汶川地震建筑垃圾再生骨料物理力学性能研究

2.2密度、吸收性
本试验对粗骨料的表观密度、堆积密度以及吸收性进行测试，主要是为了天然粗骨料与再生粗骨料进行对比。集料的表观密度本来就是其本身性质一个重要反映，集料表观密度的大小将会直接影响到混凝土成品的各方面性能。粗骨料的堆积密度有松散堆积密度和紧密堆积密度之分，它的大小是粗骨料级配优劣和空隙多少的重要标志，且是进行混凝土配合比设计的必要资料。再生粗骨料较天然粗骨料堆积密度偏小，空隙率偏大，这也是主要受再生粗骨料的组成所影响，这些也将影响到配合比设计和成品试块的空隙率。而吸水率对混凝土成品试样的结构性能有较大的影响，特别是再生混凝土，其配合比设计也与再生粗骨料的吸水率有密切的关系。
表2粗骨料物理性质

由表2得出的数据可以看出在表观密度方面，天然粗骨料的干表观密度明显高于再生粗骨料的干表观密度，平均高出再生粗骨料干表观密度的11.12%。这直接影响到混凝土的配合比设计，以及混凝土试块的抗压强度。再生粗骨料方面，本试验得出的饱和面干密度数据与国外几个国家（包括巴西、德国以及澳大利亚等国家）研究再生粗骨料的饱和面干表观密度[2]进行比较，本试验数据稍微高出国外数据。
但与国内研究数据相比来看，比较接近。同时证明本试验再生粗骨料的表观密度数据是可行的、准确的，为后期试验提供了基本依据。
天然粗骨料的吸水率与再生粗骨料的吸水率有较大的差异，再生粗骨料的吸水率为天然粗骨料的3.5倍左右。再生混凝土吸水率与国内外研究进行对比，可以看出本试验是符合要求的，取样具有可行性。而试验结果表明再生粗骨料的吸水率偏大，这会直接对再生混凝土的配合比设计产生较大的影响。
主要存在于水灰比的问题上，直接再生混凝土试块的抗压强度。所以在做再生混凝土配合比设计中，其方法与普通混凝土配合比设计有所不同，必须要考虑到吸水率对配合比的影响。所以在后续再生混凝土配合比设计中，采用了参考水灰比和实际水灰比两个数据相结合的设计方法，再通过对配合比的调整来完成整个配合比设计，大大提高了再生混凝土试块的合理性和可行性。
2.3再生混凝土配合比设计
再生混凝土配合比设计的任务就是要确定获得预期性能而又经济的混凝土各组成材料的用量。它与普通混凝土配合比设计的目的是相同的，即在保证结构安全使用的前提下，力求达到便于施工和经济节约的要求。国内外大量试验已表明：再生粗骨料的基本性能与天然粗骨料有很大差异，如空隙率大、吸水率大、表观密度低、压碎指标高等，在本文对再生粗骨料的各方面试验中也表明其情况。
完成再生混凝土配合比设计，计算得出参考水灰比为0.62。按坍落度要求（30-50mm）进行配合比设计调整，在不改变其水灰比和砂率的前提下，加入砂和粗骨料，以满足再生混凝土的和易性与坍落度。
调整为上述配合比，进行混凝土块150×150试块配制。
由于再生粗骨料吸水率较大，且不同来源的再生粗骨料的吸水率差别也较大，而本试验中取样所得再生粗骨料吸水率在3.2%左右。因而再生混凝土的用水量或水灰比的概念与骨料的吸水率可以不计的普通混凝土不同。
为进行再生混凝土与天然混凝土对比试验，本实验用于再生混凝土调整后配合比设计来配制天然混凝土试块。以满足对比要求，同时进行其抗压试验。
2.4再生混凝土与天然混凝土抗压强度分析
混凝土的抗压强度是混凝土各种力学性能中最重要最基本的一项，因此本文对再生混凝土抗压强度进行试验研究，研究其基本性能[5]。
表3再生混凝土配合比设计数据

表4混凝土抗压强度

由试验数据表明在同等条件下的配合比设计，由于再生粗骨料与天然粗骨料的差异较大，特别是吸水率的影响较大，从而产生两者在抗压强度下的较大差异。试验数据中再生混凝土的抗压强度都高于天然混凝土的抗压强度，这主要是由于水灰比的原因影响较大。对于再生混凝土配合比设计中水灰比中考虑到了再生粗骨料较大的吸水性；而对于天然混凝土配合比设计中水灰比偏高，因为其吸水率较低，而水灰比偏大，直接影响其抗压强度。
Gupta[8]的试验发现，当水灰比较低时，再生混凝土的抗压强度低于同龄期天然混凝土的抗压强度；但是当水灰比较高时，再生混凝土的抗压强度反而高于天然混凝土。而且，再生混凝土的抗压强度并不严格地随水灰比的增大而减小。在其试验中，当水灰比为0.6时，再生混凝土的抗压强度达到最高，当水灰比为0.55时，抗压强度却为最低。
3讨论与分析
再生混凝土试块抗压强度的影响因素较多，主要有：再生粗骨料取代率、水灰比、砖含量、再生粗骨料的来源、细骨料等。
（1）再生混凝土取代率
再生粗骨料取代率对再生混凝土的抗压强度影响很大，本试验采用的是完全取代，取代率为100%。
总体而言，再生混凝土的抗压强度随着再生粗骨料取代率的增加而降低。原因可能是由于再生粗骨料与砂浆之间存在的粘结较为薄弱；同时，再生混凝土本身的用水量也有所增加，再者由于再生粗骨料孔隙率高，在承受轴向应力时，容易形成应力集中，这些都可以能导致再生混凝土的强度降低。