安徽建筑工业学院本科生毕业论文
第3章 试验结果与理论分析
3.1 试验结果
3.1.1再生粗骨料的吸水率分析
国内外的有关研究表明，再生骨料的吸水率高是个不争论的事实。图3.1是本试验所用的再生粗骨料的吸水率。
54再生粗骨料吸水率/210020406080100浸泡时间/min 图
3.1再生粗骨料的吸水率
（注：该时间为再生粗骨料在水中浸泡时间）
由图3.1可以看出本试验再生粗骨料的吸水率随着浸泡时间的延长而不断增大，并在4%~5%之间。而一般天然粗骨料的吸水率在1%左右，由此可以看出再生粗骨料的吸水率远大于天然粗骨料，约为天然粗骨料的4倍，甚至在4%以上。
造成该现象的主要原因是再生粗骨料中附着大量的水泥砂浆，其孔隙率大，而且水泥砂浆的吸水率大于石子的吸水率，因此再生粗骨料的吸水率远大于天然石子。另外，再生粗骨料在破碎过程中会产生微裂缝，这些微裂缝的存在同样会使再生粗骨料的吸水率增大，所以再生粗骨料在利用之前应对其进行预处理。再生粗骨料在吸水30min后可达饱和程度的90%左右，因此对再生粗骨料浸泡30min后便可进行混凝土
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废弃混凝土再生骨料的技术研究
的拌制。这样的预处理能使再生粗骨料达到天然粗骨料的吸水性质，对混凝土的和易性及后期凝结硬化以及强度性能十分有利。也可以通过增大水灰比的办法，弥补吸水率大的缺点。
3.1.2再生粗骨料取代率对再生混凝土和易性的影响
根据选定的混凝土配合比(在保持相同的水灰比条件下)配制再生混凝土，分析再生粗骨料取代率的变化对再生混凝土坍落度的影响。测得再生混凝土的坍落度值如表2.14和表2.15，再生粗骨料取代率与坍落度的关系如图3.2。
38预泡水再生 混凝土未处理再生 混凝土36坍落度/mm343230020406080100再生粗骨料取代率/%
图3.2 再生粗骨料取代率与坍落度的关系
由图3.2分析可知，再生混凝土的坍落度小于普通混凝土，再生粗骨料取代率为80%时，再生混凝土的坍落度比普通混凝土小20%。在水灰比一定的情况下，再生混凝土实测的坍落度随着再生骨料取代率的增加而逐渐减小，即流动性降低,都能满足现行规范对混凝土和易性的要求。造成该现象的主要原因是再生骨料表面粗糙，孔隙多，吸水率大。
当再生骨料取代率为50％以上时，坍落度下降较多，严重影响了再生混凝土的和易性。当再生骨料的取代率为0％时，即混凝土中的粗骨料全部为天然碎石，再生混
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凝土的坍落度为38 mm，粘聚性和保水性较差，有少量的泌水和离析现象，流动性较高，而当再生骨料取代率为100％时，即混凝土中的粗骨料全部为再生骨料时，再生混凝土的坍落度仅为30 mm，粘聚性和保水性好，没有任何泌水和离析现象，流动性偏低。因为再生骨料外表面粘附有大量的水泥砂浆，并且废弃混凝土破碎时骨料内部产生部分裂缝，从而表现为较一般碎石大的吸水率，亲水性较强，并且由于再生骨料表面粗糙，孔隙率大，在混凝土拌合过程中吸收了部分水分，从而明显地影响了再生混凝土的和易性。因此，由以上分析可知，再生混凝土的流动性随着再生骨料取代率的增加而逐渐降低，但粘聚性和保水性得到改善，泌水和离析现象减少。 3.1.3不同处理条件下再生粗骨料取代率对再生混凝土抗压强度的影响
根据选定的混凝土配合比(在保持相同的水灰比条件下)配制再生混凝土，分析再生粗骨料取代率的变化对再生混凝土抗压强度的影响。测得再生混凝土的抗压强度度值如表2.14和表2.15，不同处理条件下再生粗骨料取代率与抗压强度的关 系如图3.3。
预泡水再生 混凝土未处理再生 混凝土4038抗压强度/Mpa36343230020406080100再生粗骨料取代率/%
图3.3再生粗骨料取代率与抗压强度的关系
由图3.3可以看出由经过泡水处理的再生粗骨料制备出的混凝土抗压强度均比未经任何处理的再生混凝土低。同时就单个曲线而言，随着再生粗骨料掺量的增加，抗压强度呈下降趋势。即随再生粗骨料的比例增加，再生混凝土的强度降低。全部采用
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再生粗骨料的再生混凝土的抗压强度低于相同配比的普通混凝土的抗压强度，降低范围为10%一25%.
由图3.3可以看出：(1)当再生粗骨料取代率分别为30％，50％，80%和100％时，无论是否考虑其吸水特性，再生混凝土的强度均低于普通混凝土，而且强度降低的程度随再生粗骨料取代率的增加而增加．这主要是由于再生粗骨料孔隙率较高，承受压力时容易形成应力集中所致．但当再生粗骨料的取代率为50％时，再生混凝土的强度却反而较高，原因可能是此时天然粗骨料与再生粗骨料形成的级配较优，并且再生粗骨料表面粗糙，棱角突出，提高了骨料与砂浆之间的粘结力和摩擦力。
(2)未处理与预泡水再生粗骨料两种情况下的再生混凝土，前者的强度要高于后者，原因是前者的有效水灰比较低，因而强度较高．
3.1.4不同处理条件下再生粗骨料取代率对再生混凝土抗压强度提升率的影响
由选定的混凝土配合比配制再生混凝土，分析再生粗骨料取代率的变化对再生混凝土抗压强度提升率的影响。测得再生混凝土的抗压强度提升率如表2.14和表2.15，不同处理条件下再生粗骨料取代率与抗压强度提升率的关系如图3.4。
预 泡水再生 混凝土 未处理再生 混凝土0-5抗压强度提升率/%-10-15-20-25020406080100再生粗骨料取代率/%
图3.4 再生粗骨料取代率与抗压强度提升率的关系
当再生粗骨料取代率分别为30％，50％，80%和100％时，未经处理即未考虑其吸水特性的再生混凝土强度降低12％～14％；预泡水处理即考虑其吸水特性的再生
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混凝土强度降低14％～24％。再生混凝土抗压强度下降的原因有以下两个方面：一是再生骨料表面环境不利于水泥石和再生粗骨料间粘结强度的发展，再生粗骨料与新砂浆之间粘结胶为薄弱；二是再生粗骨料内部出现了积累损伤，在轴向压力作用下，骨料损伤部位容易出现应力集中。为了使再生混凝土获得较高的抗压强度，有关研究文献建议再生粗骨料的取代率不宜超过30%。这和上图是完全吻合的。
3.2 理论分析
3.2.1再生粗骨料不同取代率对再生混凝土流动性及强度的影响
随着再生粗骨料掺量的增加，混凝土坍落度呈下降趋势。这主要是由于再生粗骨料表面水泥浆含量较大，吸水率较高，导致需水量的增加，在相同用水量时就表现为流动性较差。当再生粗骨料取代率小于 50% 时，随着粗骨料取代率的增加，混凝土强度也相应增加；大于 50% 时，随着粗骨料取代率的增加，混凝土强度呈下降趋势；当废弃混凝土掺量在 50% 时，混凝土强度达到最高。造成这种结果的主要原因是再生粗骨料强度较碎石强度低，但其颗粒表面更为粗糙、多棱角，因而其与水泥石的粘结力比碎石更好，另外再生粗骨料与碎石颗粒在级配上也存在差异。 3.2.2未经处理的再生混凝土强度分析
在坍落度均能满足要求的情况下，再生混凝土的强度均降低。当再生混凝土骨料未经任何处理时，再生骨料掺量在30%～50%之间，再生混凝土的强度都有所提升，强度提高范围在0.1%～5%，平均约2%。这是由于当配制C35强度再生混凝土时，再生骨料与新拌水泥之间有较好的相容性，并且彼此之间存在着化学反应，这使得水泥的胶结作用增强。其次，再生骨料表面粗糙,界面啮合能力强。同时，由于再生骨料吸水率高,加水搅拌后,再生骨料大量吸收新拌水泥浆中多余的水分,既降低了粗骨料表面水灰比,又降低了混凝土拌和物的有效水灰比,导致再生混凝土的强度增加。由于本试验中拌合物的水灰比较小，因此存在上述作用但作用较弱。但当再生骨料掺量为100%时，强度达到最低。这是由于再生骨料的掺量也是影响再生混凝土强度的一个因素。由于拌合物中水灰比较小，当再生骨料吸收水泥中水后，拌合物中的水灰比变得很小，交接面的强度变低，因此，强度降低。
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