高強(qiáng)度再生骨料混凝土性能優(yōu)化研究

郭天存 戴先武

摘? ? 要：現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也有了很大的提高。對(duì)高強(qiáng)再生骨料混凝土應(yīng)用納米強(qiáng)化骨料以及化學(xué)降粘劑后的力學(xué)性能、工作性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在單摻入納米再生骨料的情況下，高強(qiáng)再生混凝土早期強(qiáng)度較高，但后期強(qiáng)度倒縮。單摻入化學(xué)降粘劑的情況下，混凝土的工作性能提高，但強(qiáng)度整體下降。同時(shí)摻入納米強(qiáng)化再生骨料與化學(xué)降粘劑，則強(qiáng)化骨料不再發(fā)揮效用。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度;再生骨料;混凝土;性能優(yōu)化研究

1? 引言

伴隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展，我國(guó)城市建筑垃圾的規(guī)模也不斷增大。城市垃圾的不斷產(chǎn)生影響城市生態(tài)，污染了城市環(huán)境，成為了每座城市面臨的重大挑戰(zhàn)。消極的填埋模式并不可取，因此，將這些垃圾處理后再利用才能真正緩解城市垃圾圍城的巨大壓力。建筑垃圾的主要成分是建筑拆、改建的混凝土，目前，將這些混凝土分揀、破碎、篩分、清洗后制得再生骨料重新用于混凝土生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)廢棄混凝土高效綜合利用的有效途徑。但在現(xiàn)階段，受生產(chǎn)工藝、破碎工藝、分揀、清洗技術(shù)等因素限制，骨料生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的再生骨料普遍強(qiáng)度較差，吸水量高，這導(dǎo)致采用再生骨料配制的再生混凝土通常強(qiáng)度較差，流動(dòng)性差，坍落度損失大。這些不利因素嚴(yán)重限制了再生混凝土的生產(chǎn)和發(fā)展。通常來(lái)說(shuō)，利用再生骨料配制的再生混凝土在工程上只用于回填標(biāo)高、道路墊層等低強(qiáng)度、非結(jié)構(gòu)承重場(chǎng)合。

2? 再生骨料

相較于天然砂、石等骨料，再生骨料具有比較小的表觀密度，較高的吸水率，同時(shí)堅(jiān)固性以及界面性能也相對(duì)較差。有關(guān)研究表明，由再生骨料形成的混凝土比一般混凝土的彈性模量小，強(qiáng)度更低，這主要是再生骨料和水泥等混合料之間的界面存在過(guò)渡區(qū)?；谠偕橇系奶匦?，決定了其在混凝土中的應(yīng)用勢(shì)必會(huì)受到比較大的限制，為了更好地在混凝土中應(yīng)用再生骨料，需要注意引入和應(yīng)用改性技術(shù)，下面就常用的改性技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行探討。

3? 混凝土中再生骨料常用的改性技術(shù)

3.1? 加熱研磨技術(shù)

該種技術(shù)主要是采用高溫加熱處理的工藝對(duì)初步經(jīng)過(guò)破碎處理后的廢氣混凝土土塊進(jìn)行處理，將水泥石塊進(jìn)行脫水處理和脆化處理，之后將處理后的破碎塊擱置于磨機(jī)中進(jìn)行沖擊與研磨處理，借助上述流程操作后，即可以將附著于再生骨料中的水泥殘余物清除掉。通過(guò)該種改性技術(shù)的合理應(yīng)用，將建筑垃圾中可以循環(huán)利用的再生骨料進(jìn)行回收，極大地增加了建筑垃圾利用率。

3.2? 顆粒整形技術(shù)

為了可以對(duì)再生骨料的表觀密度以及顆粒堆積密度進(jìn)行改善，降低其吸水率、孔隙率以及壓碎指標(biāo)值，使其更加適合混凝土施工需求，可以借助顆粒整形技術(shù)，具體就是采用特定的整形機(jī)械設(shè)備對(duì)再生骨料進(jìn)行合理處理，這樣可以顯著改善再生骨料的針片狀骨料含量、密實(shí)度以及堆積密度等。

3.3? 微波加熱改性技術(shù)

該種改性技術(shù)主要是在微波設(shè)備中擱置待處理的再生骨料，經(jīng)過(guò)高溫處理后分離再生骨料表面存在的舊有砂漿，提升了所配置混凝土的使用性能。微波加熱改性技術(shù)可以顯著降低骨料中的壓碎指標(biāo)、吸水率和砂漿含量，使得處理后的骨料物化指標(biāo)更加符合天然骨料的基本特性。有關(guān)研究表明，在溫度為500℃的高溫爐中對(duì)再生骨料進(jìn)行加熱處理的條件下，骨料表面上存在的舊有砂漿清除率高達(dá)50%以上。

3.4? 酸洗改性技術(shù)

通過(guò)對(duì)再生骨料進(jìn)行酸洗后，可以顯著改善骨料的各項(xiàng)性能，降低其吸水率，可以確保再生混凝土配置性能的合理性，促使其更加接近于天然骨料的基本特性，提升骨料的整體力學(xué)性能。比如，采用鹽酸溶液（3%濃度）、冰醋酸（5%）和C-3超塑化劑等溶液來(lái)浸泡再生骨料，借助帶有硅酸鹽的骨料表面和相應(yīng)酸液之間的化學(xué)反應(yīng)來(lái)對(duì)其表面活性進(jìn)行改善，清除表面舊有的砂漿。此外，還可以借助化學(xué)漿液浸泡來(lái)對(duì)混凝土內(nèi)部縫隙進(jìn)行填補(bǔ)，通過(guò)借助防水劑、粉煤灰和硅粉等化學(xué)漿液的應(yīng)用來(lái)改善骨料的使用特性。

3.5? 顆粒級(jí)配調(diào)整改性技術(shù)

通過(guò)基于機(jī)械化生產(chǎn)工藝的合理應(yīng)用，可以合理處理再生骨料，確保其更加符合骨料級(jí)配級(jí)配曲線，更加適用于工程施工。比如，二次破碎法和人工法等的合理應(yīng)用，可以顯著改善其所拌制混凝土的耐久性和抗壓強(qiáng)度。相較于天然骨料，再生骨料的級(jí)配連續(xù)性非常差，相應(yīng)的骨料顆粒粒徑也非常大，會(huì)對(duì)后續(xù)所拌制混凝土的整體使用性能產(chǎn)生影響。通過(guò)采用再生骨料顆粒級(jí)配調(diào)整改性技術(shù)，可以顯著增強(qiáng)其所配置混凝土的抗壓強(qiáng)度。

4? 混凝土中再生骨料的優(yōu)化應(yīng)用

通過(guò)結(jié)合實(shí)際的需求靈活選擇再生骨料改性技術(shù)，可以顯著改善再生骨料的物化性能，使其接近天然砂石骨料，從而為后續(xù)在混凝土拌制奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但是為了從整體上確保再生骨料混凝土的拌制性能，需要做好如下方面的工作。

4.1? 適當(dāng)?shù)負(fù)郊右恍┩饧觿?/p>

在拌制再生骨料混凝土的過(guò)程中，為了對(duì)其耐久性、工作性和力學(xué)性等進(jìn)行改善，可以適當(dāng)?shù)卦谄渲刑砑右恍└呋钚缘膿胶狭弦约案咝У臏p水劑，常用的主要包括如下幾種類型：其一，在再生骨料混凝土中適當(dāng)添加礦渣和粉煤灰等，提升再生骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度，同時(shí)采用兩種復(fù)合摻加的應(yīng)用效果更佳理想，可以顯著改善混凝土的應(yīng)用性能。其二，借助磨細(xì)粉煤灰以及高效減水劑的合理應(yīng)用，可以提升所配置再生混凝土的流動(dòng)性，保水性以及黏聚性等綜合性能，尤其適用于某些對(duì)再生骨料混凝土有特殊要求的施工條件。其三，在高效減水劑合理應(yīng)用的前提下，通過(guò)在所拌制混凝土中適當(dāng)?shù)負(fù)郊右恍┕杌一虺?xì)粉煤灰，可以從整體上提升可再生骨料混凝土的抗?jié)B等級(jí)，然后綜合借助蒸汽養(yǎng)護(hù)施工和改性處理工藝，那么可以從整體上提升再生骨料混凝土的抗?jié)B水平，甚至相應(yīng)指標(biāo)要高于天然骨料的相應(yīng)值，更好地滿足后續(xù)的工程實(shí)踐使用需求。此外，還可以結(jié)合實(shí)際的施工需求，靈活添加摻加料，從整體上提升再生骨料混凝土的使用性能。

4.2? 需要科學(xué)確定混凝土配置比例

具體通過(guò)結(jié)合再生骨料混凝土拌制需求，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)等來(lái)科學(xué)確定拌制配比，之后需要嚴(yán)格按照規(guī)定的混凝土拌制要求進(jìn)行施工。

5? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際工程應(yīng)用中，如需生產(chǎn)循環(huán)周期較短的建筑構(gòu)件，如預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、高架橋面板等，可選用納米改性的高強(qiáng)再生骨料混凝土，其早期強(qiáng)度高，坍落度好，后期強(qiáng)度變化不大，完全能滿足工程要求。而在對(duì)混凝土工作性能要求較高的場(chǎng)合，如自密實(shí)混凝土等，則可在高強(qiáng)再生混凝土中摻入一定量的化學(xué)降粘劑，以提高其施工性能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭鵬，韋萬(wàn)峰，楊帆，楊曉宇.再生集料及再生混凝土界面過(guò)渡區(qū)研究進(jìn)展[J].硅酸鹽通報(bào)，2017（7）：2280～2286.

[2] 李秋義，李云霞，朱崇績(jī)，田礫.再生混凝土骨料強(qiáng)化技術(shù)研究[J].混凝土，2006（1）：74～77.

[3] 史才軍，張家科，李亞可.利用二氧化碳強(qiáng)化再生骨料性能的研究[C].中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)水泥分會(huì)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2014（12）：43～44.

[4] 杜婷，李惠強(qiáng)，吳賢國(guó).混凝土再生骨料強(qiáng)化試驗(yàn)研究[J].新型建筑材料，2002（3）：6～8.

[5] 楊青，錢曉倩，錢匡亮，王章夫，周堂貴.《再生混凝土納米復(fù)合強(qiáng)化試驗(yàn)》[J].材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2011（1）：66～69.

[6] 劉金梅，盧忠遠(yuǎn)，嚴(yán)云.超細(xì)粉煤灰與高效減水劑復(fù)合減水效應(yīng)研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（4）：120～124.

[7] 李文貴，龍初，羅智予，黃政宇，龍炳煌，任杰強(qiáng).再生骨料混凝土破壞機(jī)理與改性研究綜述[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2016（6）：60～72.