再生骨料和再生混凝土配合比设计--x

3.0 闻远设计 2023-05-05 130 4 42.15KB 4 页 2光币

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再生骨料和再生混凝土配合比设计

“ ”伴随着城市化的进程，废弃混凝土作为城市这个综合生命体的代谢产物 ,其产生量也迅速增

“ ”加，如何对废弃混凝土进行再生资源化利用 ,用再生骨料来替代天然骨料，并进行有效利用，

既可以减少混凝土工程对天然砂、石的依赖，又保护了生态环境，是未来发展的趋势，也是城

市发展的必然要求[1~5].然而再生骨料与天然骨料在性能上存在显著差异，所以在进行配合比

设计时，除参考普通混凝土配合比设计的影响因素外，还需要考虑再生骨料的吸水性、表观密

度和替代率等其它因素影响，为此课题组针对再生骨料和再生混凝土进行了相应研究。

1再生粗骨料的特性

（1）再生骨料表观密度和堆积密度。再生骨料来源较复杂，同天然砂石相比，其表面还包裹

着相当数量的水泥砂浆等，其表面粗糙、棱角较多，骨料表面粘附着不少水泥砂浆，其孔隙率

大、吸水率也高，再加上混凝土块在加工、破碎、解体过程中，会形成一定损伤，因此再生骨

料内部存在着大量的微裂纹，从而导致再生骨料的表观密度比普通骨料低，吸水率高和吸水迅

速等特点，单纯的再生骨料其级配不如天然骨料，因此其堆积密度也较小。课题组在浦东随机

抽取了天然骨料和再生骨料生产企业的粗骨料（编号为 A、B、C、D、E、F、G、H,再生粗骨

料取代率为 60%）各八次经试验结果如表 1所示。显示再生骨料的堆积密度为天然骨料的 96%,

堆积密度的 89%.

（2）粗糙程度。再生骨料比天然骨料粗糙，在加工过程中，部分石子，因受力而沿着裂纹开

裂，产生了新的粗燥面，棱角效应明显增加，同时通过破碎、筛分，原有骨料中的软质颗粒、

不良砂浆面会被重新整形，增加了粗糙程度、增强了棱角效应，改善了粒形，并通过一系列的

加工，再生骨料的性能得到了相应优化，使再生粗骨料可以满足配制混凝土的要求。

（3）压碎指标。再生粗骨料的压碎指标是衡量其在逐渐增加荷载情况下抵抗压碎的能力，压

碎指标值越小，证明其坚固性能越好，而再生粗骨料的压碎指标值高于天然骨料，因而再生粗

骨料的坚固性明显低于天然骨料，从实验数据看，再生粗骨料压碎指标值平均为13.88%,远大

于天然骨料的 2.46%,主要原因是再生粗骨料表面水泥砂浆含量较高，导致其容易破碎。《普通

混凝土用砂、石质量及检验方法标准》对的混凝土要求，C40~C60 粗骨料的压碎指标，从实验

数据看不能满足要求，因此对一般再生粗骨料的应用范围应予以限制，即C40.但可以满足 C35

混凝土对粗骨料的要求（压碎指标 16%），因此再生粗骨料一般可用于 C35 混凝土中。

（4）含泥量。再从表 1可以看出，经过加工，再生粗骨料的平均含泥量 2.22%,和天然骨料的

含泥量 2.46%相当，《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中对 C55~C30 中粗骨料的含

泥量 1%,因此再生粗骨料在用于混凝土中时，可进行适当清洗除泥。

（5）工作性能。在未考虑再生骨料吸水特性情况下拌制的再生混凝土，其流动性小，坍落度

较普通混凝土小，粘聚性和保水性较普通混凝土好；如果对再生粗骨料的吸水特性予以考虑，

增加附加用水，再生混凝土可以达到与普通混凝土相似的流动性和坍落度，其粘聚性和保水性

较普通混凝土好。

2配合比设计设计的有关问题

2.1 强度计算

混凝土强度等级不大于 C60 等级时，混凝土水胶比宜按下式计算[6]:

式中，αa、αb 为回归系数；fb 为胶凝材料（水泥与矿物掺合料按使用比例混合）28d 胶砂强

度，MPa;试验方法应按现行国家标准B/T17671《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》执行。

2.2 配合比计算

再生混凝土应采用体积法进行配合比计算，不宜采用质量法，这主要基于不同等级、不同取代

率的再生粗骨料配制的再生混凝土，其干表观密度可在较大范围内变动考虑的。

2.3 附加用水问题

再生混凝土不能机械地套用普通混凝土配合比的设计方法，应考虑再生粗骨料吸水率比较大的

问题[7],可对再生粗骨料进行预湿处理，保证再生混凝土良好的工作性能。预湿处理用水量

ΔW,可按ΔW=5%mRCA,也可根据再生骨料的具体情况通过试验确定。（mRCA 为再生骨料的

质量，kg），从实验数据看粗骨料采用预湿处理的再生混凝土获得比较高的强度和良好的工作

性能（采用预湿处理的F组粗骨料 60 分钟坍落度达到75mm,28d 强度达到36.31MPa）。

2.4 微粉含量

微粉含量是指再生骨料中粒径小于 75 的组分。

在再生骨料生产过程中不可避免的产生，是再生骨料生产的副产品。再生骨料的微粉含量的高

低很大程度上影响再生骨料的堆积密度，含泥量，吸水率。随着微粉含量的增加，比表面积增

加，吸水、蓄水作用增加，对混凝土的工作性能有很大影响，进而对混凝土的硬化性能产生影

响。

2.4.1 同等用水量情况下，微粉含量对再生混凝土性能的影响

（1）工作性能。同等用水量的实验可看出，微粉含量多对于混凝土工作性能是不利的，主要

原因是微粉的比表面积大，吸水、蓄水能力强，使得拌合水量降低，而不能达到要求的工作性

能，因此加入微粉的同时，要采取相应措施，如加入减水剂或增加用水量等来保证混凝土的流

动性、粘聚性和保水性，见图 1.

（2）强度。实验数据显示，用再生粗骨料配制的混凝土强度较基准混凝土高，在混凝土拌制

过程中，增加微粉含量，再生混凝土的强度有小幅度增大。主要是因为由于微粉的蓄水效应，

导致混凝土有效水灰比降低，在一定程度上增大了再生混凝土的强度。

2.4.2 保持同等坍落度情况下，微粉含量对再生混凝土的影响

同等坍落度实验发现混凝土早期强度没有十分显著的变化趋势，后期强度明显下降见图 2.因而

对于后期强度，再生骨料中微粉的颗粒尺寸较大，不能够起到微集料效应，去填充混凝土中的

孔隙。但在不能起到积极作用的同时，微粉影响了混凝土的流动性能，也就影响了混凝土的密

实性。从数据看，少量微粉对强度没有不利影响，但随着微粉含量的增加，大量微粉吸附的水

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摘要：

再生骨料和再生混凝土配合比设计“”伴随着城市化的进程，废弃混凝土作为城市这个综合生命体的代谢产物,其产生量也迅速增“”加，如何对废弃混凝土进行再生资源化利用,用再生骨料来替代天然骨料，并进行有效利用，既可以减少混凝土工程对天然砂、石的依赖，又保护了生态环境，是未来发展的趋势，也是城市发展的必然要求[1~5].然而再生骨料与天然骨料在性能上存在显著差异，所以在进行配合比设计时，除参考普通混凝土配合比设计的影响因素外，还需要考虑再生骨料的吸水性、表观密度和替代率等其它因素影响，为此课题组针对再生骨料和再生混凝土进行了相应研究。1再生粗骨料的特性（1）再生骨料表观密度和堆积密度。再生骨料来源较复杂，...

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