试件 编号 RA1 RA2 RA3 RA4 设计 强度 C30 C40 C50 C100 实际强度 ( MPa) 35 ～ 40 35 ～ 40 55 ～ 60 95 ～ 105 粗骨料级配 ( mm) 4～ 7 10 ～ 20 10 ～ 20 10 ～ 20 配合比 ( C∶ S∶ G∶ W) 1 ∶ 2. 2∶ 3 . 22 ∶ 0. 47 商品混凝土 1∶ 1. 69∶ 0 . 78∶ 0. 38 1∶ 0 . 85 ∶ 2. 227∶ 0. 267
DO I : 10 . 13614 / j. cnki . 11 1962 / tu . 2006 . 05 . 014 第 22 卷第 5 期
2006 年 10 月 [ 文章编号] 1002 -8528( 2006) 05-0058 -03
建 筑 科 学Biblioteka BUILDING SCIENCE
Vol. 22 , No . 5 Oct . 2006
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建筑科学
第 22 卷
率也较高 。 ( 4) 再生混凝土粗骨料吸水率与其粗骨料级配 及施工质量有关 RA1 与 RA2 的原生混凝土强度 几乎没有差别 , 但后者平均吸水率比前者大 , 主要原 因应该是 RA2 受到原生混凝土骨料粒径的影响要 大于 RA1 , 原生混凝土同样为低强度混凝土 , 破碎时 天然骨料基本不碎裂 , 再生骨料粒径在原生混凝土 主粒径上都有最小的吸水率 , 且值相差不大 , 但大粒 径的 RA1 有可能含有多个 4 ～ 7mm 的天然骨料 , 而 小粒径的 RA2 却基本是硬化的水泥砂浆块 。 另外 我们破碎时发现实验室浇注的 RA1 原生混凝土 , 较 为密实 , 商品混凝土在施工现场浇筑的 RA2 原生混 凝土由于养护问题 , 水泥肌体较为松散 , 破碎时有大 量粉尘和碎渣 。 因此 , 原生混凝土的施工质量对再 生骨料也有影响 。 同样强度的混凝土 , 振捣充分 , 密 实度大的吸水率相应就会小一些 。 因此 , 可以推测 : 同样强度的原生混凝土 , 采用低标号的水泥配制的 , 将能够生产出吸水率较低的再生骨料 。 3. 2 再生混凝土骨料的表观密度 如图 2 , 再生混凝土粗骨料的表观密度随着原 生混凝土的强度增高而增大 , 天然骨料最大 , 这个结 论一再被证实 , 应该可以肯定了 。 文献显示受原生 混凝土强度等级 、 配合比 、 龄期 、 使用环境的影响 , 再 生混 凝 土粗 骨 料表 观 密度 与天 然 骨 料的 比 例在 90 %以上 , 本文中这个比例在 96 %～ 99 %之间 , 值较 大的原因可能是不同的原生混凝土采用的天然粗骨 料的表观密度相对于本试验的天然石子 NA 较大 。
[ 收稿日期] 2005 -09 -15 [ 作者简介] 李 坤( 1980 ) , 男 , 硕士生 [ 联系方式] hit -maomaochong @yahoo . com . cn
第 5期
李 坤 , 等 : 再生混凝土 粗骨料的基本性能试验研究
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表 1 试验用再生混凝土粗骨料的 原生混凝土性状
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所谓再生骨料是指通常意义上的再生混凝土骨 料 , 即将废弃混凝土( 相对于再生混凝土称为原生混 凝土) 破碎 、 清洗 、分级后得到的用来代替天然骨料 的颗粒 。 再生骨料中通常包裹着部分水泥砂浆 , 这 使其表面粗糙 、 棱角较多 , 吸水率和压碎指标都比较 高 , 而表观密度有所降低 。 本文着重研究了原生混凝土的性质对再生骨料 性能的影响 , 提出了一些再生骨料质量评定的建议 。
粒径较大的 RA1 骨料其结构是较大的 水泥浆包裹 着一颗天 然石 子 , 也有 极少是 纯水 泥浆 块 。 对 于 RA2 , 5 ～ 10mm 的再生骨料大部分是水泥浆碎渣 , 也 有一些破碎的天然骨料 , 所以吸水率相对较高 ; RA2 的原生混凝土 天然粗骨 料粒径 10 ～ 20mm , 而 RA2 却是粒径 15 ～ 25mm 的再生骨料吸水率相对较 低 , 因为粗骨料 10 ～ 20mm 的天然粗骨料不可能全部驳 去外层的水泥浆 , 破碎之后总是比原生混凝土天然 骨料稍大一些的粒径的再生骨料的吸水率较低 , 从 RA3 、 RA4 的图线也能看出这一点 。 另外 , 从 RA2 、 RA3 、 RA4 和 NA 的曲线也可以看出 , 天然骨料的吸 水率随着粒径增大而减小 , 这是由于天然骨料的粒 径越大表面积越小 , 三种再生粗骨料在这一点上有 着与天然骨料同样的规律 。 而 RA1 曲 线的反常恰 恰说明了吸水率受到 原生混凝土粗骨料级配 的影 响 。 再生混凝土粗骨料的吸水率受到再生骨料自身 粒径和原生混凝土级配的共同影响 。 因此 , 就粒径 上而言 , 在生产再生混凝土粗骨料的时候 , 最好掌握 原生混凝土粗骨料的级配情况 , 破碎时最好使设定 的生产粒径比原生混凝土单粒径或者比例最大的粒 径( 主粒径) 稍大一些 , 这样生产出的再生骨料将会 具有较低的吸水率 。 而且 , 受表面积因素影响 , 按上 述原则采用单粒径或主粒径较大的原生混凝土生产 的再生混凝土骨料吸水率将较小 。 ( 3) 再生混凝土骨料吸水率受原生混凝土强度 的影响 再生骨料吸水率受原生混凝土强度影响 , 但并不严格随其增高而减小 。 低强度原生混凝土的 RA1 、 RA2 比高强度的 RA3 、RA4 的吸水率高 , 这说 明混凝土基体强度越高吸水率越低 。 原生混凝土强 度越高 , 水灰比越小 , 越密实 , 孔隙率就越小 , 徐亦冬
图 1 骨料吸水率与粒径关系
等的试验显示原生混凝土强度对再生粗骨料的吸水 率几乎没有影响 , 但他并未对此结论进行理论分析 。 另外图线还 显示 , 原生 强度为 95 ～ 105MPa 的 RA4 吸水率却比原生混凝土强度 55 ～ 60MPa 的 RA3 高 , 这个现象我们可以从配合比上来解释 : RA3 原生混 凝土的灰水比为 2. 63 , 而 RA4 原生混凝土的灰水比 达到 3. 75 , 同样体积的 RA4 原生混凝土含有的水泥 硬块要比 RA3 原生混凝土多得多 。 在 破碎时我们 也发现大部分 RA4 原生混凝土天然骨 料碎裂成粒 径很小的薄片状颗粒 , 得到的再生骨料颗粒常常是 一大块水泥浆包裹着 半个或者少半个天然骨料 , 形 成一个小小的半岛 , 由于水泥浆含量较高 , 故而吸水
Experimental Research on Recycled Concrete Basic Properties of Coarse Aggregates
LI Kun , ZHANG Yinghua
( Laboratory of Structural Engineering , Dalian University of Technology , Dalian 116023 , Liaoning , China) [ Abstract ] The basic properties of recycled concrete are directly affected by the recy cled concrete aggregate .Consequently , it s very important to study the basic properties of the recycled aggregate for improving the recycled concrete s properties and providing criteria for the judging of the recycled aggregates qualities . Four different kinds of recy cled concrete coarse aggregates were studied in this paper . Particular attention was paid to their water absorption 、apparent density and index of crushing . It is experimentally found that the recycled concrete coarse aggregatesproperties are influenced not only by the original concrete s strength but also by its gradations of aggregate . [ Keywords ] recy cled concrete ; recycled concrete aggregate ; absorption ; apparent density ; index of crushing
1 前 言
建筑工程作为人工环境 , 是满足人类物质和精 神生活需要的重要组成部分 。 然而 , 人类对感官享 受的过度追求 , 以及不加节制的开发与建设 , 使现代 建筑不仅疏离了人与自然的天然联系和交流 , 也给 环境和资源带来了沉重的负担 。 据统计 , 我国每年 混凝土使用量约 10 亿 m , 这些混凝土要消耗天然 砂石 20 亿 t 以上 ; 另一方面 , 全国每年建筑垃圾排 放量大约 6000 万 t 左右 , 绝大部分未经任何处理便 被运往郊外或乡村 , 采用露天堆放或填埋的方法处 理 。 这样的处理方法显然与我们正在提倡的可持续 发展是背道而驰的 。 如果我们能再生利用这些建筑 垃圾 , 即采用再生骨料及再生骨料混凝土技术 , 变废 为宝 , 将会产生巨大的经济和环境效益 。
2 试验骨料性状
( 1) 天然骨料 试验采用的天然石子为大连某 石场生产 , 粒径 5 ～ 25mm , 试件编号为 NA ; ( 2) 再生混凝土粗骨料 采用大连理工大学结 构试验室的四种废弃试件作原生混凝土生产再生骨 料 。 再生骨料均为人工破碎 , 筛分为 5 ～ 10mm 、10 ～ 15mm 、 15 ～ 20mm 和 20 ～ 25mm 四种粒径 。 再生混凝 土粗骨料试件编号为 RA1 ～ RA4 , 其相 应的原生混 凝土性状见表 1 。