混凝土強度往往會直接關係到建築結構的安全性，以下是小編蒐集整理的一篇探究再生混凝土力學性能試驗的論文範文，供大家閱讀參考。
摘要：採用經過破碎、篩分處理的建築垃圾作爲混凝土的再生粗骨料，代替天然粗骨料配製了C20級再生混凝土。再生骨料的取代率設計爲0、35%、65%、100%，進行了混凝土的抗壓強度試驗，並探討了摻入粉煤灰對其抗壓強度的影響。抗壓強度實驗在標準條件下養護28 d，在萬能壓力試驗機下測其強度，透過C20級再生混凝土28 d的抗壓試驗研究，得出了C20級再生混凝土的抗壓強度會隨再生骨料取代率的增大而降低，粉煤灰可以減少水泥用量但對抗壓強度影響不大的結論。
關鍵詞：再生粗骨料;混凝土;取代率;強度
1引言
近年來，隨着城市建築更新改造規模增大和自然災害的影響，產生的建築垃圾量越來越大。以前建築垃圾只是單純的作爲回填材料或露天堆放，處理方式單一，容易造成環境污染。前者從一定程度上來說沒有充分利用和回收資源，後者則佔用緊缺的土地資源，污染環境。我國每年產生的建築垃圾總量約爲35.5億t，約佔城市垃圾的40%。可是我國僅有不到5%的資源化率，遠低於發達國家95%的平均資源化率。我國制定了《混凝土用再生粗骨料》 (GB/T25177-2001)、《混凝土和砂用再生細骨料》(GB/T25176-2001)兩部國家標準。這些規範標準保證了再生骨料應用的質量，使得再生骨料更廣泛的運用於建設之中。再生骨料的應用可以解決天然石材資源枯竭、建築垃圾污染環境和佔用土地資源等問題。因爲再生骨料原材料的時間和空間上存在差異性，需要對再生骨料混凝土的性能作具體的研究[2]。
2試驗概況
2.1實驗材料
水泥爲普通硅酸鹽水泥(三峽P・C32.5);沙子爲天然粗砂，天然粗骨料爲卵石，再生粗骨料爲實驗室廢棄的C40-C50混凝土試塊，經人工破碎爲粒徑4.5～20 mm的碎塊，用4.5 mm的篩子篩分得到粒徑大於4.5 mm的碎塊。然後再用20 mm的篩子篩分得到粒徑爲4.5～20 mm的連續級配[2]。 按照《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》(JGJ53―92)分別測得再生骨料堆積密度爲 1190 kg/m3，表觀密度爲2640 kg/m3，壓碎指標爲16.2%，吸水率爲5.6%。
2.2配合比設計
本試驗參照《普通混凝土配合比設計規程》CECS207∶2006、《高性能混凝土應用技術規程》JGJ55―2011，配置C20級混凝土，再生粗骨料取代率分別取 0%，35%，65%，100%，分別設計了再生粗骨料不同取代率和有無粉煤灰對試塊的力學性能的影響。配合比爲水泥∶砂∶粗骨料∶水=333∶511.1∶1285.9∶180，水灰比爲0.54;摻粉煤灰的再生混凝土配合比爲水泥∶粉煤灰∶砂∶粗骨料∶水=320∶80∶507∶1183∶180，水灰比爲0.56。1 m3材料用量見表1。
在試驗過程中再生粗骨料的吸水率和吸水速率都要高於天然骨料，按照普通混凝土配合比設計的再生混凝土，必須要增加用水量才能滿足工作度要求。在相同單位用水量下，隨着再生骨料取代率的增加，就會使混凝土的坍落度逐漸變小，流動性變差，但保水性和粘聚性較好。由於再生骨料表面粗糙和孔隙率大使得其吸水率大，拌合混凝土的流動性差。再生骨料表面粗糙，增加了拌合和澆築時的摩阻力，所以再生混凝土比普通混凝土的保水性和粘聚力好[3]。
3試驗結果與分析
按照《普通混凝土力學性能試驗方法》(GB/T50081-2002)測抗壓強度。本試驗採用的混凝土試件尺寸爲100 mm ×100 mm ×100 mm，成型後在標準條件(溫度20士3 ℃，相對溼度90%以上)下養護28 d。從養護箱中取出混凝土試樣，將表面清理乾淨，檢查其外觀，將試塊放在試驗機的下壓板或墊板上，試塊的承壓面應爲成形時與頂面垂直的面，試件中心對準試驗機的下壓板中心，啓動試驗機，當上壓板快要接觸試塊時，調整球座使兩者均衡的接觸，加荷速度爲0.3～0.5 MPa/S，直至試樣破壞，記下最大荷載F。試驗結果見表2和圖1。
3.1再生骨料吸水率的影響
再生粗骨料比天然骨料的吸水率高，吸水率對再生混凝土的強度有較大的影響。混凝土加水拌和後，再生骨料大量吸水，使水泥漿體中實際水灰比降低。低強度混凝土的水灰比變化對強度的影響較爲敏感。吸水率隨再生骨料摻量增大而增大，使得水泥漿體中的實際水灰比降低，隨着實際水灰比的降低會影響再生混凝土的流動性，但再生混凝土的抗壓強度有所提高。在再生混凝土中，再生骨料表面的水泥砂漿與新拌合的水泥砂漿的彈性模量相似，加強了骨料與漿體間的介面結合。
3.2粉煤灰的影響
粉煤灰對普通混凝土早期強度形成不利，但是粉煤灰粒徑較細(粒徑1～100 um)能填充水泥顆粒和再生骨料間大量的空隙，使得混凝土更加的密實。摻粉煤灰後的再生混凝土28 d強度與原混凝土抗壓強度相差不大。同時水泥水化產物中的Ca(OH)2會與粉煤灰中的活性SiO2和活性AL2O3反應，生成具有膠凝性能的水化物從而增強混凝土的粘結力，它們和水泥硬化漿體結合十分牢固，使得混凝土後期強度有較快的提升。粉煤灰是火力發電廠燃燒煤後的工業廢渣，價格便宜，可以有效減少水泥的用量，是一種環保型材料，應該推廣使用。
3.3再生骨料親水性的影響
再生骨料具有親水性，在混凝土拌合時快吸水，當新的水泥顆粒進入再生骨料表面的微裂縫時，接觸面增大使水化更加充分，形成緻密的介面結構。介面結構加強在一定程度上補償因爲再生骨料強度較低而導致的再生混凝土性能的劣化。此外，因爲再生骨料表面粘附水泥砂漿，使其粗糙度和與膠凝材料的粘結比天然骨料高很多。由於再生骨料的性能被優化，強度能得到一定的提高。
3.4試驗結論 透過實驗數據可以看出再生混凝土的抗壓強度隨粗骨料的取代率的增長而下降，同時再生骨料替換率越高強度下降的越快。且摻一定量的粉煤灰對再生混凝土的強度的影響不大，但可以有效減少水泥的用量。隨再生骨料取代率的增大，其吸水性、親水性和粉煤灰的活性效應越明顯，再生混凝土結構的抗壓強度的提高也就越大。
4再生混凝土應用中存在的問題
4.1強度問題
混凝土強度往往會直接關係到建築結構的安全性，影響再生混凝土強度的因素有再生骨料的`礦物組成、吸水性、孔隙率、加工方法、級配、內部裂紋和再生混凝土新舊介面的粘結力[5]。當前對再生混凝土強度機理有兩種不同的解釋，一是再生粗骨料的強度比天然骨料強度低且隨廢料的強度影響比較大;機械破碎過程中對骨料有一定的損傷，混凝土塊中骨料和水泥漿體的粘結力下降致使強度降低。其二是再生骨料與新拌水泥漿之間的相容性較好，在一定程度上改善了介面的性能;再生骨料吸水率高等特點可以提高再生混凝土的強度。
目前再生混凝土應用在實際工程中不多，主要應用於試驗研究，大部分人對再生混凝土的強度是否能達標持懷疑態度，可信度不高。同時，缺少相應的規範，技術規程和沒有形成相對成熟的系統，是再生混凝土應用比較緩慢的原因。
4.2收縮大的問題
再生骨料比天然骨料的顆粒棱角多，包含着較多的硬化水泥砂漿，且原混凝土孔隙率較大，破碎時內部會產生大量微裂紋，所以再生骨料比天然骨料的吸水率和吸水速率要大[6]。吸水率高使得混凝土幹縮和徐變增大。這裏所說的吸水率與之前所提到的吸水率高有利於強度的說法並不矛盾，因爲再生骨料能吸收新拌水泥砂漿中多餘的水份， 使得骨料表面水灰比和混凝土拌合物的水灰比降低。所以用再生骨料配置再生混凝土時，需要減小再生混凝土的收縮性，以穩定再生混凝土工作性能[7]。
5結語
再生粗骨料顆粒大多爲表面附着部分廢舊砂漿的次生顆粒，表面附着廢舊砂漿的次生骨料顆粒自身差異性很大，對混凝土的性能產生很大的影響。再生粗骨料在破碎過程中內部會產生微裂縫，在混凝土內部產生應力集中。當混凝土承受荷載後，這些結構缺陷將導致混凝土在未達到極限強度即被破壞[8]。
再生混凝土滿足普通混凝土基本性能要求，可以應用於實際工程。但是由於再生骨料原料年代大多較早，在當時的技術條件，混凝土的強度不高，會影響新拌合的再生混凝土的強度，一般只用於非承重結構的混凝土。爲了讓再生混凝土能在建築領域更廣泛的應用，如何提高再生混凝土的工作性能、物理性能、力學性能和耐久性還需要我們做更深入的研究。
參考文獻：
[1]許新兵，李生彬.廢棄混凝土製備再生骨料及其性能研究[J].綠色科技，2015，6(6)：301～301.
[2]魏鵬，遊勁秋，陳佳琨. 再生混凝土的研究現狀與應用前景[J].浙江建築， 2008，25(11)：59～61.
[3]劉昕，張雄，李雯霞，等.國內外再生粗骨料研究新進展[J].建築技術，2010，1(41)：64～65.
[4]柴玉軍.再生混凝土工作性能研究[D].成都： 西南交通大學，2009.
[5]蔣敦鳳，李撥. 再生混凝土的性能及研究方向[J]. 山西建築，2009(16)：162～163.