再生粗骨料的基本特性研究

再生粗骨料的基本特性研究
左工;刘锋;李泽良
【摘要】In-order-to-explore-the-basic-properties-of-recy-cled-coarse-aggregate-and-to-provide-the-basis-for-the-design-of-concrete-mix-
ratio-of-regeneration.-This-paper-compares-the-differences-between-the-physical-properties-of-natural-aggregate-and-recycled-coarse-aggregate,-gradation,-through-the-recycled-coarse-aggregate-and-natural-aggregate-bulk-density,-apparent-density,-water-absorption,-crush-index-value-comparison:-the-waste-concrete-crushing,-sieving-after-removal-of-impurities-and-after-cleaning,-can-get-good-gradation-of-recycled-coarse-aggre-gate,-quality-in-line-with-the-requirements.%为了解再生粗骨料的基本性能并给再生混凝土配合比设计提供依据，本文通过试验对天然骨料和再生粗骨料之间的物理性能差异进行对比，通过对再生粗骨料和天然粗骨料的级配、堆积密度、表观密度、吸水率、压碎指标值对比得出：将废旧混凝土经过多次破碎、筛分去除杂质和清洗后，可以得到级配良好、质量符合规范要求的再生粗骨料。

【期刊名称】《四川建材》
【年(卷),期】2014(000)004
【总页数】2页(P23-24)
【关键词】再生混凝土;天然骨料;物理性能
【作者】左工;刘锋;李泽良
【作者单位】宿迁学院建筑工程系，江苏宿迁 223800;宿迁学院建筑工程系，江苏宿迁 223800;宿迁学院建筑工程系，江苏宿迁 223800
【正文语种】中文
【中图分类】TU502
0 前言
随着我国城镇化进程的发展，建筑废物的问题日愈严重。

国内外对于再生粗集料和再生混凝土已经开展广泛的研究。

本文通过试验对天然骨料和再生粗骨料之间的物理性能差异进行试验和对比，以便为再生混凝土的试验用配合比提供依据。

1 再生粗骨料的制备过程
本次试验所采用的再生粗骨料来自于江苏宿迁市某工地的废弃混凝土，抽出其中钢筋，经破碎、清理而得，原混凝土强度为C30，属于第一类可回收废弃混凝土。

将废混凝土经破碎、加工后，所得粒径为5～31.5 mm的骨料作为再生粗骨料。

再生粗骨料主要包括单独的天然骨料和表面附着水泥砂浆的骨料泥，其表面粗糙，表面砂浆裂缝较多。

工地废弃的混凝土块运回实验室后，经人工初次破碎为大小为100 mm×100 mm 左右的碎块，再采用破碎机对碎块进行二次破碎，破碎后的集料颗粒最大粒径约为30 mm(见图1)，然后对集料进行清洗筛分以去除骨料中较多的粉尘杂质，按照JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》要求，对再生骨料进行筛选分级。

筛分采用标准方孔筛加工完善的机理颗粒。

考虑到小颗粒再生粗骨料中砂浆颗粒和杂质较多，本次试验中粒径小于5mm的再生颗粒全部舍弃。

制作再生粗骨料的基本工艺流程见图2。

图1 再生粗骨料
图2 再生骨料制作工艺流程
2 再生粗骨料的基本特性
2.1 颗粒级配
本次试验所用天然骨料是建筑市场上常用的2号石子，再生骨料为废弃混凝土破碎、清理、筛分而得。

取50%的天然骨料和50%再生骨料配制成混合骨料，将三种骨料进行级配试验研究，级配曲线如图3所示。

由图3可知，三种骨料均满足碎石连续级配要求，三种骨料的级配均为良好，表
明再生骨料级配与天然骨料级配相差很小。

图3 再生骨料级配曲线
2.2 堆积密度与表观密度
再生粗骨料与天然粗骨料的堆积密度和表观密度的试验结果见表1。

试验结果表明:与天然粗骨料相比，再生粗骨料的堆积密度和表观密度分别降低8%和10%，密
度降低的主要原因是再生粗骨料表面裹有水泥砂浆，另外再生粗骨料里还包含部分独立成块的水泥砂浆。

水泥砂浆的密度要低于天然碎石的密度，导致再生粗骨料的密度要低于天然粗骨料。

表1 再生粗骨料与天然粗骨料的密度kg·m-3试验内容NCA RCA堆积密度2 780 2 510 1 478 1 360表观密度
2.3 吸水率
再生粗骨料与天然粗骨料的吸水率试验结果见表2，试验表明:再生粗骨料的吸水
率高于天然粗骨料，大约为天然粗骨料的3.7倍。

其原因在于再生骨料颗粒棱角多，表面粗糙，组成成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
屑形式存在)，水泥砂浆石本身孔隙比较大，且在破碎过程中，其内部产生大量的
微裂缝，因此，再生骨料的吸水性和吸水速率比天然骨料要大。

随时间的变化关系可以看出，天然粗骨料和再生粗骨料均在短时间内吸水饱和。

对于再生粗骨料，
10 min吸水量可以达到饱和量的85%，30 min吸水量可以达到饱和量的95%以上。

表2 天然粗骨料和再生粗骨料的吸水率 %试验内容NCA RCA 10 min吸水率0.68 2.53 0.58 2.14 30 min吸水率 0.65 2.38 24 h吸水率
2.4 孔隙率
粗骨料的孔隙率可以根据公式计算:
式中ρ—粗骨料的表观密度，kg/m3;
Wa—粗骨料的吸水率，%。

天然粗骨料与再生粗骨料孔隙率的计算结果见表3。

由计算结果可得，再生粗骨料的孔隙率高于天然粗骨料，大约为天然粗骨料的3.37倍。

这主要是由于再生粗骨料中旧天然粗骨料表面水泥砂浆含量高，还有部分独立成块的水泥砂浆颗粒，而水泥砂浆石的空隙率要远远大于碎石。

高孔隙率会导致再生混凝土在轴压作用下易在再生粗骨料内部产生应力集中现象，降低了再生混凝土的抗压强度。

表3 天然粗骨料和再生粗骨料的孔隙率 %测试项目1.9 6.4孔隙率NCA RCA 2.5 压碎指标值
压碎指标值反映骨料的抗压碎能力。

天然粗骨料与再生粗骨料压碎指标值试验结果见表4。

从表4可见，再生粗骨料的压碎指标值要大于天然粗骨料，表明再生粗骨料的强度较低，这主要是因为再生粗骨料表面水泥浆含量高和其内部的微裂缝的存在，导致较天然骨料易破碎。

表4 天然粗骨料和再生粗骨料的压碎指标 %测试项目3.74 13.86 NCA RCA压碎指标值
由以上试验可以看出，本试验中所选用的再生粗骨料能够满足规范GB/T 14685-2001《建筑用碎石、卵石》中对粗骨料的要求(表观密度≥2 500 kg/m3，堆积密
度≥1 350 kg/m3，吸水率≤10%，压碎指标值≤16%)。

因此，目前看来，该再生粗骨料可以代替天然粗骨料配制混凝土。

3 结语
本次试验对再生粗骨料的基本特性进行试验研究，从而为试验用配合比提供依据，同时与天然骨料的物理性能进行对比得到以下结论:
1)将废旧混凝土经过多次破碎、筛分去除杂质和清洗后，可以得到级配良好、质量符合规范要求的再生粗骨料。

2)再生骨料表面附有一定量砂浆，并且在混凝土块破碎的过程中，再生骨料会产生大量微裂纹，这些因素导致再生粗骨料的表观密度要小于天然骨料小、吸水率和压碎值指标要高于天然骨料。

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参考文献:
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