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摘要：废弃混凝土的再生利用具有环境效益，经济效益和社会效益。本文对建筑材料的再利用——废弃混凝土的再利用与力学性能进行了研究。
关键词：再生混凝土；再生骨料；配合比；力学性能
Abstract: Recycling waste concrete has the environmental benefit, economic benefit and social benefit. Based on the reuse of building materials -- the reutilization of waste concrete is studied and the mechanical properties.
Keywords: recycled concrete; recycled aggregate; mix; mechanical properties
中图分类号：TU5 文献标识码：文章编号:
引言
混凝土原材料中用量最大得砂石长期以来被认为是取之不尽用之不竭，而随意开采，甚至滥采滥用。结果造成山体滑坡，河床改道，严重破坏自然环境，有碍于骨料原产地的可持续发展，由于长期开采造成的资源枯竭，使得原有砂石骨料源源不断的现象不复存在，骨料短缺得现象日益突出，成为人们的关注的焦点。
1 试验原材料及再生骨料的基本特性试验研究
1.1 试验用原材料基本特征
水泥：本实验采用翼东水泥厂“翼东”牌p42.5普通硅酸盐水
细骨料：本实验的细骨料采用天然河沙。天然河沙的细度模数Mx=2.65中砂；表观密度ρas=2670kg/m3；含泥量Qn=3.8%。天然砂在实验前利用烘干箱烘干，所以不考虑其含水率。天然河砂的筛分析试验结果如表2-2。
表2 天然河砂得筛分析试验结果
1.2 再生粗骨料的基本特性试验
本试验的再生混凝土的粉碎是人工粉碎。
1.2.1 再生骨料得筛分试验
路径大于5mm的颗粒为再生粗骨料。再生粗骨料一般为表面包裹着部分水泥砂浆的石子，少部分与砂浆脱离的石子，还有极少一部分水泥石颗粒。
本次筛分中，试验筛采用方孔筛，操作方法为干筛法。
从再生骨料得筛分结果可以看出，粗骨料的粒径主要集中在40mm~50mm，30mm~40mm范围内。
1.2.2 再生骨料表观密度试验
表观密度的测定方法根据《粗集料及集料混合料的筛分析试验》执行。试验测得，本文所采用的再生骨料的表观密度为Ρa=2654与天然骨料比，下降6%左右。
1.2.3 再生骨料堆积密度试验
本试验按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》的相关规定进行。再生骨料的堆积密度为ρ=1420 kg/m3。
2 再生混凝土配合比设计及对其工作性的影响因素
2.1 再生混凝土配合比计算方法
2.1.1 适配强度（fcu，o）的确定
借鉴《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）,再生混凝土的适配强度可以按以下公式确定：
fcu，o=fcu，k+1.645σ
本实验的再生骨料没有历史资料，取自拆迁的民用住宅，废弃骨料大部分取自梁，柱。
σ按下表取值：
2.1.2 初步确定水灰比及用水量
先根据混凝土配制强度，水泥实际强度（fce）及石子类型，按照混凝土强度经验公式计算水灰比：
fcu，t=A fce（C／W-B）
变为C／W= A／（fcu，t+AB fce）
再根据混凝土使用环境条件，有《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000中查出相应得最大水灰比限值。根据公式计算得水灰比为0.493。
2.1.3 计算每立方米混凝土的水泥用量
根据已知的水灰比和选定的单位用水量可由下式计算水泥用量：
Co=Wo／（W／C）
根据计算本实验的数据是317㎏每立方米
再根据使用环境条件得耐久性要求，由上述规范可以查得规定的一立方米混凝土最小的水泥用量。最后，取两值中大者确定为一立方米的水泥用量。
2.1.4 选取合理的砂率Sp
根据粗集料的最大粒径和净水灰比查阅《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000的相应表格，选取适宜的砂率。本实验取砂率为33%。
2.1.5 计算粗细集料的用量（Mg）和（Ms）
根据已确定的用水量，水泥用量，砂率，建议用体积法求得计算粗细集料的用量。按下式计算：
Mc／ρc+ Mg／ρg+Ms／ρs+α=1
Sp=Ms／(Ms+Mg)×100%
3 再生混凝土的力学性能实验研究
3.1 再生混凝土力学性能试验
按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T—50080—2002中对混凝土各种力学性能试验的规定，进行实验操作。
3.1.1 再生混凝土立方体抗压强度试验
按照《水泥混凝土立方体抗压强度试验方法》（T0553-2005）,进行实验操作。因为试件为非标准尺寸，所以在计算抗压强度时，要乘以尺寸换算系数0.95。
3.1.2 再生混凝土抗弯强度试验
根据《水泥混凝土立方体抗压强度试验方法》（T0558-2005），进行实验操作。因为试件为非标准尺寸，所以在计算抗弯强度时，要乘以尺寸换算系数0.85。
3.2 试验方案及结果
3.2.1 实验方案
取强度为C30的原生混凝土，经破碎，清洗，筛分后，配置强度仍为C30的再生粗骨料混凝土。水灰比取为：0.493；砂率取为：0.33。
3.2.2 实验结果
每组以三个试件的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。3个测定值中的最大值和最小值如有一个与中间值的差值超过中间值的15%，则把最大值和最小值舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值，如果有两个测定值的差值均超过中间值的15%，则该组试验无效。
实验数据经处理如图：
图1 混凝土在不同养护期下的抗压强度
y1、y2、y3分别为七天，十四天，二十八天养护龄期的时候个不同废弃骨料比例下的抗压强度。
分析：上面的线描绘了在七天，十四天，二十八天养护龄期的时候个不同废弃骨料比例下的抗压强度，由图像可以看出其随着废弃骨料的增加强度符合三次曲线的分布情况，强度先下降后上升，在40%的时候达到峰值，甚至超过了标准试块的强度，因为选取的废弃混凝土的强度可能过高。
图2 混凝土在不同养护期下的抗折强度
y1、y2、y3分别为七天，十四天，二十八天养护龄期的时候个不同废弃骨料比例下的抗折强度。
4 试验结果分析
在七天，十四天，二十八天养护龄期的时候个不同废弃骨料比例下的抗压强度，由图像可以看出其随着废弃骨料的增加强度符合三次曲线的分布情况，强度先下降后上升，在40%的时候达到峰值，甚至超过了标准试块的强度，因为选取的废弃混凝土的强度可能过高。
在七天，十四天，二十八天的养护龄期时候不同比例下废弃混凝土抗折强度变化中。由图像可以看出抗折强度随比例的增加呈五次曲线的趋势变化，在添加比例在40%~50%的之间的某个值时取最大值。
综合以上分析可以得出抗压强度在废弃混凝土的比例为40%时其抗压强度达到最大值，抗折强度也是在大约40%的时候取得最大值，故在本次试验中废弃混凝土的掺入量为40%是是最佳加入量。可以使各个阶段的抗压强度和抗折强度达到最大值。
5 结语
从此次试验中发现不少问题：
（1）选取的废弃骨料的强度问题，本实验所选取的是梁和柱上的废弃混凝土，其强度比较大，废弃混凝土的强度影响利用废弃混凝土的试验石块的抗压强度，以及抗折强度等多方面力学性能。
（2）水灰比和用水量问题，本实验选取的是同一个水灰比值，只能得到特定水灰比下不同比例废弃混凝土的力学性能。其缺陷在于废弃骨料的吸水性能强，与标准混凝土配比下的用水量应不同。在实验中再生混凝土的用水量和包括净用水量和净水灰比与总用水量和总水灰比两种。所谓净用水系值不包括再生集料吸水在内的混凝土用水量，相应的水灰比为净水灰比。而总用水量则是指包括再生集料在内的混凝土用量，相应的水灰比则为总水灰比。
（3）砂率问题，本实验砂率采用的是恒定值，这能得到一种情况下的废弃混凝土力学性能曲线。而砂率对再生混凝土拌合物的和易性有很大影响。在水灰比相同时，随着砂率的增加，拌合物的坍落度增大。采用最佳砂率时，在用水量和水泥用量不变时，可使混凝土拌合物获得所要求的流动性以及良好的粘聚性和保水性。
參考文献：
【1】 李佳彬.再生混凝土基本力学性能研究[D].同济大学硕士论文，2004.
【2】 朱缨.建筑废弃混凝土再生利用的分析与研究[J].建筑石膏与凝胶材料，2003（9）.
关键词：再生混凝土；再生骨料；配合比；力学性能
Abstract: Recycling waste concrete has the environmental benefit, economic benefit and social benefit. Based on the reuse of building materials -- the reutilization of waste concrete is studied and the mechanical properties.
Keywords: recycled concrete; recycled aggregate; mix; mechanical properties
中图分类号：TU5 文献标识码：文章编号:
引言
混凝土原材料中用量最大得砂石长期以来被认为是取之不尽用之不竭，而随意开采，甚至滥采滥用。结果造成山体滑坡，河床改道，严重破坏自然环境，有碍于骨料原产地的可持续发展，由于长期开采造成的资源枯竭，使得原有砂石骨料源源不断的现象不复存在，骨料短缺得现象日益突出，成为人们的关注的焦点。
1 试验原材料及再生骨料的基本特性试验研究
1.1 试验用原材料基本特征
水泥：本实验采用翼东水泥厂“翼东”牌p42.5普通硅酸盐水
细骨料：本实验的细骨料采用天然河沙。天然河沙的细度模数Mx=2.65中砂；表观密度ρas=2670kg/m3；含泥量Qn=3.8%。天然砂在实验前利用烘干箱烘干，所以不考虑其含水率。天然河砂的筛分析试验结果如表2-2。
表2 天然河砂得筛分析试验结果
1.2 再生粗骨料的基本特性试验
本试验的再生混凝土的粉碎是人工粉碎。
1.2.1 再生骨料得筛分试验
路径大于5mm的颗粒为再生粗骨料。再生粗骨料一般为表面包裹着部分水泥砂浆的石子，少部分与砂浆脱离的石子，还有极少一部分水泥石颗粒。
本次筛分中，试验筛采用方孔筛，操作方法为干筛法。
从再生骨料得筛分结果可以看出，粗骨料的粒径主要集中在40mm~50mm，30mm~40mm范围内。
1.2.2 再生骨料表观密度试验
表观密度的测定方法根据《粗集料及集料混合料的筛分析试验》执行。试验测得，本文所采用的再生骨料的表观密度为Ρa=2654与天然骨料比，下降6%左右。
1.2.3 再生骨料堆积密度试验
本试验按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》的相关规定进行。再生骨料的堆积密度为ρ=1420 kg/m3。
2 再生混凝土配合比设计及对其工作性的影响因素
2.1 再生混凝土配合比计算方法
2.1.1 适配强度（fcu，o）的确定
借鉴《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）,再生混凝土的适配强度可以按以下公式确定：
fcu，o=fcu，k+1.645σ
本实验的再生骨料没有历史资料，取自拆迁的民用住宅，废弃骨料大部分取自梁，柱。
σ按下表取值：
2.1.2 初步确定水灰比及用水量
先根据混凝土配制强度，水泥实际强度（fce）及石子类型，按照混凝土强度经验公式计算水灰比：
fcu，t=A fce（C／W-B）
变为C／W= A／（fcu，t+AB fce）
再根据混凝土使用环境条件，有《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000中查出相应得最大水灰比限值。根据公式计算得水灰比为0.493。
2.1.3 计算每立方米混凝土的水泥用量
根据已知的水灰比和选定的单位用水量可由下式计算水泥用量：
Co=Wo／（W／C）
根据计算本实验的数据是317㎏每立方米
再根据使用环境条件得耐久性要求，由上述规范可以查得规定的一立方米混凝土最小的水泥用量。最后，取两值中大者确定为一立方米的水泥用量。
2.1.4 选取合理的砂率Sp
根据粗集料的最大粒径和净水灰比查阅《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000的相应表格，选取适宜的砂率。本实验取砂率为33%。
2.1.5 计算粗细集料的用量（Mg）和（Ms）
根据已确定的用水量，水泥用量，砂率，建议用体积法求得计算粗细集料的用量。按下式计算：
Mc／ρc+ Mg／ρg+Ms／ρs+α=1
Sp=Ms／(Ms+Mg)×100%
3 再生混凝土的力学性能实验研究
3.1 再生混凝土力学性能试验
按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T—50080—2002中对混凝土各种力学性能试验的规定，进行实验操作。
3.1.1 再生混凝土立方体抗压强度试验
按照《水泥混凝土立方体抗压强度试验方法》（T0553-2005）,进行实验操作。因为试件为非标准尺寸，所以在计算抗压强度时，要乘以尺寸换算系数0.95。
3.1.2 再生混凝土抗弯强度试验
根据《水泥混凝土立方体抗压强度试验方法》（T0558-2005），进行实验操作。因为试件为非标准尺寸，所以在计算抗弯强度时，要乘以尺寸换算系数0.85。
3.2 试验方案及结果
3.2.1 实验方案
取强度为C30的原生混凝土，经破碎，清洗，筛分后，配置强度仍为C30的再生粗骨料混凝土。水灰比取为：0.493；砂率取为：0.33。
3.2.2 实验结果
每组以三个试件的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。3个测定值中的最大值和最小值如有一个与中间值的差值超过中间值的15%，则把最大值和最小值舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值，如果有两个测定值的差值均超过中间值的15%，则该组试验无效。
实验数据经处理如图：
图1 混凝土在不同养护期下的抗压强度
y1、y2、y3分别为七天，十四天，二十八天养护龄期的时候个不同废弃骨料比例下的抗压强度。
分析：上面的线描绘了在七天，十四天，二十八天养护龄期的时候个不同废弃骨料比例下的抗压强度，由图像可以看出其随着废弃骨料的增加强度符合三次曲线的分布情况，强度先下降后上升，在40%的时候达到峰值，甚至超过了标准试块的强度，因为选取的废弃混凝土的强度可能过高。
图2 混凝土在不同养护期下的抗折强度
y1、y2、y3分别为七天，十四天，二十八天养护龄期的时候个不同废弃骨料比例下的抗折强度。
4 试验结果分析
在七天，十四天，二十八天养护龄期的时候个不同废弃骨料比例下的抗压强度，由图像可以看出其随着废弃骨料的增加强度符合三次曲线的分布情况，强度先下降后上升，在40%的时候达到峰值，甚至超过了标准试块的强度，因为选取的废弃混凝土的强度可能过高。
在七天，十四天，二十八天的养护龄期时候不同比例下废弃混凝土抗折强度变化中。由图像可以看出抗折强度随比例的增加呈五次曲线的趋势变化，在添加比例在40%~50%的之间的某个值时取最大值。
综合以上分析可以得出抗压强度在废弃混凝土的比例为40%时其抗压强度达到最大值，抗折强度也是在大约40%的时候取得最大值，故在本次试验中废弃混凝土的掺入量为40%是是最佳加入量。可以使各个阶段的抗压强度和抗折强度达到最大值。
5 结语
从此次试验中发现不少问题：
（1）选取的废弃骨料的强度问题，本实验所选取的是梁和柱上的废弃混凝土，其强度比较大，废弃混凝土的强度影响利用废弃混凝土的试验石块的抗压强度，以及抗折强度等多方面力学性能。
（2）水灰比和用水量问题，本实验选取的是同一个水灰比值，只能得到特定水灰比下不同比例废弃混凝土的力学性能。其缺陷在于废弃骨料的吸水性能强，与标准混凝土配比下的用水量应不同。在实验中再生混凝土的用水量和包括净用水量和净水灰比与总用水量和总水灰比两种。所谓净用水系值不包括再生集料吸水在内的混凝土用水量，相应的水灰比为净水灰比。而总用水量则是指包括再生集料在内的混凝土用量，相应的水灰比则为总水灰比。
（3）砂率问题，本实验砂率采用的是恒定值，这能得到一种情况下的废弃混凝土力学性能曲线。而砂率对再生混凝土拌合物的和易性有很大影响。在水灰比相同时，随着砂率的增加，拌合物的坍落度增大。采用最佳砂率时，在用水量和水泥用量不变时，可使混凝土拌合物获得所要求的流动性以及良好的粘聚性和保水性。
參考文献：
【1】 李佳彬.再生混凝土基本力学性能研究[D].同济大学硕士论文，2004.
【2】 朱缨.建筑废弃混凝土再生利用的分析与研究[J].建筑石膏与凝胶材料，2003（9）.