1 实验用原材料
水泥：强度等级为32.5 的普通硅酸盐水泥。
天然砂：细度模数1.9，级配良好。
天然石：最大粒径为31.5mm。
废黏土砖粗骨料：来自本校北门建筑物拆下来的废砖，经颚式破碎机破碎，最大粒径为31.5mm。其基本物理性能见表%1按天然石的方式检验，基本符合级配要求。
2 实验方案
本文采用粉煤灰以不同的取代率等质量取代天然砂，采用废黏土砖以不同的取代率等质量取代天然石，并在不同的水灰比下配制再生混凝土，以100 mm×100mm×100mm模具成型，测定混凝土的坍落度和龄期为7d，28d，60d时的抗压强度值，来确定粉煤灰对砂及废黏土砖对天然石的最佳取代率。
3 结果与分析
表2为1m3再生混凝土中各材料的用量及其性能，编号1~6，为粗骨料为天然石，水灰比为0.6 时，粉煤灰以不同比例取代天然砂时再生混凝土的性能，编号7~10 为废砖取代天然石30%时，水灰比为0.6，粉煤灰以不同比例取代天然砂时再生混凝土的性能。
从表2、图1和图2看出，当粗骨料全为天然石时，随粉煤灰掺量的增加各龄期（7 d个别点除外）混凝土的强度出现增长趋势， 这是因为一方面粒径较天然砂细小的粉煤灰对混凝土具有填充密实作用，另一方面粉煤灰的火山灰活性，也可以提高混凝土的强度，这从混凝土后
期强度增长率较早期大可以看出； 但坍落度出现明显的下降，这是因为相对于天然砂来说，粉煤灰的颗粒较细，比表面积较大，加之粉煤灰中含有未燃尽的多孔的碳粒，有着很强的吸水性，所以需水量较天然砂大，致使混凝土流动性出现了下降的趋势。
从图2还可以看出，用废砖取代30%的天然粗骨料时，在不同的粉煤灰掺量及不同的龄期下再生混凝土的强度均有提高，这是由于天然石子的表面光滑致密，而废砖的表面粗糙且多孔，而且废砖密度比天然骨料要小，采取等质量取代的方法，同质量的废砖的体积要比石子的体积大，增加了粗骨料的比表面积，而且废砖粗糙的表面构造使其更容易与水泥浆粘结，所以结合界面强度比较大，随着废砖取代比例的增加，混凝土强度也会增大。但从图1也可以看到，此时再生混凝土的流动性出现急剧的下降，这是由于废砖表面粗糙、多孔、吸水率大所致。废砖吸水率远大于天然石（见表1）所以混凝土中的有效水灰比减小，也是致使再生混凝土强度提高的原因之一。
由图2可见，当粉煤灰取代天然砂30%，废砖取代天然石30%时，混土的强度最高28d时的强度达到了MPa，而60d时强度达到了36.1MPa，分别较不掺加废砖(粉煤灰取代百分比也为30%)时增加了40%和25%。但此时混凝土几乎没有流动性，考虑到粉煤灰与废砖均是需水量高的材料，所以将水灰比分别提高到0.8，1.0 来调整,见表2中编号11~16、17~22和图3、图4。从表2中编号11~16、17~22和图3、图4可以看出， 在同样粉煤灰和废砖掺量下，随水灰比的提高，各龄期混凝土的强度均出现明显的下降趋势；水灰比在0.8时混凝土的综合性能较好，但在三种水灰比下粉煤灰掺量均是在30%时混凝土的强度最大。
为了尽量多的使用再生骨料，对废砖的掺量进行了研究，表2中编号为23~27和28~31及图5图、6可以看出，在水灰比为0.8时废砖取代天然石40%和50%时混凝土性能随粉煤灰取代砂百分比变化的情况。从表2中编号23~27和28~31 及图5图、6可以看出，在水灰比为0.8， 粉煤灰取代砂30%及废砖取代天然石40%时，混凝土的强度最高，坍落度也能满足要求，当废砖取代天然石50%时，混凝土的强度有所下降，坍落度也不能满足要求，这是因为当废砖以等质量取代天然石时，由于其密度小，所以其实际体积要较天然石大，且随着掺量的增多，体积相差也越大，这必然会导致混凝土中粗骨料体积过大，混凝土中骨料的级配变差，另外，由于废砖的强度较天然石低，所以当取代率超过40%时，混凝土强度反而出现下降。
综上所述，在水灰比为0.8，粉煤灰对天然砂的取代率在30%、废砖对天然石的取代率为60%时，混凝土的28d和60d的抗压强度可达到27.2MPa和31.8MPa，较骨料全为天然砂石的混凝土同龄期的强度20.0MPa、23.4MPa分别提高了36%和35.9%。与此同时，还可节约30%的天然砂资源和40%的天然石资源，同时还消化利用了相当量的粉煤灰和废砖。
在此要提及的是，本文现阶段仅研究了粉煤灰、废砖对再生混凝土的流动性及其强度的影响，关于再生混凝土的耐久性将在后续工作中进行研究， 并将另行撰文。
4 结论
1 在本实验所用原材料及实验条件下，无论水灰比及废砖对天然石的取代率如何变化， 粉煤灰对天然砂的最佳取代率均是30%，此时混凝土的综合性能最好。
2 在本实验所用原材料及实验条件下，在水灰比为0.8时，废砖对天然石的最佳取代率为40%，此时混凝土的综合性能最好。
3 当水灰比为0.8时，粉煤灰对天然砂的取代率在30%、废砖对天然石的取代率为40%时，再生混凝土28d和60d的抗压强度到27.2MPa和31.8MPa，较骨料全为天然砂石的混凝土同龄期的强度20.0MPa、23.4MPa，分别提高了36%和35.9%。
4 用粉煤灰与废砖部分代替天然砂石资源配制混凝土不仅可提高混凝土的强度， 而且还可节约天然砂石资源、消化利用粉煤灰和废黏土砖，具有较好的社会、经济和环境效益。
作者简介：程海丽（1965-），女，高级工程师。
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