李潔 郭秋蘭 彭友飛
[摘要]中國目前處于基礎建設高峰期,水泥路面建設占很大比重,導致廢舊混凝土利用率問題日益突出,再生混凝土技術是解決矛盾的主要途徑。從再生混凝土的基本性質入手,討論了再生骨料分別對混凝土和易性、強度和耐久性的影響,分析了提高再生混凝土性能的主要技術方法,可為再生混凝土性能研究提供一定的參考價值。
[關鍵詞]再生混凝土;性能研究;配合比設計
[中圖分類號]TU528 [文獻標識碼]A
隨著經濟不斷迅猛地發(fā)展,我國建筑垃圾不斷增多,直接影響到人類生存的環(huán)境。將廢舊混凝土作為再生骨料,一方面實現(xiàn)了建筑垃圾的再生利用,解決了天然砂石短缺的問題;另一方面有效地處理了垃圾亂堆亂放問題,保護了自然生態(tài)環(huán)境。再生混凝土表面留有舊水泥砂漿,其物理力學性能均不及天然骨料,如視密度、吸水量、針片狀含量、壓碎值等較小,強度差、穩(wěn)定性不高,只能作為再生資源用作路面基層,而無法像天然混凝土骨料用作鋪設路面。那么,如何提高再生混凝土的基本性能,以滿足施工要求,顯得尤為重要。
1 再生混凝土的工藝要求
1.1 再生混凝土的概念
再生混凝土是由廢舊混凝土塊經過破碎、篩分、清除雜質等工序,按一定的比例混合而成的骨料。將部分或全部再生骨料代替天然骨料配制新混凝土的技術,成為再生混凝土利用技術。
1.2 再生混凝土配合比設計基本要求
混凝土配合比是指混凝土中各組成材料數(shù)量之間的比例關系。無論是普通混凝土,還是再生混凝土,其配合比設計應滿足以下四個要求:一是滿足結構物設計強度的要求;二是滿足施工和易性的要求;三是滿足工程環(huán)境耐久性的要求;四是滿足經濟性的要求。只有符合配合比設計要求,才能得到質量均勻且致密的混凝土。
2 再生骨料對混凝土性能的影響
將再生骨料配置成再生混凝土,且具有良好的工作性,其和易性、強度和耐久性是再生混凝土的主要技術指標。
2.1 再生骨料對混凝土和易性的影響
和易性是指混凝土易于攪拌、運輸、澆筑、搗實等工序,并能獲得質量均勻和致密的混凝土,它包括流動性、粘聚性和保水性三方面。
與天然砂石相比,再生骨料具有表面粗糙、孔隙率較大、漿體較多的特點,導致吸水率高,在單位用水量相同的條件下,流動性變差、坍落度??;但粘聚性和保水性有所提高。
2.2 再生骨料對混凝土強度的影響
再生混凝土的強度等級應符合普通混凝土立方體抗壓強度標準,也是控制工程質量和工程驗收的重要依據(jù),其混凝土強度取決于水泥石的強度及其與骨料表面的粘結強度。較天然砂石而言,再生骨料具有密度小、強度低,表面留有大量水泥砂漿;在一定的荷載作用下,再生混凝土易產生裂縫,導致再生混凝土的抗壓性能較低。
2.3 再生骨料對耐久性的影響
再生混凝土在保證強度要求的前提下,還應抵抗外界環(huán)境的作用及使用功能的要求,確保結構的安全、穩(wěn)定和正常使用。由于再生骨料在破碎過程產生微裂縫,提高了混凝土的孔隙率,滲透性增大,勢必會影響其耐久性。
3 提高再生混凝土性能的主要技術
由于再生骨料表面存在一定雜質、孔隙率大、吸水性強、強度低、穩(wěn)定性差等特點,其在某些物理性質上不能滿足工程實際要求,可采取物理、化學和配合比改性等技術,提高混凝土性能。
3.1 物理改性技術
物理改性方法,即通過循環(huán)壓研破碎等技術可去除骨料表面的水泥漿,減小應力集中作用,提高骨料的整體性能,達到再生骨料的使用要求。通過物理強化法,再生骨料性能得到一定改善,但其對機械損耗較為嚴重且動力能量消耗大。
3.2 化學改性技術
化學改性方法是采用有機硅防水劑、水泥漿液等化學溶液對再生骨料進行浸泡和干燥等處理,使化學漿液填充再生骨料內部的孔隙,可適當提高混凝土的強度。但該方法工序復雜,成本高,骨料表面不易粘結水泥漿,在一定程度上影響了混凝土的使用效果。
3.3 配合比改性技術
再生混凝土配置過程中,用水量直接影響到混凝土的性能。當用水量過少,則流動性不能滿足施工要求;當用水量過多,強度降低,干縮性大,易產生裂縫。較普通混凝土,再生混凝土的用水量應適當增加,增加的用水量稱為附加用水量。骨料有一定的地域性,導致材料吸水性有所不同,用水量往往要通過試驗確定。通常,配置相同坍落度的混凝土,“再生骨料+天然砂石”的用水量往往要少于“全部再生骨料”的用水量。由于用水量增加,在水灰比一定的條件下,水泥用量增加,導致不經濟??蛇m當采用減水劑等外加劑,有效減少單位用水量和水泥用量,提高混凝土性能,滿足實際施工要求。該方法較為簡單,試驗性強,有一定的理論基礎,推廣性強。
4 結語
廢舊混凝土最有效的處理方式是加工成再生骨料,用于生產再生混凝土。在可持續(xù)發(fā)展的大前提下,再生骨料的推廣應用已勢在必行。在研究廢舊混凝土再利用的情況下,鑒于骨料存在地域性差異,應結合當?shù)毓橇媳旧碣|量來進行分析。
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