论文导读：本试验采用颚式破碎机将废弃混凝土破碎得到再生骨料。这是提高再生混凝土抗压强度的途径之一。
关键词：再生混凝土，再生骨料
本试验采用颚式破碎机将废弃混凝土破碎得到再生骨料，然后再用筛子把细颗粒（粒径＜5mm）和粗颗粒（粒径≥5mm）分开。细颗粒因吸水率过高等因素的影响，目前还未找到合适的回收再利用途径，因此本文仅对再生粗骨料作相关研究。作对比的天然粗骨料为南宁某采石场生产的碎石,砂子为邕江河砂（细度模数为2.8）。
2.2再生骨料工程技术指标的测定
由于目前再生骨料尚无统一的试验方法，本试验以《建筑用卵石、碎石（GB/T14685-2001）》依据，检测粗骨料的级配、粒径、表观密度、松散堆积密度、吸水率、压碎指标等工程技术参数。论文参考。
表1 骨料的基本性能
  天然粗骨料 再生粗骨料 细骨料
粒径（mm）5～37.55～37.5＜5
表观密度（kg/m3） 2692.12615.2 2660.3
松散堆积密度（kg/m3）1469.31285.3 1610.0
松散空隙率（%）45.450.9 39.5
紧密堆积密度（kg/m3） 1586.81445.6 --
紧密空隙率（%） 41.144.7 --
吸水率（%）1.025.46--
压碎指标（%） 10.817.8--
针片状颗粒含量（%） 9.13.7--
3、试验结果与分析
3.1再生粗骨料的表面特征及针片状颗粒含量
如图1与图2所示，再生粗骨料的外形介于碎石与卵石之间,大部分再生粗骨料颗粒表面附着部分废旧砂浆，少部分为废旧砂浆完全脱离的原状颗粒，还有很少一部分为废旧砂浆颗粒。
从表1可以看到，再生粗骨料的针片状颗粒含量为3.7%，天然粗骨料的针片状颗粒含量为9.1%。骨料中的针片状颗粒不仅本身受力时易折断，而且含量较多时会增大骨料的空隙率，使混凝土拌和物和易性变差，同时降低混凝土强度。因此，单就针片状颗粒含量来说，再生粗骨料优于天然粗骨料。
 
图1 再生骨料图2 碎石
3.2再生粗骨料的颗粒级配和粒径
再生粗骨料的筛分析试验结果如表2所示。从表中可看出：（1）机械生产出来的再生粗骨料的颗粒级配既不满足连续粒级要求，也不满足单粒级的要求。因此，要想获得最佳级配，就必须用标准筛将刚生产出来的骨料进行分级，把各粒径范围的骨料分开，使用时再根据不同需要将骨料混合，使之满足规范要求。（2）尽管筛分试验前已把粒径小于5mm的颗粒筛除，但经过震筛机进行筛分试验后，仍有5.82%的细颗粒（粒径＜4.75mm）产生，其原因之是机械破碎法得到的再生骨料内部存在大量的微裂缝，在震筛机的振动下，骨料在微裂缝处出现应力集中，导致骨料颗粒从裂缝处分解；原因之二为附着在再生粗骨料表面的废旧砂浆，当其附着面积较小时，在震筛机的振动过程中，有可能从骨料颗粒中分离出来，形成细粒和粉粒。根据这一特点，在再生粗骨料使用前可采用振动等方法促使含有微裂缝的骨料颗粒分解，减少含有微裂缝的骨料颗粒，这是提高再生混凝土抗压强度的途径之一。论文参考。（3）中等粒径颗粒较多。从本试验看，粒径为16mm的颗粒最多，占到试样总质量的31.89%，31.5mm、19mm、9.5mm颗粒的含量基本相当。当然这一结论可能仅适用于本例，因为再生粗骨料的粒径与原混凝土（即母材）中的天然骨料粒径有很大的关系。论文参考。此外，破碎机械的工作方式也会影响骨料的粒径。
表2 再生粗骨料的筛分试验结果表
径（mm）筛余量(kg)分计筛余(%)累计筛余(%)
53.00.0000.000.00
37.50.6458.068.06
31.51.08213.5321.59
19.01.41617.7039.29
16.02.55131.8971.18
9.51.40517.5688.75
4.750.4355.4494.19
2.360.0260.3394.51
筛底0.4395.49100.0
3.3再生粗骨料的压碎指标值
从表1可知，再生粗骨料的压碎指标值高于天然粗骨料，这主要是由于再生粗骨料颗粒表面附着的砂浆在压力的作用下，从骨料表面剥离出来，使得其压碎指标值增大。
3.4再生粗骨料的表观密度、堆积密度、空隙率
从表1中我们可以看到，再生粗骨料的表观密度、松散堆积密度、紧密堆积密度、松散空隙率和紧密空隙率均低于天然骨料。出现上述结果，可能是再生骨料表面包裹着相当数量的水泥砂浆，表面粗糙、棱角较多，由于水泥砂浆孔隙率大，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微裂纹，从而导致再生骨料的密度偏小，空隙率偏大。
3.5吸水率
骨料的吸水率是反映骨料颗粒密实程度和质量的一个重要指标，吸水率越小，表示骨料颗粒越密实，质量越好[2]。从表1的试验结果来看，再生骨料的吸水率比天然骨料高出了4.44个百分点。其主要原因是再生骨料中水泥砂浆含量较高，再加上机械破碎中造成损伤积累使再生骨料内部存在大量微裂纹，使再生骨料孔隙率高，吸水性能较强。
3.6再生混凝土的抗压强度
为了比较再生混凝土和普通混凝土在抗压强度等方面的差异，本文以《普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2000)》为依据，完成了10个配合比的设计，分为RC-Ⅰ和RC-Ⅱ两个配合比系列，试块采用边长为150mm的立方体试块，水泥为古庙P.O.42.5普通硅酸盐水泥。两系列配合分别以RC-Ⅰ-00和RC-Ⅱ-00作为基准配合比，在其它条件不变的情况下，用再生粗骨料部分或全部取代基准配合比中的天然骨料（即碎石）,混凝土配合比编号的最后两位数字为再生粗骨料取代率(RCA占粗骨料总量重量百分比)，如RC-Ⅰ-30是将RC-Ⅰ-00中30%的天然粗骨料用相同质量的再生粗骨料代替。各混凝土配合比与坍落度及抗压强度试验结果见表3。
表3 混凝土配合比与坍落度及抗压强度试验结果
编号配合比(Kg/m3) 坍落度（cm） 7d抗压强度 28d抗压强度
W：C：S：G：RCA （Mpa） （Mpa）
RC-Ⅰ-00 185：330：754：1131：06522.333.7
RC-Ⅰ-30 185：330：754：791.7：339.359 21.428.7
RC-Ⅰ-50 185：330：754：565.5：565.545 20.727.3
RC-Ⅰ-70 185：330：754：339.3：791.733 19.725.7
RC-Ⅰ-100 185：330：754：0：113118 18.824.9
RC-Ⅱ-00 185：430：643：1142：057 33.843.1
RC-Ⅱ-30 185：430：643：799.4：342.6 50 29.138.2
RC-Ⅱ-50 185：430：643：571：57142 29.436.2
RC-Ⅱ-70 185：430：643：342.6：799.4 35 25.533.8
RC-Ⅱ-100 185：430：643：0：11421524.130.9
由表3可以看到，两系列混凝土的坍落度随着再生骨料取代率的增大都表现出降低的趋势。出现以上情况可能是再生粗骨料的吸水率比天然粗骨料高，在拌制过程中，再生粗骨料吸入大量的拌合用水，导致实际拌合水减少，从而影响到混凝土拌和物的坍落度。因此，在实际应用中应考虑再生粗骨料的吸水特性，在拌制过程中适当补充了拌合水[3]，使坍落度能增加到满足施工要求。
由表4可看出，当再生粗骨料取代率分别为30%、50%、70%和100%时，再生混凝土的强度均低于同龄期的普通混凝土，而且强度降低的程度随再生粗骨料取代率的增加而增加。再生混凝土抗压强度低于普通混凝土的原因可能是再生粗骨料生产过程中骨料内部出现了累积损伤[1]，在压力作用下，骨料损伤部位出现应力集中，这一特点会加速混凝土试块的破坏速度；原因之二可能是再生骨料的表面环境不利于水泥石和再生骨料间粘结强度的发展，再生粗骨料与新旧砂浆之间存在的粘结较为薄弱，这也会使再生混凝土的强度降低。
4、结论
本文以《建筑用卵石、碎石（GB/T14685-2001）》为依据，测定再生粗骨料的工程技术参数，设计并完成10个混凝土配合比试验，最后进行立方体试块抗压强度试验，通过对比分析，得出：
（1）再生粗骨料的外形介于碎石与卵石之间，与天然粗骨料相比，其针片状颗粒含量较少，这一特点可减少骨料的空隙率，同时提高再生混凝土的抗压强度。
（2）与天然粗骨料相比，再生粗骨料的表观密度和堆积密度小，而空隙率大。为获得最佳颗粒级配，再生粗骨料应用于混凝土前，应先过筛分级；使用时根据连续粒级或单粒粒级的技术要求将不同粒径范围的骨料颗粒均匀混合。
（3）再生粗骨料的压碎指标值原高于天然粗骨料，也就是说再生粗骨料抵抗受压碎裂的能力比天然粗骨料弱，这是影响再生混凝土抗压强度的因素之一。
（4）再生骨料的吸水性能对再生混凝土拌和物的工作性能影响很大，再生混凝土配合比设计时应考虑骨料吸水率。
（5）再生混凝土强度与再生骨料的掺量密切相关，抗压强度随再生骨料取代率的增大而降低。因此，工程应用时应根据实际情况，通过配合比试验选用合适的再生骨料掺量，以便获得相应的强度。
（6）符合《建筑用卵石、碎石（GB/T14685-2001）》要求的再生粗骨料用于配制混凝土是可行的。
参考文献
[1] 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,2003,25(10):17-20,57.
[2]符方. 建筑材料[M].南京：东南大学出版社，1998.99-100
[3] 李佳彬, 肖建庄,孙振平. 再生粗骨料特性及其对再生混凝土性能的影响 [J]. 建 筑 材 料 学 报,2004,7(4):390-395.
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