再生粗骨料混凝土技术研究

再生粗骨料混凝土技术研究

赵明

中铁六局集团呼和浩特铁路建设有限公司

内蒙古呼和浩特市

摘要：在铁路工程中，混凝土粗骨料的应用十分广泛，随着天然砂石的短缺及建筑垃圾资源化效率低的问题日益凸显，再生混凝土运用而生，其推广使用的经济效益尤为关键。本文首先对钢筋、混凝土用量对比分析，其次探讨铁路混凝土粗骨料级配技术，具有较好的环境效益、社会效益和经济效益。

关键词：再生粗骨料混凝土；替代率；弯曲疲劳寿命

引言

目前废弃混凝土越来越多，这些混凝土处理过程技术改进，从而利用混凝土技破碎、分级、清洗后,从新筛析分按照规范要求进行级配比例选定骨料，再已选定的骨料单项试验，在骨料的各项指标符合规范要求下，进一步配制混凝土配合比，这样废弃建筑混凝土重新利用在建设工程中，尤其是铁路项目无承重要求、耐久性等级低、强度等级要求不高等求附属工程部位。本论文通过学者的研究，发现控制再生骨料占比、外加化学药剂、添加矿物掺合料及各种材料的不同比例配制，经过10次试验数据的分析和研究，粗骨料的级配直接影响混凝土力学性能。

1混凝土材料用量对比分析

铁路混凝土附属工程建设形式，通过计算分析，不同粗骨料级配配制基础的钢筋混凝土用量一致。通过结构设计结果计算混凝土质量比例分别为30%、50%、100%时钢筋用量和每方混凝土用量。随着粗骨料取代率的增大，工程钢筋用量也随之增加，曲线整体呈上升趋势。因为废弃混凝土破坏加工时需要机械破碎，破碎后的粗骨料本身有所损伤，导致粗骨料的强度降低，故钢筋用量呈上升趋势。随着粗骨料取代率增大，工程钢筋用量变化趋势由陡变缓。相比于粗骨料取代率为0～30%、50%～100%，30%～50%范围内曲线变化最为平缓。说明在此范围内，钢筋用量增加率最小，混凝土强度发挥作用较大。

2铁路混凝土粗骨料级配技术

2.1材料和配合比

水泥采用P·O42.5普通硅酸盐水泥；砂采用天然河砂；粉煤灰细度（45μm筛余）为21%；天然粗骨料为连续级配的碎石,再生粗骨料的加工是室内进行破碎，在按照规范要求级配颗粒符合要求,吸水率为5.3%,两种骨料均为粒径5.0～20.0mm连续级配。混凝土配合比其中再生粗骨料取代粗骨料的50%和100%时候的混凝土进行试验，其他材料用量不变。

再生骨料代替混凝土骨料时强度统计

2.2抗折强度试验

水胶比相同时，采用优化混凝土粗骨料代替再生粗骨料配制技术，其立方体混凝土强度为主指标，水胶比为0.45，粗骨料优化后混凝土28和90ｄ立方体抗压强度分别提升2.5％和5.6％；水胶比为0.54，粗骨料优化后混凝土28ｄ和90ｄ立方体抗压强度分别提升3.6％和1.7％，这是因为，水胶比大时粗骨料在混凝土拌合中沉淀下降较快，造成混凝土内颗粒分布不均匀，故立方体抗压强度会随着水胶比大而降低。

2.3施工质量检测

对混凝土路面的含水率、压实度、养护7d及1年后无侧限抗压强度及弯沉值进行测试。再生粗骨料取代率为25%、50%的再生混合料各项测试指标的测试数据都符合设计规范要求。因天气炎热，故混凝土运输到现场摊铺时水分会相对损失掉一些。因此，为保证在摊铺过程混合料的最佳含水量，搅拌时将含水率提高1%，导致测得混合料的含水量比设计最佳含水率稍高。再生粗骨料取代率为25%的试验段混合料含水率实测值比最佳含水率高0.75%，再生粗骨料取代率为50%的试验段含水率实测值比最佳含水率高0.87%，含水率都达预期标准。压实度是衡量路面压实后密度大小的重要指标，检测出的6个数据均＞93%，其中再生粗骨料取代率为25%的压实度较再生粗骨料取代率为50%的更大，但都满足规定中二级及二级以下公路压实度的标准。路面7d无侧限抗压强度值及1年后现场取芯样的无侧限抗压强度满足规范要求。车道的弯沉检测各项指标满足设计要求。测试结果表明，一次整形后再生粗骨料取代率为25%的实际使用效果高于取代率为50%的再生粗骨料。再生粗骨料较大的裂隙率对再生混合料路用性能影响较大，在较大车流量的情况下，车辆荷载会导致再生粗骨料自身原有裂隙持续扩大，使得道路使用寿命缩短；在经过摊铺和碾压两项施工流程后，会因周围环境温度的改变及水分蒸发使得含水率降低，造成体积减小，产生收缩裂缝，对道路的耐久性造成不利影响。通过室内试验可知，一次整形后的再生粗骨料抗裂、抗收缩等基本性能与天然粗骨料接近，因此，在试验路段通车运行1年后，对其进行后期检验，检测一次整形后再生粗骨料取代率为25%、50%的混合料作为道路基层在经过车辆荷载的反复冲击作用下裂缝产生量。25%再生粗骨料掺量的路面裂缝数略小于取代率为50%的再生粗骨料，裂缝平均宽度也更小，但两者都满足规范要求。因此，根据试验的弯沉及裂缝结果建议，再生粗骨料取代率25%的可作为道路基层使用，而再生粗骨料取代率50%的更适合作为道路底基层使用。

2.4对混凝土碳化性能的影响

由二次整形再生粗骨料制备的再生混凝土试件的28d碳化深度为5.1mm，与其他3组相比变化较小。这主要是因为只经过简单破碎的再生粗骨料内部界面较多，含有的裂缝也更多，孔隙率较高，吸水率大，使得混凝土的失水作用增强，导致混凝土试件的碳化深度增大。天然粗骨料及一次整形的再生粗骨料制作的混凝土试件碳化深度差距并不明显。这主要是因为再生粗骨料在整形后，其性质与天然粗骨料相近甚至优于天然粗骨料，从而大大降低混凝土的碳化程度。不同取代率的简单破碎再生粗骨料制备的混凝土试件在龄期相同的情况下，碳化深度有差异，取代率越高，碳化深度越大，且随时间的增加，与普通混凝土碳化深度的差距加大。混凝土的碳化速率主要取决于二氧化碳气体的扩散速率。随着取代率的提高，再生混凝土的孔隙率增加，内部通道增多，二氧化碳的扩散途径增加，降低混凝土的密实度，因此再生混凝土的抗碳性能降低。而不同取代率的一次整形再生粗骨料制备的混凝土试件在龄期相同的情况下，碳化深度基本相同。

2.5对混凝土抗裂性能的影响

随着再生粗骨料取代率的增大，3种不同品质再生粗骨料混凝土试件的抗裂性能的差距越发明显，一次整形再生粗骨料及二次整形再生粗骨料的单位面积裂缝总面积值随取代率的增大而减小，简单破碎再生粗骨料制备的混凝土试件的单位面积裂缝总面积随取代率的增大而增大。一次整形再生粗骨料及二次整形再生粗骨料制备的混凝土试件的开裂面积达到最小。这主要是由于经整形后，再生粗骨料各项性能提升，内部裂缝与孔隙更少，水泥砂浆间的黏结力更强，混凝土的抗裂性能进一步提高。

结语

随着工程建设规模越来越大,对施工机电设备的依赖程度也越来越高,期望上述方法和经验对于提高机电设备安装施工的质量和效率有所裨益。由于建筑工程的复杂性和多样性,现场管理措施的实施仍然面临着许多挑战。因此,未来的研究需要继续关注建筑工程机电设备安装施工的现场管理,深入探讨相关问题,并提出更加有效的对策,以确保工程项目顺利和成功完成。

参考文献.

[1刘恩铭.再生粗骨料混凝土抗冻性能研究进展.硅酸盐通报,2022(11):134-136

[2刘腾;潘虹;罗滔;华成. 再生粗骨料混凝土改性增强技术试验研究.水利水电报,2023(10):78-81.

[3王忠星;姚宏;李秋义;郭远新. 再生粗骨料强化处理方式对再生混凝土抗碳化性能的影响[J]. 混凝土,2017(09):37.