９（２）：３０￣３２． Ｃ３３柯，张育霖，贺涛，等．再生混凝土的实用性研究［Ｊ］．混 凝土，２００２，（４）：４７～４８． ［４］混凝土结构设计规程（ＧＢ５００１０—２００２）Ｅｓ］．北京：中国建筑工 业出版社，２００２． ［５］孔德玉．天然与再生骨料混凝土水灰比统一定则（一）［Ｊ］．建 筑材料学报．２００３，６（２）：ｌ２９～１３４． ［６３邓旭华．水灰比对再生混凝土强度影响的试验研究［Ｊ］．混凝 士，２００５，２８（２）：４６￣４８
