引言
    随着城市经济飞速发展，城市更新不断加快，大量的旧建筑物被拆毁，产生了大量的建筑废弃物。将建筑废弃物（废混凝土块、废砖、废砂浆）进行破碎、分拣等工艺处理后，得到再生骨料（Recycled Aggregate）。用再生骨料替代天然骨料制作再生混凝土（Recycled Aggregate Concrete）不仅能减少天然骨料的开采，又能解决建筑废弃物所带来的问题，这将是未来建筑行业发展的一大趋势[1]。
    然而，由于再生骨料性能如堆积密度和表观密度、吸水率、压碎指标等低于天然骨料，使得再生混凝土的性能劣于天然骨料混凝土（Natural Aggregate Concrete）[2]。朱亚光等[3]研究发现整形再生混凝土的力学性能虽然低于天然骨料混凝土，但大大优于简单破碎再生混凝土。陈彦文等[4]通过加入高效减水剂和掺入活性掺合料，用再生骨料制备出28d强度高于50MPa的混凝土。李青林等[5]通过制备方法的改进和掺加微硅粉可以利用废弃混凝土制备出28d抗压强度达到80MPa的高强混凝土。但再生粗骨料整形、高效减水剂的添加会增加再生混凝土的制备成本。
    深圳市华威环保建材有限公司（以下简称为华威环保建材）根据深圳市建筑废弃物的特点和现有的前处理方式，利用自主研发的再生骨料生产系统（MRS(RA)-CDW2012）生产出优质商品再生骨料。本文根据再生混凝土制备的规范和标准测试方法，利用华威环保建材生产的商品再生骨料制备各强度等级下不同取代率的再生混凝土，并对其性能进行了测试，以期为促进再生骨料和再生混凝土相关标准的制订和修订提供参考，为再生骨料的产业化生产和推广应用提供借鉴。
1 试验设计
1.1 试验材料
水泥：32.5R钻石牌普通硅酸盐水泥；
粉煤灰：II级粉煤灰；
天然细骨料：中粗河砂，细度模数为2.5，表观密度为2612 kg/m³；
天然粗骨料：碎石，粒径5~25mm，连续级配；
减水剂：固牌缓凝型高效减水剂；
水：普通自来水。
再生粗骨料：采用华威环保建材生产的商品再生粗骨料（如图1所示），颗粒级配为16~31.5 mm单粒级配，生产工艺如图2所示。如表1所示，经深圳市建筑科学研究院检测，华威环保建材生产的两种商品再生粗骨料（精选和粗选），其性能指标均满足《混凝土用再生粗骨料》（GB/T 25177-2010）相关要求，达到II类标准，除压碎值外其他指标均达到I类标准。其中，商品再生粗骨料（精选）中混凝土块占99%，商品再生粗骨料（粗选）中混凝土块占88~92%，其余为砖渣。

检验项目	标准要求a			再生粗骨料（粗选）b	再生粗骨料（精选）c
	I类	II类	III类
微粉含量，%	<1.0	<2.0	<3.0	0.6	0.5
泥块含量，%	<0.5	<0.7	<1.0	0.2	0.2
吸水率，%	<3.0	<5.0	<8.0	2.9	2.7
针片状颗粒含量，%	<10			3	3
坚固性，%	<5.0	<10.0	<15.0	0	0
压碎指标，%	<12	<20	<30	18	12
碱活性，%	<0.10			0.03	0.04
表观密度，kg/m3	>2450	>2350	>2250	2570	2620
a 《混凝土用再生粗骨料》GB/T25177-2010 b 检测报告：《再生粗骨料（粗选）》1CJ2012-0004 c 检测报告：《再生粗骨料（精选）》1CJ2012-0003

  1.2 配合比设计
    本试验目标为配制强度为C30、C45、C60的再生混凝土，水灰比分别为0.5、0.4、0.35（此数据不考虑再生骨料中含有的水），每种强度的再生混凝土采用3种不同的再生粗骨料取代率：30%、50%和100%，具体的配合比参数见表2。由于目前再生混凝土还没有统一的配合比设计规范，本试验采用天然骨料混凝土配合比所使用的的设计方法，即《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）。

编号	水灰比	再生粗骨料取代率 （%）	再生混凝土配合比
			水泥 （kg/m3）	粉煤灰 （kg/m3）	减水剂 （kg/m3）	再生粗骨料 （kg/m3）	天然粗骨料 （kg/m3）	天然细骨料 （kg/m3）
C30-30	0.5	30	350	50	0	211	493	1007
C30-50		50	350	50	0	352	352	1007
C30-100		100	350	50	0	704	0	1007
C45-30	0.4	30	380	70	1.5-2.5	201	469	1020
C45-50		50	380	70	1.5-2.5	335	335	1020
C45-100		100	380	70	1.5-2.5	670	0	1020
C60-30	0.35	30	410	90	2.5-3.5	201	469	1002
C60-50		50	410	90	2.5-3.5	335	335	1002
C60-100		100	410	90	2.5-3.5	670	0	1002
a 坍落度控制在80-120mm

1.3 试验方法
    按照《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T50081-2002）进行抗压强度、劈裂强度、抗折强度测定试验，试件尺寸分别为100 mm × 100 mm × 100 mm的立方体和100 mm × 100 mm × 500 mm的棱柱体。所有试件均放入标准养护室（温度为20±2℃，相对湿度为95%以上）中养护至规定龄期。试件的成型方法及标准养护条件均按照《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T50081-2002）的规定执行。
2 结果与讨论
2.1 不同龄期再生混凝土抗压强度的增长规律
    在混凝土构成中，骨料体积约占混凝土体积的70~80%，而粗骨料又约占全部骨料体积的60~70%，骨料不仅构成了混凝土的骨架，而且在很大程度上决定着混凝土的力学性能[6]。再生混凝土的力学性能数据如表3所示。有研究表明[7, 8]，水灰比越小，混凝土强度越大。随着龄期的增加，再生混凝土的抗压强度逐渐增大。汪加梁等[9]发现再生骨料的取代率对再生混凝土的抗压强度影响很大，再生混凝土的抗压强度随再生骨料的取代率的增加而降低。张秀芳等[10]认为无论是再生粗骨料还是再生细骨料，取代天然骨料后，都会导致用水量增加、抗压强度下降、表观密度下降。
    本研究得到的不同取代率再生混凝土在不同龄期的抗压强度的情况如图3所示，由图可以看出：①随着再生粗骨料取代率的增加，各等级再生混凝土的抗压强度均呈现下降的趋势，此结论与其他研究者的结论相符；②随着龄期的增大，各等级再生混凝土的抗压强度均呈现上升的趋势。

编号	抗压强度				劈裂强度	抗折强度
	3 d	7 d	28 d	90 d	28 d	28 d
C30-30	26.6	33.2	41.4	45.7	2.61	3.66
C30-50	24.9	31.3	38.8	44.4	2.46	3.74
C30-100	21.9	27.3	35.5	42.8	2.41	4.20
C45-30	37.9	45.8	49.4	60.3	2.94	4.16
C45-50	37.1	42.8	46.9	55.3	2.23	4.12
C45-100	34.9	41.3	43.2	49.6	1.58	4.10
C60-30	42.5	50.1	51.9	61.5	3.61	5.27
C60-50	40.2	48.5	51.8	61.1	3.50	4.93
C60-100	38.7	43.6	49.6	53.5	2.20	3.91

 
2.2 再生粗骨料取代率对抗压强度的影响
    各强度等级再生混凝土试块28d抗压强度的试验结果如图4所示。由图中数据可以看出：①C30、C45、C60再生混凝土随着再生粗骨料取代率的增加，抗压强度均呈现出线性下降的趋势，此结论与张秀芳等[10]的结论相同；②在三种取代率的条件下，C30的抗压强度都大于30MPa，C60的抗压强度都小于60MPa；③当取代率为30%和50%时，C45的抗压强度大于45MPa，而当取代率为100%时，C45的抗压强度小于45MPa。  
2.3 再生粗骨料取代率对劈裂强度的影响
    周辉等[11]发现再生混凝土的劈裂强度随再生粗骨料取代率的增长而降低，且混凝土结构设计规程中的劈裂抗拉强度关系式不适合再生混凝土。图5给出了不同再生骨料取代率的再生混凝土的劈裂强度。从图中可以看出：随着取代率的增加，C30、C45、C60的28d劈裂强度呈现出逐渐降低的趋势。  
2.4 再生粗骨料取代率对抗折强度的影响
    图5给出了不同再生骨料取代率的再生混凝土的抗折强度。从图中可以看出：①随着取代率的增加，C30的28d抗折强度逐渐增加，C45、C60的28d抗折强度逐渐降低；②再生粗骨料的取代率对C60的28d抗折强度的影响最大，取代率对C45的28d抗折强度几乎没有影响。
    由于C60中砂浆的抗折强度大于再生粗骨料的抗折强度，随着再生粗骨料取代率的增加，C60的28d抗折强度逐渐降低，而C30中砂浆的抗折强度小于再生粗骨料的抗折强度，因而随着再生粗骨料取代率的增加，C30的28d抗折强度逐渐增加，C45中砂浆的抗折强度略高于再生粗骨料的抗折强度，因此随着取代率的增加，C45的28d抗折强度呈现出略微下降的趋势。  
3 结论
    本文研究直接使用建筑废弃物资源化综合利用企业所生产的商品再生骨料，根据再生混凝土制备的规范和标准测试方法，制备各强度等级下不同取代率的再生混凝土，并对其性能进行了测试，相关结果对于再生骨料的产业化生产和推广应用具有一定的借鉴意义。

    华威环保建材生产的两种商品再生粗骨料（精选和粗选），其性能指标均满足《混凝土用再生粗骨料》（GB/T 25177-2010）相关要求，达到II类标准，除压碎值外其他指标均达到I类标准。

    华威商品再生粗骨料的取代率为30%、50%、100%时，所制备的C30强度等级再生混凝土的28d抗压强度均大于30MPa。

    华威商品再生粗骨料的取代率为30%、50%时，所制备的C45强度等级再生混凝土的28d抗压强度均大于45MPa。

    再生骨料混凝土的抗折强度，在低强度混凝土（如C30）中，主要取决于水泥砂浆的抗折强度，在高强度混凝土（如C60）中，主要取决于再生骨料的抗折强度。

 
 
参考文献
 
 [1]. 尹海鹏等, 不同再生骨料取代率再生混凝土柱抗震试验研究. 世界地震工程, 2010(1): 第57-63页.
 [2]. 许岳周与石建光, 利用建筑垃圾生产混凝土的性能研究. 混凝土, 2008(12): 第118-121页.
 [3]. 朱亚光等, 颗粒整形再生骨料混凝土力学性能的试验研究. 青岛理工大学学报, 2009(4): 第115-118页.
 [4]. 陈彦文, 潘文浩与孙小巍, 预处理再生骨料混凝土性能的试验研究. 混凝土, 2012(1): 第81-83页.
 [5]. 李青林, 代晓东与陈兵, 再生骨料混凝土实验研究. 四川建材, 2012(1): 第16-18页.
 [6]. 杨晓光, 郝永池与薛勇, 再生骨料基本性能的研究. 混凝土, 2012(2): 第66-68页.
 [7]. 赵明霞, 再生骨料及再生混凝土性能研究. 散装水泥, 2011(1): 第51-52页.
 [8]. 刘立等, 高性能再生骨料混凝土力学性能的研究. 混凝土与水泥制品, 2011(6): 第1-4页.
 [9]. 汪加梁, 再生骨料混凝土的基本性能分析研究. 中国新技术新产品, 2011(7): 第166页.
[10]. 张秀芳, 何更新与赵霄龙, 用再生骨料配制混凝土的试验研究. 施工技术, 2011(14): 第60-63页.
[11]. 周辉等, 再生粗骨料取代率对混凝土力学性能的影响. 西部探矿工程, 2008(5): 第158-160, 164页.