水泥混凝土再生粗骨料与天然骨料主要性能对比分析

杨超军

(山西高陵高速公路有限公司，山西 晋城 048000)

水泥混凝土再生粗骨料与天然骨料主要性能对比分析

杨超军

(山西高陵高速公路有限公司，山西 晋城 048000)

对水泥混凝土再生粗骨料与天然骨料的性能进行了对比分析。

再生粗骨料；天然骨料；性能；对比分析

1 再生粗骨料的密度

硬化水泥砂浆密度低、表面粗糙、空隙率大、在破碎过程中内部产生大量微裂纹，这必然使再生骨料的堆积密度和表观密度低于天然骨料。由于原生混凝土的强度等级、配合比、龄期、使用环境等因素存在差异，再生骨料堆积密度和表观密度离散性较大。本次试验采用10～20 mm、20～30 mm再生粗骨料，每种规格骨料试验5次，取平均值为实验结果。测得10～20 mm和20～30 mm的再生骨料表观密度和堆积密度试验结果如表1所示。

表1 实测再生骨料堆积密度与表观密度

表2 天然骨料堆积密度与表观密度

根据表1和表2可以得出，再生粗骨料表观密度为天然粗骨料的80%以上，满足GBT 25177-2010《混凝土用再生粗骨料》中Ⅱ类再生骨料要求，再生骨料表观密度与孔隙率要求如表3。

表3 再生骨料表观密度与孔隙率

2 再生骨料的吸水率

天然岩石由于其孔隙率很小，一般低于3%，极少超过10%，所以常用的天然骨料的吸水率很小。再生粗骨料的松散堆积密度与表观密度比天然粗骨料的松散堆积密度与表观密度小，而相应的吸水率比天然粗骨料大，再生粗骨料其表面粗糙，颗粒棱角多，组分中包含相当数量的硬化水泥砂浆(包裹在天然骨料表面或以碎屑的形式存在)，砂浆体中水泥石本身孔隙率比较大、吸水率比较高，再加上混凝土块在解体、破碎过程中由于损伤积累，使再生骨料内部存在大量的微裂纹，这些因素都使再生骨料的吸水率增大。因此，在配制再生骨料混凝土时，应特别注意再生骨料的高吸水率问题，否则会影响再生骨料混凝土的生产、使用及物理力学性能。

本次试验是对同一批次的再生骨料进行多次取样，进行3组试样的吸水率试验，测定再生粗集料的吸水率，根据3次试验结果，取平均值，以减少由于材料本身原因产生的误差；根据再生粗骨料的用途，模拟现场混凝土拌和、运输以及施工时间，调整了试验时间为0.1 h和1 h。再生骨料吸水率的规范要求和试验结果见表4和5。

表4 再生骨料吸水率

表5 实测再生骨料吸水率

表6 实测天然骨料吸水率

通过表5和表6可以看出：再生骨料吸水率比天然骨料吸水率大；试验进行了0.1 h和1 h的吸水率，通过试验结果，再生骨料的吸水率较快，在0.1 h内基本能达到吸水饱和状态的87.5%，1 h吸水率为4.26%，满足Ⅱ类再生粗骨料吸水率要求，按照《再生骨料应用技术规程》JGJT 240-2011规定，此次试验的再生粗骨料宜用于C40及以下强度等级的混凝土。

3 再生骨料的压碎指标

压碎指标值表示再生粗骨料抵抗压碎的能力，可以间接推算其相应的强度，特别是对粗骨料中存在的软弱颗粒分辨力较好。目前再生骨料的压碎指标在GBT 25177-2010《混凝土用再生粗骨料》有明确规定，具体规定见表7。

表7 再生粗骨料压碎指标要求

再生粗骨料的强度特性取决于它的矿物组成、比重、吸水性、孔隙率及孔隙结构。而且原状颗粒、废旧砂浆颗粒以及次生颗粒含量的差异性也同时影响再生粗骨料的压碎指标值。而再生粗骨料一般为表面包裹有部分砂浆的石子，少部分为与砂浆完全脱离的石子，还有很少一部分颗粒为砂浆，且在破碎过程中，其内部往往会产生大量的微裂缝，与天然骨料相比，其组成成分复杂，孔隙率高，吸水性大。因此，再生骨料的压碎指标高于天然骨料。而且再生骨料的颗粒组成很复杂，并非是由单一的、质量均匀的颗粒组成，故而再生粗骨料的压碎指标值变异系数较大。

本次试验采用6次压碎指标值的平均值为结果，同一种材料多次平行试验，消除材料、设备、人员引起的压碎指标值误差，确保试验结果满足研究的要求。通过试验结果可以看出：再生粗骨料压碎指标值比天然骨料高出77.9%，说明再生骨料压碎指标值普遍偏高；压碎指标最小值13.2%，最大值20.6%，极差为7.4%，压碎指标值变化较大，通过多组试验数据可以有效消除再生骨料不均匀引起的偏差。

通过对再生骨料与天然骨料间的表观密度、堆积密度、吸水率和压碎指标值等性能的比较，了解了再生骨料的一些特性，为再生骨料的再生利用提供基础数据。

2016-12-12

杨超军(1972-)，男，山西晋城人，工程师，从事公路工程施工技术与管理研究。

U416.01

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1008-3383(2017)02-0076-01