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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第3期

再生粗骨料在C60高強混凝土中的應用

孫作芹，滕凱

［摘 要］本文介紹了由廢棄混凝土破碎的再生粗骨料替代石灰石粗骨料在 C60 高強混凝土中的應用。研究表明通過調整混凝土配合比，優(yōu)質再生粗骨料能夠部分替代石灰石骨料用于生產(chǎn) C60 高強混凝土，混凝土拌合物的狀態(tài)和硬化后的力學性能均能滿足要求。

［關鍵詞］再生粗骨料；石灰石粗骨料；高強混凝土

0 引言

近年來，由于環(huán)保的影響，天然砂石限制開采，砂石緊缺，價格居高不下，由建筑垃圾破碎的再生骨料的利用受到國家和地方政府的大力支持。2020年5月，住建部印發(fā)《關于推進建筑垃圾減量化的指導意見》和《施工現(xiàn)場建筑垃圾減量化指導手冊（試行）》作為當前和今后指導建筑垃圾源頭減量化工作的重要文件，使建筑垃圾再生骨料的應用成為了今后的大熱項目。本文研究城建礦業(yè)生產(chǎn)的混凝土再生粗骨料，我司承擔有大量的棚戶區(qū)改造項目，從而產(chǎn)生了大量的建筑廢固，這些廢固需要消化，即再生利用。這種粗骨料的吸水率、表觀密度和微分含量都屬于一級再生骨料范圍，只有壓碎值略大于12%，因為絕大多數(shù)的再生骨料的壓碎值都大于12%，屬于Ⅱ類再生粗骨料范圍。按JGJ/T 240—2011《再生骨料應用技術規(guī)程》中規(guī)定只能應用于C40及以下強度等級混凝土，不允許生產(chǎn)C40以上強度等級混凝土，更不用說生產(chǎn)C60高強混凝土了。本文通過調整配合比，用部分再生骨料替代石灰石骨料做C60高強混凝土試驗，并通過摻加微細礦粉和高效減水劑提高其力學性能，對比不同摻量的再生粗骨料對C60高強混凝土強度和狀態(tài)的影響。

1 再生粗骨料的技術指標

根據(jù)GB/T 25177—2010《混凝土用再生粗骨料》規(guī)定，按性能要求分為Ⅰ類、Ⅱ類和 Ⅲ 類，具體劃分要求見表1。

2 原材料的選擇

（1）水泥：山水水泥PO42.5水泥，3d 水泥抗壓強度為30MPa，28d水泥抗壓強度為52.6MPa，標稠用水量27.6%。

）礦粉：日照鋼廠S95級礦粉，7d活性88%28d活性101%，比表面積407m/kg

（3）粉煤灰：華能電廠F類I級粉煤灰，燒失量0.7%，細度12%，需水量比98%。

（4）細骨料：山東萬方破碎的機制砂中砂，性能指標見表2。

）粗骨料：日照市嵐山區(qū)超能公司25mm連續(xù)級配石灰石碎石和25mm連續(xù)級配混凝土破碎的再生粗骨料，性能指標見表和表

（6）外加劑：采用山東凱裕達新材料科技有限公司泵送劑，減水率20%，固含量13%。

3 C60高強混凝土配合比與試驗方法

根據(jù)JGJ/T 281—2012《高強混凝土應用技術規(guī)程》選擇混凝土水膠比0.29，砂率38%，單方混凝土膠材總量550kg。初步確定的混凝土基準配合比見表5。

在使用表5基準配合比的基礎上，將再生骨料從0～ 100%替代石灰石碎石制備混凝土，制備過程中發(fā)現(xiàn)，隨著再生骨料摻量的提高，混凝土拌合物中的石子逐漸顯現(xiàn)。因為再生粗骨料的表觀密度比石灰石碎石的表觀密度小，相同質量的石子體積大，所以顯石子多，同時還容易浮在水泥砂漿的上面，更顯得砂率較小。根據(jù)上述試配結果，為了提高摻再生骨料混凝土的和易性，適當提高用水量和外加劑摻量，并適當提高混凝土砂率。調整后的混凝土基準配合比見表6。

在基準配合比的基礎上，將再生骨料從0～100%替代石灰石碎石制備混凝土試件，檢測混凝土拌合物的出機坍落度、出機擴展度和狀態(tài)，及1h后坍落度、1h后擴展度和狀態(tài)；混凝土養(yǎng)護至齡期后，測試混凝土的7d28d抗壓強度。

4 試驗結果分析

以表6為初步試驗基準配合比，改變再生骨料摻量，檢測混凝土性能。試驗結果見表7。

從表7可以看出，隨著再生粗骨料摻量的提高，混凝土的出機坍落度和擴展度逐漸減小，同時1h的混凝土坍落度損失加大。這是因為再生骨料的吸水率較高，吸附大量的水和外加劑，使其流動性變差。硬化后混凝土的強度隨著再生骨料摻量的增加逐漸降低，且7d到28d抗壓強度增長變慢。因為再生骨料的壓碎值較高，其強度低，7d時高強混凝土試塊壓碎后從石子開始破碎，說明再生骨料的強度是混凝土中的薄弱環(huán)節(jié)，那么后期齡期再延長，或增加水泥用量調整配合比，也只是膠凝材料強度的變化，對混凝土整體強度無太大貢獻，所以28d抗壓強度增長幅度變小。

由表7還可知，再生粗骨料摻量在20%對C60高強混凝土的工作性能和強度影響最小；摻量在40%和60%也能滿足設計要求；雖然再生骨料摻量在80%和100%的28d抗壓強度也達到60MPa以上，但均未達到混凝土的28d抗壓強度設計強度的1.15倍（69MPa）。所以通過調整不同摻量再生骨料的混凝土的配合比，Ⅱ類再生粗骨料可以部分替代石灰石骨料用于生產(chǎn)C60高強混凝土，最大摻量不宜超過粗骨料的60%。

5 生產(chǎn)中使用再生粗骨料注意事項

（1）注意再生粗骨料中的雜質含量，再生骨料中不得有磚頭、鋼筋、木棍等雜物。

（2）C60高強用再生粗骨料的原材料要選擇吸水率較低的廢棄混凝土，微粉含量小于0.5%，表觀密度大于2450kg/m。由于再生骨料的壓碎值普遍較高，真正小于12%壓碎指標的一類再生粗骨料較少，或者壓碎值不穩(wěn)定，所以高強混凝土用再生骨料的最大壓碎指標控制不宜大于15%。

（3）再生粗骨料的吸水率比石灰石的要大，為了保證混凝土出機狀態(tài)和坍落度損失，根據(jù)再生骨料的不同摻量應該適當增大水膠比和外加劑摻量。

（4）再生粗骨料的表觀密度小，根據(jù)再生骨料的不同摻量應適當增加混凝土的砂率，滿足和易性。

6 結論

（1）本試驗通過調整配合比使用再生粗骨料可以部分替代石灰石骨料用于生產(chǎn)C60高強混凝土，最佳摻量在20%，不宜超過60%。

（2）再生骨料的吸水率較高，隨著再生骨料摻量的提高，混凝土的出機坍落度逐漸變小、坍落度損失逐漸加大。

（3）再生粗骨料的表觀密度較小，隨著再生粗骨料摻量的提高，混凝土逐漸露石子，砂率逐漸顯小，需要適當調整砂率。

（4）再生粗骨料的壓碎值較高，隨著再生粗骨料摻量的提高，混凝土的抗壓強度逐漸降低，C60高強混凝土7d到28d抗壓強度增長率逐漸變小。配制C60混凝土時，要嚴格控制再生骨料的壓碎指標，控制在15%以內(nèi)，同時控制好水膠比。

7 結語

廢混凝土塊的回收利用可以作為一項環(huán)保產(chǎn)業(yè)來發(fā)展，更具規(guī)模經(jīng)濟效應，通過有效的技術改善再生骨料質量，使它完全可以制備高性能混凝土，從而廣泛應用于承重結構中，大大提高了再生骨料的附加值，能夠帶來巨大的經(jīng)濟效益。再生混凝土粗骨料的價格較低，所以使用再生粗骨料替代石灰石骨料能大量減低混凝土的成本。

由于我國經(jīng)濟進人高速發(fā)展階段，基礎建設因人為因素引起的白然災害（洪水、水土流失、土地荒漠化、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等），每年給我國帶來的直接和間接經(jīng)濟損失達數(shù)百億元。使用再生骨料在獲得經(jīng)濟效益的同時，還能保護天然骨料資源，節(jié)省天然骨料開采能源和費用，減輕廢混疑土占地和對環(huán)境的污染，從而帶來巨大的環(huán)境效益。

參考文獻

[1] GB/T 25177—2010．混凝土用再生粗骨料[S]．

[2] JGJ/T 240—2011．再生骨料應用技術規(guī)程[S]．

[3] JGJ/T 281—2012．高強混凝土應用技術規(guī)程[S]．

[4] GB/T 14684—2022．建設用砂[S]．

[5] JGJ 52—2006．普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準[S]．

供稿人：孫作芹，滕凱

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

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《建筑固廢再生砂粉應用技術規(guī)范》行標

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術規(guī)程》CECS

《預拌混凝土使用說明書》團標

《砂漿和混凝土用石屑》團標

《預拌混凝土產(chǎn)品質量追溯規(guī)范》團標

【會議培訓】

2025全國混凝土行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展與廢棄物資源再生技術交流大會

第十屆全國建筑固廢和余泥渣土處理及資源化利用大會暨中國砂石協(xié)會建筑固廢利用分會年會

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《新技術在混凝土中的應用》圖書

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《預拌混凝土企業(yè)標準化試驗室建設指南》圖書

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