再生粗骨料特性及其对再生混凝土性能的影响_李佳彬

收稿日期:2003-12-01;修订日期:2004-01-14基金项目:上海市科学技术委员会资助项目(02DZ12104)作者简介:李佳彬(1978-),男,河北献县人,同济大学硕士.

文章编号:1007-9629(2004)04-0390-06

再生粗骨料特性及其对再生混凝土性能的影响

李佳彬1

,　肖建庄1

,　孙振平

2

(1.同济大学建筑工程系,上海200092;2.同济大学混凝土材料研究实验室,上海200092)摘要:系统测试了再生粗骨料的基本特性,研究了不考虑与考虑再生粗骨料的高吸水特性时再生混凝土的基本性能.结果表明,再生粗骨料的基本性能与天然骨料相比存在一定

差异,主要表现为密度低、吸水率大、压碎指标大、坚固性差.不考虑再生粗骨料的吸水特性时,再生混凝土的坍落度偏小,强度低于普通混凝土,且水灰比越大,强度降低越多;考虑再生粗骨料的吸水特性时,再生混凝土可获得与普通混凝土相近的坍落度,强度则较普通混凝土降低更多,但其降低程度随水灰比的增大而减小.关键词:再生粗骨料;再生混凝土;吸水率;坍落度;抗压强度中图分类号:X 799.1;TU 528.041 文献标识码:A

Properties of Recycled Coarse Aggregate and

Its Influence on Recycled Concrete

LI Jia -bin 1,　X IAO Jian -zhuang 1,　SU N Zhen -ping 2

(1.Department of Building Engineering ,Tongji University ,Shanghai 200092,China ;boratory of Concrete Materials Research ,Tongji University ,Shanghai 200092,China )

A bstract :Some properties of recycled coarse aggregate (RCA )w ere tested .The basic performance of recycled concrete with o r without considering the high w ater absorption of RCA w as studies .The re -sults indicate that properties of RCA are different from that of natural coarse agg tegate (NCA ),mainly

characterized as low density ,high w ater absorption and crush index as well as low soundness .The slum p and compressive strength of concrete w ith recy cled agg regate are lower than that of concrete w ith natural agg regate w hen high w ater absorption of RCA is not considered .However ,when high w ater absorption is considered ,the compressive streng th decreases further ,w hile the slum p can be similar to that of concrete w ith natural agg reg ate .

Key words :recy cled coarse agg reg ate (RCA );recycled concrete ;water absorption ;slump ;compres -sive strength

尽管混凝土材料的使用寿命较长,但是混凝土构筑物或建筑物在使用一段时间后,终将由于各种因素而被拆除,从而产生大量废弃混凝土.再生混凝土技术可实现对废弃混凝土的循环利用,通常被看作是发展绿色混凝土的主要措施之一[1]

.再生混凝土是利用再生骨料,部分或全部替代天然骨料配制而成的混凝土.所谓再生骨料是指由废弃混凝土经破碎、分级所形成的骨料.根据其粒径的大小,再生骨料可以分为再生粗骨料(粒径>5m m )和再生细骨料(粒径<5mm ).

第7卷第4期2004年12月

建　筑　材　料　学　报

JO URN AL O F BUI LDI NG M A T ERIA LS

Vol .7,No .4

Dec .,2004

Sidney [2]指出,由于再生细骨料中含有大量水化水泥浆体和二水石膏,不宜再用于拌制混凝土,因此再生骨料一般指再生粗骨料.近年来,一些发达国家相继制定了再生骨料的质量标准和使用规程[3]

.国内关于再生粗骨料基本性能的研究已有所开展[4～6]

,但尚未制定出相应的标准或规

程,加之再生粗骨料本身的随机性和变异性,故仍需要对其基本特性及其对再生混凝土性能的影响进行系统的研究.

1　再生粗骨料基本性能试验

1.1　试验原材料

再生粗骨料由上海某机场跑道废弃混凝土经颚式破碎机破碎而成,该批废弃混凝土年代较久,技术资料不详.再生粗骨料的外形介于碎石与卵石之间,略扁并带有若干棱角,孔隙较多,表面附着

有30%(质量分数,本文中所涉及的各百分数均为质量分数)左右的硬化水泥浆;粒径主要包括5～15mm 和15～31.5m m 两种.天然粗骨料为碎石,粒径为5～31.5mm .1.2　粗骨料级配

天然粗骨料(NCA )为连续级配;再生粗骨料采用连续级配(RCA Ⅰ)和自然级配(RCA Ⅱ)2种.NCA 与RCA Ⅰ的级配组成见表1所示.选择RCA Ⅱ是考虑到由目前的破碎工艺所形成的再生粗骨料一般不可能达到连续级配,故将现有粒径按不同比例组合,测试其堆积密度,堆积密度最大的即为较优的自然级配.通过测试可知,当5～15mm 与15～31.5mm 再生粗骨料之质量比达3∶2时,其堆积密度最大,为1290kg /m 3

,故本文中取再生粗骨料自然级配(RCA Ⅱ)为2种粒径(5～15mm ,15～31.5mm ),它们的质量比为3∶2.1.3　主要试验结果

按照《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》(JGJ 53—92),主要测试了再生粗骨料的堆积密度、表观密度、吸水率、针片状颗粒含量、压碎指标、含泥量和坚固性等指标.1.3.1　堆积密度与表观密度

试验结果见表2.由表2可见,与天然粗骨料相比,再生粗骨料的堆积密度与表观密度分别降低了约13%和12%,原因主要是其表面水泥砂浆的含量较高.

表1　天然粗骨料与再生粗骨料的级配组成Table 1　Grading of NCA and RCA Ⅰ

w /%

Code Scope /mm

5～1010～2020～31.5NCA 14.3646.6838.96RCA Ⅰ

12.56

0.76

36.68

表2　天然粗骨料与再生粗骨料的堆积密度和表观密度Table 2　Bulk density and apparent density of NCA and RCA Code Bulk density /(kg ·m -3)Apparent dens ity /(kg ·m

-3

)

NCA 14532820RCA Ⅰ12602482RCA Ⅱ

1290

2520

1.3.2　吸水率

10min ,30min ,24h 的吸水率测试结果见表3.由表3可见,再生粗骨料的吸水率明显高于天然粗骨料.RCA Ⅰ和RCA Ⅱ的吸水率分别约为NCA 的16倍和23倍.原因主要是再生粗骨料表面附着部分水泥砂浆,其孔隙率大,在短时间内即可吸水饱和,10min 可达饱和程度的85%左右,30min 可达饱和程度的95%以上.

为反映粒径与再生粗骨料吸水率的关系,测试了5～10mm ,10～20mm ,20～31.5m m 粒径的再生粗骨料10min ,30min 和24h 的吸水率,结果见表4.可见,再生粗骨料的吸水率随粒径的减小而增加.这是因为再生粗骨料粒径愈小,其比表面积越大,从而使吸水率越大.1.3.3　压碎指标

NCA ,RCA Ⅰ和RCA Ⅱ的压碎指标值分别为4.04%,17.1%和15.2%.再生粗骨料的压碎指标值显著大于天然粗骨料,表明其强度较低.这主要是因为再生粗骨料表面水泥砂浆含量较高,导致其较易破碎.

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　第4期李佳彬等:再生粗骨料特性及其对再生混凝土性能的影响