再生混凝土拌合物性能和試驗方法研究★

薛 勇 郝永池

(河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，河北 石家莊 050091)

0 引言

在配制過程中摻用了再生骨料，且再生骨料占骨料總量的質(zhì)量百分比不低于30%的混凝土稱為再生混凝土[1]。再生混凝土制備過程中，在原材料合格的基礎(chǔ)上，還要加強再生混凝土拌合物性能的試驗檢驗，加強對再生混凝土拌合物的性能要求和試驗方法的研究，促使再生混凝土向商業(yè)化、生產(chǎn)化方向發(fā)展，是當今的研究熱點。

1 再生混凝土拌合物的概念

再生混凝土的各種組成材料(包括水泥、再生骨料、普通骨料、外加劑、摻合料和水等)按照一定比例配料，經(jīng)攪拌均勻后的混合物，在其未凝固之前稱為再生混凝土拌合物，也稱為新拌再生混凝土，以區(qū)別硬化后的再生混凝土。再生混凝土從攪拌機中卸出，到澆筑成型，所經(jīng)歷的時間并不長，但硬化后再生混凝土的性能如何，卻與再生混凝土拌制、運輸、澆筑、密實成型的過程密切相關(guān)，可以說再生混凝土拌合物的性能在很大程度上決定了再生混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的未來質(zhì)量。

2 再生混凝土拌合物的主要性能和檢測指標

再生混凝土拌合物的主要性能指標包括：和易性、凝結(jié)時間、泌水與壓力泌水率、含氣量、表觀密度等。

2.1 再生混凝土拌合物的和易性

再生混凝土拌合物應(yīng)具有良好的和易性，以保證再生混凝土在生產(chǎn)過程中易于攪拌均勻、運輸、澆筑和養(yǎng)護，獲得質(zhì)量穩(wěn)定混凝土的性質(zhì)。再生混凝土拌合物的和易性又稱工作性，它包括流動性、黏聚性和保水性三個方面。

再生混凝土拌合物的和易性是一個綜合性質(zhì)，目前還沒有一個全面、準確反映混凝土和易性的評價指標，通常以維勃稠度、坍落度、坍落擴展度及排空時間等指標測定不同性能的再生混凝土。

1)維勃稠度適用于干硬性再生混凝土拌合物，根據(jù)其維勃稠度大小分為V0，V1，V2，V3，V4五個級別。

2)坍落度適用于塑性、流動性再生混凝土拌合物，根據(jù)其坍落度大小分為S1，S2，S3，S4，S5五個級別。

3)坍落擴展度是隨著大流動性再生混凝土的開發(fā)與應(yīng)用而出現(xiàn)的。是能同時反映拌合物的變形能力和變形速度的性能指標，適用于測定大流動性再生混凝土的和易性。根據(jù)其坍落擴展直徑大小分為F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6六個級別。

4)排空時間是針對大流動性再生混凝土的特點提出的新的試驗方法。對于自密實再生混凝土，按通過V形漏斗時間分級。

2.2 再生混凝土拌合物的凝結(jié)時間

再生混凝土拌合物的凝結(jié)時間與水泥的凝結(jié)時間有相似之處，但由于再生骨料的摻入，水灰比的變動和外加劑的使用，又存在一定的差異。再生混凝土拌合物的凝結(jié)時間分為初凝和終凝，初凝時間適當長一些，以滿足再生混凝土的施工操作；終凝和初凝的時間差則越短越好。再生混凝土拌合物的凝結(jié)時間應(yīng)滿足再生混凝土施工要求和各項性能要求。

2.3 再生混凝土拌合物的泌水與壓力泌水率

再生混凝土拌合物經(jīng)澆筑、振搗后，在凝結(jié)硬化過程中，伴隨著粒狀材料的下沉所出現(xiàn)的部分拌合水上浮至再生混凝土表面的現(xiàn)象，稱為泌水。再生混凝土拌合物表面產(chǎn)生少量泌水屬于正常現(xiàn)象，但泌水率過大則會影響再生混凝土拌合物及硬化后的一些性能。如再生混凝土拌合物的體積變化、塑性收縮、再生混凝土的強度和密實度、漿體與再生骨料的粘結(jié)、漿體與鋼筋的粘結(jié)、耐久性、表面缺陷等等。

再生混凝土在壓力作用下的泌水稱為壓力泌水。壓力泌水率是指在一定的壓力下，再生混凝土拌合物在規(guī)定的時間內(nèi)所泌出的水占所能泌出的水總量的百分數(shù)。壓力泌水率是再生混凝土泵送施工的一個重要的性能指標，它反映了在壓力作用下再生混凝土保持水泥漿體的能力。一般泵送再生混凝土10 s時的相對壓力泌水率S10不宜大于40%。

2.4 再生混凝土拌合物的含氣量

再生混凝土拌合物經(jīng)振搗密實后單位體積中尚存的空氣量稱為含氣量。它是與再生混凝土拌合物和易性及硬化后再生混凝土耐久性有關(guān)的一項重要指標。

2.5 再生混凝土拌合物的表觀密度

表觀密度是表示再生混凝土拌合物振實后的單位體積質(zhì)量，用于換算再生混凝土體積和重量的關(guān)系。再生混凝土拌合物的表觀密度根據(jù)再生骨料的組成和摻加率有較大變化。常用再生混凝土拌合物的表觀密度一般為2 200 kg/m3～2 450 kg/m3。表觀密度也是再生混凝土拌合物的一項重要指標。

3 再生混凝土拌合物的試驗方法

再生混凝土拌合物根據(jù)試驗的目的，采集試樣進行試驗。用于檢驗預(yù)拌或現(xiàn)場澆筑再生混凝土時，拌合物試樣應(yīng)從攪拌機出口或現(xiàn)場入?？诓杉?，采集的試樣應(yīng)盡快送到檢驗地點進行試驗，實驗前應(yīng)略加拌合，保證試樣均勻一致。具體試驗方法如下。

3.1 再生混凝土拌合物的維勃稠度試驗

再生骨料最大粒徑不大于40 mm，維勃稠度在5 s～30 s之間，坍落度小于10 mm的再生混凝土采用維勃稠度法進行測定。試驗過程如下：

1)將裝滿再生混凝土的漏斗坍落度筒扣緊，擰緊定位螺絲；透明圓盤放置在再生混凝土頂面。

2)開啟振動臺和秒表，通過透明圓盤觀察，當圓盤的底面水泥漿剛剛布滿時，立即關(guān)閉振動臺，按停秒表并記下秒表時間，精確至1 s。

試驗時要檢查圓盤是否可以順利滑向容器。

3.2 再生混凝土拌合物的坍落度和坍落擴展度試驗

再生骨料最大粒徑不大于40 mm，坍落度不小于10 mm的再生混凝土拌合物一般采用坍落度法進行測定，坍落度法是目前使用最廣泛的稠度試驗方法。坍落擴展度是反映大流動性再生混凝土拌合物變形能力的一種表示方法。試驗過程如下：

在平板上踏緊坍落筒，分3層把混凝土拌合物裝滿，插搗25次，測量精度精確至1 mm，結(jié)果表達修約至5 mm。當兩次出現(xiàn)崩塌或一邊剪切破壞時，記錄為和易性不好。

3.3 再生混凝土拌合物排空時間試驗

再生混凝土的排空時間測定可以采用V形漏斗法，也可以采用倒置坍落度筒法。用以測定自密實再生混凝土的黏稠性和抗離析性。

V形漏斗容積約為10 L，形狀尺寸如圖1所示。

試驗時把自密實再生混凝土拌合物填入漏斗內(nèi)置滿，不需振搗，頂面刮平。靜置1 min，打開漏斗底部閘門，記錄流完所需的時間。以2次～3次試驗結(jié)果的平均值進行評價。

3.4 再生混凝土拌合物泌水率和壓力泌水率試驗

再生混凝土拌合物的泌水率通過容積為5 L的容量筒、振動臺測定。試驗方法與坍落度相似。在試樣振實后，試樣表面略低于試樣筒筒口(30±3)mm，刮平后立即稱量試樣筒與試樣總質(zhì)量。

試樣滲出水的吸取，在初始60 min內(nèi)，每隔10 min吸取一次。60 min后，每隔30 min吸水一次，直到試樣不在泌水為止。記錄每次的吸水量并計算總吸水量，精確到1 mL。泌水率取三個試樣測得的算術(shù)平均值。

壓力泌水率采用壓力泌水儀進行測定，給再生混凝土試樣施

3.5 再生混凝土拌合物凝結(jié)時間試驗

再生混凝土拌合物的凝結(jié)時間可采用貫入阻力儀進行測試。試驗方法如下：

1)取樣：隨機取樣，用4.75 mm篩篩出砂漿，然后人工翻拌，入模。每批再生混凝土拌合物取一個試樣，共取3個。

2)振實：a.坍落度不大于70 mm的，用振動臺，振至表面出漿為宜。b.坍落度大于70 mm的，人工搗實，插搗25次。

3)將再生混凝土試件放在貫入阻力儀座上，記錄砂漿和容器總質(zhì)量。

4)試針接觸砂漿表面，使測針在10 s內(nèi)垂直插入試樣深度25 mm，測針應(yīng)距邊緣至少25 mm，測點間凈距至少為所用測針直徑的兩倍，不小于15 mm。常溫下再生混凝土3 h后開始測試，以后每次間隔1 h。每個試樣試驗應(yīng)不小于6次，最后一次的單位面積貫入阻力不低于28 MPa。

5)記錄其質(zhì)量和加水起所經(jīng)過的時間及環(huán)境溫度。三個試模每次各測1點～2點，取其算術(shù)平均值為該時間的貫入阻力值。

3.6 再生混凝土拌合物含氣量試驗

再生混凝土拌合物的含氣量采用氣壓式含氣量儀進行測定，其測定原理是根據(jù)氣體狀態(tài)方程設(shè)計的，即在一定的溫度下，氣體的體積與壓力成反比。試驗過程如下：

1)均勻加料至含氣量儀，振動15 s～30 s；或者人工分3次裝入，每次插搗25次，再生混凝土要均勻布滿，表面光滑，密封加蓋。

2)打開排氣閥，把水注滿，然后關(guān)閉排氣閥，打氣加壓調(diào)至0.1 MPa。按下閥門桿，壓力表讀數(shù)P01；再測一次讀數(shù)P02，取兩次試驗的算術(shù)平均值；兩次相對誤差大于0.2%，加一次，仍是大于0.2%作廢重做。

4 結(jié)語

目前，再生混凝土理論研究成果已經(jīng)相對全面，而在工程應(yīng)用方面，還需要加大研究力度。由于再生骨料的性能和取代率對混凝土拌合物性能有較大的影響，進而影響再生混凝土的工程應(yīng)用。再生混凝土的制備全過程應(yīng)加強性能的檢測。加強再生混凝土拌合物性能的試驗方法研究，嚴格進行再生混凝土拌合物的試驗檢驗，可使提高再生混凝土得以系統(tǒng)運用，以發(fā)揮其最大的工程價值[2]。

[1] DG/T J08—2018—2007,上海市地標再生混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程.

[2] 蔣連接，朱方之，周 棟，等．橡膠再生混凝土和易性試驗研究混凝土[J]．2015(9)：104-107.