再生混凝土的研究探討

葛士偉 巫凱

南京中聯(lián)混凝土有限公司 江蘇 南京 211100

隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，大批改擴(kuò)建工程項(xiàng)目以及外力破壞的建筑工程項(xiàng)目造成了大量的建筑垃圾。如果將它們直接堆放于垃圾場(chǎng)或回填，那么不僅浪費(fèi)較多的建筑資源，還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。而再生混凝土則是通過處理這些廢舊建筑垃圾所形成的一種綠色施工材料，不僅可以解決上述建筑垃圾處理問題，也可以緩解當(dāng)前建筑行業(yè)的能源危機(jī)，具有很強(qiáng)的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

1 再生混凝土的基本性能特征

1.1 物理性能

相較于天然骨料，再生骨料的表觀密度更小，但是密度卻更低。通過在再生混凝土中不斷增加再生骨料的摻量，會(huì)使再生混凝土的密度出現(xiàn)有規(guī)律的減小變化。如果再生混凝土中全部以再生骨料取代普通骨料，那么所形成再生混凝土的密度要比普通混凝土的密度低7.5%左右。此外，再生混凝土具有比較低的自重，相應(yīng)的孔隙率比較大，所以它們具有良好的保溫性，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)具有比較輕的自重，可以顯著增強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震性能。

1.2 工作性能

較于普通混凝土，在用水量保持一致的條件下，再生混凝土具有更小的坍落度，相應(yīng)的流動(dòng)性也比較差，但是卻具有比較強(qiáng)的保水性和粘聚性，且原混凝土強(qiáng)度值越低，所配置的再生混凝土的和易性也越差，這主要是由于再生骨料具有粗糙的表面，上面具有比較多的孔隙，這會(huì)增大其吸水率，進(jìn)而會(huì)減小混凝土的坍落度，降低其流動(dòng)性。特別是粗糙的骨料表面會(huì)在很大程度上增強(qiáng)其粘聚性與保水性。有關(guān)研究表明，如果再生混凝土中再生骨料的替代率控制在0～60%范圍內(nèi)，那么其坍落度同基準(zhǔn)普通混凝土保持一致，相應(yīng)的坍落度損失不大，基本上不會(huì)影響其施工。如果再生混凝土中的再生骨料替代率大于70%，那么會(huì)顯著地降低其坍落度，且隨著水灰比增加而呈現(xiàn)為逐步增大的變化趨勢(shì)，這同普通混凝土的變化情況基本保持一致。此外，如果在再生混凝土中應(yīng)用再生骨料，那么增加其初始的坍落度，這主要是由于再生骨料的孔隙率比較高，需要增加更多拌和水，相應(yīng)的增大其初始坍落度。需要注意的是，如果再生骨料保持干燥狀態(tài)，那么所配置的再生混凝土在放置一段時(shí)間后，會(huì)使其出現(xiàn)比較快的坍落度損失，這就決定了干燥再生混凝土的坍落度的損失也會(huì)相對(duì)較快。

1.3 耐久性能

耐久性能也是再生混凝土的一種關(guān)鍵性能，具體主要表現(xiàn)在抗?jié)B性、抗凍融性、抗磨損性和干縮性能等方面。再生混凝土抗?jié)B性如果比較差，那么就容易受到冰凍或水侵蝕破壞，比如造成混凝土內(nèi)部鋼筋及保護(hù)層破壞等，同時(shí)抗?jié)B性如果比較差，也會(huì)加速有害物質(zhì)的侵蝕，且相應(yīng)的侵蝕深度越深，其耐久性也就越差，相應(yīng)的成因主要是由再生混凝土拌和材料質(zhì)量、配合比以及外部環(huán)境條件等綜合作用產(chǎn)生的。較于普通混凝土，再生骨料具有比較大的孔隙率，這決定了基于自由水灰比設(shè)計(jì)的可再生混凝土，相應(yīng)的抗?jié)B性也較于基準(zhǔn)混凝土更低。針對(duì)再生混凝土的抗凍融性，其較于基準(zhǔn)混凝土具有更強(qiáng)的抗凍融性，在經(jīng)過反復(fù)凍融試驗(yàn)后，相應(yīng)質(zhì)量和強(qiáng)度的損失率也更低。

通常而言，再生混凝土具有較高的吸水率，那么其在失水后會(huì)出現(xiàn)更大的徐變值和干縮量，所以在再生混凝土配置期間，必須要立足于混凝土干縮性能的基礎(chǔ)上，綜合考慮再生混凝土拌制中所用的水泥品種、粗細(xì)骨料、施工配合比以及施工養(yǎng)護(hù)條件和方法等。對(duì)于再生混凝土的抗磨性，再生骨料尺寸越大或基體混凝土強(qiáng)度更大，相應(yīng)的抗磨性也更大。此外，較于普通混凝土，由于再生骨料的滲透性以及孔隙率比較高，這決定了再生混凝土的抗酸侵蝕性和抗硫酸鹽侵蝕性等相對(duì)較差，為了改善其抗硫酸鹽侵蝕性，可以在再生混凝土拌制中適當(dāng)?shù)負(fù)郊右恍┓勖夯摇?/p>

1.4 力學(xué)性能

再生混凝土的力學(xué)性能也是影響其使用的一個(gè)重要性能，具體主要表現(xiàn)在抗壓強(qiáng)度、抗震性能、抗剪性能等方面。首先，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度，一般要比相同配比普通混凝土的抗壓強(qiáng)度值或基體混凝土的抗壓強(qiáng)度更低，相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度降低程度控制在0～30%范圍內(nèi)，平均控制于15%左右。再生混凝土抗壓強(qiáng)度降低的成因主要在于新舊水泥漿和再生骨料間存在一些比較弱的結(jié)合區(qū)域。但是再生混凝土的基體混凝土或設(shè)計(jì)強(qiáng)度比較低時(shí)，其強(qiáng)度反而會(huì)比基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度更高，這是由于新拌制水泥漿和再生骨料間的相容性比較好，它們之間可能會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，加之再生骨料比較粗糙的表面以及比較強(qiáng)的截面嚙合能力和骨料吸水率，這決定了再生骨料會(huì)吸收水泥漿中比較多的水分，降低了再生骨料表面的水灰比，進(jìn)而影響了抗壓強(qiáng)度。其次，再生混凝土的抗震性能，再生骨料表面上一般會(huì)附著于比較多的老舊砂漿顆粒，這會(huì)降低其所拌制再生混凝土的彈性模量，降低程度一般為同條件配置混凝土的70%～80%。由于再生混凝土具有比較低的彈性模量，相應(yīng)的變形量比較大，這就決定了其抗震性能和抗裂性能等力學(xué)性能比較好。最后，再生混凝土的抗剪性能，在水灰比保持一致的情況下，再生混凝土抗剪性能要比普通混凝土差，且再生骨料取代率越大，相應(yīng)的抗剪性能呈現(xiàn)下降的變化趨勢(shì)，添加一定量的硅灰材料，則可以顯著改善其抗剪性能[1]。

2 再生混凝土的應(yīng)用前景展望

通過上述對(duì)再生混凝土基本性能的研究，可知其在物理性能和力學(xué)性能等指標(biāo)上要差于普通混凝土，但不容置疑的是，再生混凝土在當(dāng)下以及未來擁有廣闊應(yīng)用前景。在實(shí)際的應(yīng)用中，需要結(jié)合結(jié)構(gòu)所處位置來靈活選擇再生混凝土來替代普通混凝土。比如，對(duì)于那些承重的混凝土結(jié)構(gòu)，可以適當(dāng)減少再生混凝土中的再生粗骨料取代率；對(duì)于防護(hù)砌塊、橋梁護(hù)欄和人行道板等一般結(jié)構(gòu)工程，可以適當(dāng)增加再生混凝土中的再生骨料取代率，借此來改善再生混凝土的力學(xué)性能和使用性能。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的貫徹，未來的廢氣建筑材料會(huì)越來越多，這為再生骨料的應(yīng)用創(chuàng)設(shè)了良好條件，加之對(duì)再生混凝土耐火性等性能研究的深入，未來再生混凝土勢(shì)必會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景[2]。

3 結(jié)束語

總之，再生混凝土的物理性能、工作性能、力學(xué)性能和耐久性能等基本性能較于普通混凝土?xí)兴煌?，這決定了其在應(yīng)用中不可套用普通混凝土的拌制或施工應(yīng)用要求和規(guī)定。但是毋庸置疑的是，隨著對(duì)再生混凝土研究的深入，未來會(huì)有更廣的應(yīng)用空間。