第３２卷第ｌ期 ２０１０年１月 人民黄河 Ｖｏ１．３２．Ｎｏ．１ ＹＥＬＬＯＷ ＲＩＶＥＲ Ｊａｎ．，２０１０ 【水利水电工程】 再生混凝土基本力学性能试验研究 邓 宇 ，王 娟。 （１．黄河水利科学研究院，河南郏州４５０００３；２．水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心，河南郑州４５０００３； ３．清华大学水沙科学与水利工程国家重点实验室，北京１０００８４） 摘要：采用预湿水法和裹浆法两种骨料处理方式，与普通法对比，研究了粗骨料处理方式对再生骨料混凝土强度的影 响，以及水灰比和龄期对其强度的影响。结果表明：再生粗骨料混凝土能达到天然骨料混凝土的强度要求；可以通过改 善再生粗骨料来提高再生混凝土的强度；降低水灰比会提高再生混凝土强度，但当再生混凝土的强度到达一定程度之 后．对混凝土强度的提高效果不明显；再生混凝土的强度随龄期的增加而增加，强度增长与龄期呈对数关系；再生混凝土 的抗拉强度为抗压强度的１／８—１／２０，与抗压强度的关系和天然骨料混凝土的劈拉一抗压关系相似。 关键词：再生混凝土；力学性能；预湿水法；裹浆法；混凝土强度 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—１３７９．２０１０．０１．０６５ 中图分类号： ｒＵ５０１ 目前，废弃混凝土作为再生骨料生产再生骨料混凝土的研 究日益受到关注。笔者根据已有文献资料”。 ，参考天然骨料 混凝土的性能，着重研究了再生混凝土的力学性能及骨料处理 方式、水灰比以及养护龄期对其强度的影响。采取预湿水法和 式的，说明预先裹入的水泥浆起到作用。再生粗骨料表面有许 多微裂缝且吸水性强，微裂缝会吸入预先裹的水泥浆，使得再 生骨料的表面缺陷得到修复，骨料强度得到提高，另外，粗骨料 表面包裹着水泥浆，使得界面结合得到加强。而预湿水法使再 生粗骨料得到清洗，杂质减少，但不可避免地引入多余水分，提 高了混凝土的水灰比，使强度下降。 裹浆法两种骨料处理方式，与普通法对比，研究影响再生混凝 土强度的各种因素。 １试验方案 １．１试件设计 对Ｃ２０、Ｃ２５、Ｃ３０、ＣＡ０ ４种强度等级的混凝土进行研究，共 制作了９Ｏ个１００ ｍｍ×１００ ｍｍ×１００ ＩｎＰｏ的试件用于抗压和劈 裂抗拉试验，３３个１００ ｍｍ ｘ １００ ｍｍ ｘ４００ ｍｍ的混凝土试件用 于抗折试验。 ２．２龄期的影响 再生混凝土立方体抗压强度受龄期的影响与天然骨料混 凝土相仿，前期强度增长明显，７ ｄ强度达７０％以上，１４ ｄ强度 达到８Ｏ％以上，２８ ｄ以后增长不明显。以ＲⅢ４０的强度增长 为代表，研究再生混凝土的强度与龄期的关系。根据ＲⅢ４ｏ １４、２１、２８、６０ ｄ抗压、劈拉强度值，并前推３Ｏ一９０ ｄ龄期，倒推 ｌ１～３ ｄ龄期，得到强度增长回归趋势线，并与天然骨料混凝土 的理论强度增长趋势相比较，见图ｌ、图２。 １．２试验内容 采用设计标号为Ｃ２０和ＣＡ０的普通法、预湿水法和裹浆法 ３种再生粗骨料混凝土各两组，每组３个１００ ｍｍ×１００ ｍｍ Ｘ 堡 斟 磐 １００ ｍｍ的试件，分别作抗压和劈拉试验；设计强度为Ｃ４０的３ 种再生混凝土一组，每组３个１００ ｍｍ×１００ ｍｍ×４００ ｍｍ的试 件用于抗折试验。对Ｃ４０的混凝土，养护龄期分别取７、１４、２１、 ２８ ｄ和６０ ｄ，研究龄期对再生混凝土强度的影响。对裹浆法再 醺 趟 堰 生混凝土设计４组配合比，进行抗压和劈拉试验，研究水灰比 对再生混凝土强度的影响。 龄期／ｄ 图１ 裹浆法再生混凝土的强度增长曲线（抗压） ２试验结果分析 ２．１ 骨料处理方式的影响 试验结果表明：再生混凝土立方体抗压强度均能达到设计 要求，甚至高出同等配比的天然骨料混凝土（如ＲⅢ４０）；劈拉 强度与天然骨料混凝土持平，但抗折强度明显较低。 经裹浆法预处理的再生混凝土强度明显高于其他处理方 ・由图１、图２可以看出，再生混凝土的强度随龄期的增长而 增加，但由于添加的减水剂有早强效果，且再生骨料吸水率和 吸水速率较高，因此３、７ ｄ增长速度明显高于理论值，后期增 收稿日期：２００９—０３＂－０８ 基金项目：河南省科技攻关项目（０１２４１５０）。 作者简介：邓字（１９７８～），男，辽宁葫芦岛人，硕士，研究方向为水工结构。 Ｅ—ｍａｉｌ：ｌａｎｓｏｎ０２０１＠ｙａｈｏｏ．ＣＯＩＴｉ．ｃｎ １３６． 人民黄河速较理论值慢，但也有一定程度的增加。根据混凝土强度增长 ２０１０年第１期 表１再生混凝土ＲＩＩＩ４０的尺寸效应 趋势，拟合的函数关系为 ， Ｊ ｎ＝ａｌｎｎ＋ｂ （１） ２８ 式中：ｎ为龄期 为ｎ天龄期强度 为２８ ｄ龄期强度；ｏ、ｂ为 为待定系数。 １ ３结语 堡１ 糌 １ 采用不同的骨料处理方式，对再生混凝土的基本力学性能 进行了试验研究，结果表明：再生混凝土能达到天然骨料混凝 翼 越。 鳗 。 ０ 龄期坩 图２裹浆法再生混凝土的强度增长曲线（劈拉） ２．３水灰比的影响 水灰比是影响再生混凝土强度的一个重要因素，和天然骨 料混凝土一样，在其他条件相同的情况下，再生混凝土的强度 随水灰比的降低而增加。对试验数据的处理分析表明，抗压强 度与灰水比呈直线关系： ：…１５．０９５（ｃ／ｗ）＋１１．２９４ （２） 式中 …为再生混凝土２８ ｄ抗压强度值；ｃ／ｗ为灰水比。 回归方程的相关系数Ｒ＝０．９５９ ５，查相关系数表对应置信 度为５％的相关系数临界值为０．９５０，由此可见回归方程比较 显著。用式（２）对收集到的资料 进行计算，与实测强度相比 较，并计算相对误差及相关系数，表明所采用的经验公式是可 信的。试验结果表明：再生混凝土随水灰比的降低，强度增加幅 度没有天然骨料混凝土大，因此增加混凝土的强度若只采取降 低水灰比的措施，则不一定经济。其他方式可参考国外有关再 生骨料混凝土的强化措施 。 ２．４抗压一劈拉强度关系 再生混凝土与天然骨料混凝土一样，抗拉强度明显低于抗 压强度，根据试验结果，抗拉强度只有抗压强度的１／８—１／２０。 参考天然骨料混凝土的抗拉强度 和抗压强度 的关系 ，３＝０．２… ，根据试验数据， 出再生混凝土抗拉强度与抗 压强度的关系为 ：０．２６…６５ ，相关系数Ｒ＝０．９３３。 ２．５尺寸效应影响 对裹浆法再生混凝土，浇注３组不同尺寸的立方体试件， 边长分别为１００、１５０、２００ ｍｍ。试验结果表明：再生混凝土强 度受尺寸的影响与天然骨料混凝土一样，相同配比的混凝土试 件，尺寸越小强度越高。其原因与天然骨料混凝土一样，试件 尺寸大时，内部孔隙、缺陷等出现的几率也大，导致有效受力面 积的减小及应力集中等，引起强度降低。由于再生粗骨料较天 然石子性能差，因此试件尺寸增加时，强度下降幅度更大，结果 见表１。因试验数据有限，故在实际工程中仍需试验验证。 土的强度要求，可以通过改善再生粗骨料来提高再生混凝土的 强度，其中预裹浆法对？昆凝土强度提高的幅度较大；降低水灰 比会提高混凝土强度，根据混凝土２８ ｄ抗压强度和水灰比的关 系可知，到达一定程度之后，降低水灰比对提高？昆凝土强度的 效果不甚明显；再生混凝土的强度随龄期的增加而增加，强度 增长与龄期呈对数关系；再生混凝土的抗拉强度约为抗压强度 的１／８～１／２０，其与抗压强度的关系和天然骨料？昆凝土的劈 拉一抗压关系相似。 参考文献： ［１］杜婷，李惠强，覃亚伟．再生混凝土未来发展的探讨［Ｊ］．混凝土，２００２（４）： ４９—５１． ［２］ 靳卫东，张弘强，戴文亭．关于回收混凝土再利用的研究［Ｊ］．公路交通科 技，２００２，１９（３）：３２—３４． ［３］Ｔｏｒｂｅｎ Ｃ，Ｈａｎｓｅｎ，Ｈｅｎｒｉｋ Ｎ．Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ Ｒｅｃｙｃｌｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｍａｄｅ ｆｒｏｍ Ｃｒｕｓｈｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｏａ￣ｅ Ａｇｇｒｅｇａｔｅ［Ｊ］Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１９８３（１）：７９— ８３． ［４］Ｔｏｐｃｕ ｉ Ｂ．Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｗｉｔｈ Ｗａｓｔｅ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９９７（１２）：１８１７—１８２３． ［５］Ｒａｖｉｎｄｒａｒａｊｒｈ Ｒ Ｓ，Ｔａｍ Ｃ Ｔ．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｍａｄｅ Ｗｉｔｈ Ｃｒａｓｈｅｄ Ｃｏｎ－ ｃｒｅｔｅ ａｓ Ｃｏａｒｓｅ Ａｇｇｒｅｇａｔｅ［Ｊ］．ＭａｇａｚｉｎｅｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９８５，３７（１３０）： ２９—３８ ［６］孔德玉．天然与再生骨料混凝土水灰比统一定则［Ｊ］建筑材料学报，２００３， ６（２）：１２９—１３４． ［７］ 水中和，邱晨，赵正齐，等．再生混凝土骨料含水状态与新拌混凝土的性能 ［Ｊ］．国外建材科技，２００３，２４（５）：１—２． ［８］李占印再生骨料混凝土性能的试验研究［Ｄ］．西安：西安建筑科技大学， ２ｏｏ３． ［９］Ｏｌｏｍｎｓｏｇｏ Ｆ Ｔ，Ｐａｄａｙａｃｈｅｅ Ｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ＩＴＩＯ— ｎｉｔｏｒｅｄ ｂｙ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｄｅｘｅｓ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００２（３２）： １７９—１８５． ［１０］Ｓａｇｏｅ—Ｃｒｅｎｔｓｉｌ Ｋ Ｋ，Ｂｒｏｗｎ Ｔ，Ｔａｙｌｏｒ Ａ Ｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍａｄｅ ｗｉｔｈ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｌｙ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｃｏａｒｓｅ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｇｇｒｅｇａｔｅ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ．２００１（３１）：７０７—７１２． ［１ １］ Ｒｏｕｍｉａｎａ Ｚ，Ｆｒａｎｃｏｉｓ Ｂ Ｂ．Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｒｅ’ ｃｙｃｌｅｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ＆Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，２００３（２５）： ２２３—２３２． 【责任编辑吕艳梅】 ・１３７・
