淺談再生骨料的性質(zhì)對再生混凝土性質(zhì)的影響

(內(nèi)蒙古建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 內(nèi)蒙 古呼和浩特 010070)

在建筑工程建造過程中，混凝土是其中用到最多的人造材料。而在混凝土原料中，骨料用量在其中使用量又占據(jù)首要地位。一般來說，生產(chǎn)1m3混凝土所花費(fèi)的砂石骨料約為 1800kg。長期以來，由于砂石骨料來源廣泛，且砂石骨料的價(jià)格較低，因此被認(rèn)為是取之不盡的，這導(dǎo)致人們在使用的時(shí)候缺乏節(jié)約意識，導(dǎo)致資源枯竭問題日益顯著[1]。另外，我國每年都有大量建筑物因達(dá)到使用年限或由于建設(shè)需要而需要拆毀。廢棄建筑物導(dǎo)致廢棄混凝土量增多，若沒有妥善處理，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)環(huán)境污染。廢棄混凝土中砂石骨料含量較多，可以將這些骨料回收，加工成碎塊，代替碎石作為骨料繼續(xù)使用。這樣既可以對廢棄混凝土妥善處置，又可以在建設(shè)時(shí)期代替部分天然骨料的使用，緩解了天然骨料不足的問題。

一、再生混凝土概念

（一）再生混凝土概念

再生混凝土是指再將建筑垃圾破碎清洗后作為混凝土骨料使用，可代替部分天然骨料使用。再生骨料按照尺寸大小劃分，可以劃分為再生粗骨料、細(xì)骨料。一般來說，粒徑超過4.7mm的骨料為再生粗骨料，粒徑小于4.7mm的骨料為再生細(xì)骨料。再生骨料是天然骨料、、硬化砂漿的黏合體，外觀上多為再生骨料表明裹有砂漿，部分與砂漿完全脫離的石子，還有部分為砂漿顆粒，加上破碎過程中可能出現(xiàn)大量裂縫，導(dǎo)致砂漿的空隙率較高，表面密度較小，因此砂漿的吸水率較大，壓碎指標(biāo)較大[2]。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可見，再生骨料表觀密度相比較天然骨料約低10%左右，骨料的吸水率很高，壓碎指標(biāo)要顯著高于天然骨料。

（二）再生混凝土與原生混凝土的性質(zhì)差異

混凝土組成中有一項(xiàng)重要元素就是骨料，它在混凝土中占有重要地位，對混凝土性質(zhì)產(chǎn)生很大影響。由于骨料來源及性質(zhì)上的差異性，導(dǎo)致再生混凝土與天然混凝土性質(zhì)差異也明顯。首先，再生混凝土的強(qiáng)度要低于原生性的混凝土，這就導(dǎo)致兩者在工作范圍及力學(xué)性能上存在較大差異。當(dāng)受剪破壞時(shí)，再生混凝土梁斜裂縫寬度要大于普通混凝土梁。對再生骨料取代率最高的試件，所取得的斜裂縫寬度最大，再生混凝土在相同荷載影響喜愛跨中橈度高大于普通混凝土梁[3]。隨著再生粗骨料取代率增加，再生混凝土梁橈度進(jìn)一步出現(xiàn)增大。加上再生骨料混凝土具有和易性差的特點(diǎn)，吸水率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原生性混凝土，混凝土表面空隙較多，造成混凝土彈性模量降低。

二、再生骨料性質(zhì)對再生混凝土性質(zhì)產(chǎn)生的影響

（一）對混凝土塌落度及和易性產(chǎn)生的影響

再生骨料需要對廢棄混凝土進(jìn)行顆粒整形，整形后再生細(xì)骨料中微粉含量較高，導(dǎo)致再生骨料的吸水率要顯著高于天然細(xì)骨料吸水性，這使得再生細(xì)骨料混凝土施工時(shí)，用水量高于天然骨料混凝土。若混凝土齡期較短，使用的部分水會(huì)被微細(xì)粉吸附，很難失去，因此不會(huì)對再生細(xì)骨料混凝土的使用收縮性產(chǎn)生影響。但隨著混凝土使用齡期加長，被微細(xì)粉吸附的這部分水會(huì)在混凝土水化及干燥損失過程，導(dǎo)致再生細(xì)骨料混凝土的收縮值、干縮值都隨著混凝土使用齡期的增長而逐漸出現(xiàn)提高，混凝土孔隙率也會(huì)出現(xiàn)提高[4]。而混領(lǐng)土塌落度與骨料吸水率增加呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，甚至也會(huì)導(dǎo)致再生混凝土所具有的和易性降低。但由于再生粗骨料中含有的水泥石會(huì)在使用過程中吸收一定水，導(dǎo)致再生粗骨料混凝土有效水膠略微低于天然骨料的混凝土。因此，再生粗骨料混領(lǐng)土所具有的收縮性能與天然骨料混凝土所具有的收縮性基本保持一致，再生粗骨料混凝土所具有的早期收縮量與后期收縮量與普通混凝土的收縮量也存在差異。

（二）再生骨料壓碎指標(biāo)的影響

由于再生骨料所具有的壓碎指標(biāo)相較于天然骨料，其指標(biāo)要低 50%左右，因此會(huì)導(dǎo)致再生混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)很大程度的降低，導(dǎo)致再生混凝土與傳統(tǒng)類型的混凝土在力學(xué)性能及工作性能上都存在明顯差異。如受剪受到破壞時(shí)，再生混凝土梁所具有斜裂縫平均寬度相較于普通類型的混凝土要更大，再生骨料取代率較高的試件，所具有的斜裂縫寬度也最大，再生混凝土無腹筋梁在一定荷載作用影響下，跨中橈度值相較于普通類型的橈度值也會(huì)更大[5]。另外，加上再生粗骨料取代率的不斷增加，再生混凝土橈度也會(huì)出現(xiàn)進(jìn)一步增大。

（三）再生骨料粒徑的影響

首先，再生骨料粒徑對再生混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生的影響。當(dāng)再生骨料粒徑為25mm左右時(shí)，再生骨料混凝土所具有的抗壓強(qiáng)度相對也是較低的。當(dāng)粒徑為 15mm或8mm時(shí)，混凝土強(qiáng)度則會(huì)出現(xiàn)提高。當(dāng)粒徑設(shè)置為35mm時(shí)，再生骨料混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度。其表現(xiàn)出的基本規(guī)律為粒徑越大，混凝土強(qiáng)度越低。這主要是由于隨著再生骨料粒徑增大，骨料本身強(qiáng)度是較低的，且骨料破碎后也存在較大損傷可能性。而粒徑為 35mm時(shí)，再生骨料混凝土抗壓強(qiáng)度會(huì)達(dá)到最高，這主要是由于廢棄混凝土破碎時(shí)，其中含有的天然骨料很難進(jìn)行破碎，導(dǎo)致該粒徑段再生骨料中含有較高的天然骨料，使得再生骨料混凝土粒徑為 35mm時(shí)，抗壓強(qiáng)度得到提高。其次，再生骨料粒徑對再生混凝土彈性模量產(chǎn)生的影響。當(dāng)再生骨料粒徑為 15mm時(shí)，由于再生骨料粒徑的增大，再生混凝土本身的彈性模量會(huì)較大，這說明在這個(gè)范圍的粒徑段，隨著粒徑增大，配置的混凝土整體也會(huì)更密實(shí)，即各粒徑骨料間填充度更好，至骨料空隙率達(dá)到最低，體系堆積密度這時(shí)也會(huì)達(dá)到最大，進(jìn)而使得混凝土彈性模量大大提高[6]。而粒徑范圍在 35-40mm范圍內(nèi)的再生骨料混凝土，由于骨料粒徑過大，且屬于單一級配，粗骨料空隙完全可以有砂漿進(jìn)行填充，使得混凝土整體密度顯著降低，且導(dǎo)致彈性模量也會(huì)出現(xiàn)些微下降。

結(jié)語：

綜上所述，由于再生骨料吸水率要顯著高于天然骨料，導(dǎo)致再生細(xì)骨料混凝土收縮值及干縮值都會(huì)隨著混凝土使用齡期的增長而提高，混凝土孔隙率也會(huì)出現(xiàn)提高。另外，由于再生混凝土所具有的碳化性能會(huì)低于原生混凝土碳化性能，因此建議可使用對顆粒整形后的再生骨料，使之與天然粗骨料的性質(zhì)更為接近，使得再生混凝土工作性能得到很大改善。

[1]蔣群,夏曉舟,陳愛玖,章青.引氣減水劑對再生混凝土力學(xué)性質(zhì)的影響研究[J].三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,3103:46-51.

[2]高丹盈,張麗娟,蘆靜云,閆兆強(qiáng).再生骨料混凝土配合比設(shè)計(jì)參數(shù)研究[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào),2016,3301:8-14.

[3]梁超鋒,劉鐵軍,肖建莊,鄒篤建,楊秋偉.再生混凝土懸臂梁阻尼性能與損傷關(guān)系的試驗(yàn)研究[J].土木工程學(xué)報(bào),2016,4907:100-106.

[4]羅冬梅,楊虹,肖依英,李邦定.隨機(jī)再生骨料增強(qiáng)混凝土受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,3301:88-93.

[5]陳夢成,劉京劍,黃宏.方鋼管再生混凝土軸壓短柱研究[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,3904:693-700.

[6]郭鵬,韋萬峰,楊帆,楊曉宇.再生集料及再生混凝土界面過渡區(qū)研究進(jìn)展[J].硅酸鹽通報(bào),2017,3607:2280-2286+2292.