再生骨料混凝土的基本性能分析研究

汪加梁

（桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西 桂林 541004）

引言

再生骨料混凝土是指利用废弃混凝土破碎加工而成的再生骨料，部分或全部的取代天然骨料制备而成的新混凝土。建筑业是我国的支柱产业之一，近年来得到突飞猛进的发展，建筑更新速度越来越快，但是随之产生的建筑废弃物也越来越多，因此，开展对建筑废弃物的回收再生利用研究工作，尤其是以建筑废料生产再生骨料制备再生混凝土的新技术，具有巨大的社会效益，环境效益和经济效益，其发展前景非常可观。近年来国内外再生混凝土技术的研究与开发得到很大的发展，欧洲、日本、美国等一些发达国家和地区的再生混凝土开发应用方面发展速度很快，取得一系列的成果并积极推广应用于实际工程中。但是，国内再生混凝土的应用还实验、谨慎使用的的初步阶段。本文研究综合了国内外文献资料，对再生骨料混凝土性能进行了分析研究。

1 再生混凝土的基本力学性能

与天然骨料相比，再生骨料的物理力学性能有很大的差别，因此，再生骨料混凝土的物理力学性能与普通混凝土的力学性能也有差别。国内外关于再生混凝土基本力学性能的试验研究做得比较多，得出来的结论大部分一致：各龄期的再生混凝土强度低于同配合比的普通混凝土。再生骨料的取代率对再生混凝土的抗压强度影响也很大，再生混凝土的抗压强度随再生骨料的取代率的增加而降低，马彦飞和徐晓勇[1]的试验发现当再生骨料的取代率从25%增加到100%时，再生混凝土的28d抗压强度较同配合比的普通混凝土降低15%～30%。适量掺量的粉煤灰可提高再生混凝土的抗压强度，王武祥[2]等研究表明粉煤灰在一定范围内可以提高再生混凝土的抗压强度，不同组成不同配合比再生混凝土存在各自适宜的粉煤灰掺量。水灰比对再生混凝土的强度影响很明显，随着水灰比的增加，再生混凝土的抗压强度降低。再生混凝土的抗拉强度较同配合比的普通混凝土低，Ravindrarajah和Tam[3]发现再生混凝土的抗拉强度较同配合比的普通混凝土低10%。周辉[4]等发现再生混凝土的劈裂抗拉强度随再生粗骨料取代率的增长而降低，且混凝土结构设计中规程中的劈裂抗拉强度关系式不适合再生混凝土。肖建庄[5]等从再生骨料取代率分别为0、30%、50%、70%、100%时的再生混凝土棱柱体试块的抗折试验中得出与普通混凝土相比，再生混凝土的抗折强度低很多。

2 再生混凝土的耐久性

2.1 抗冻性

再生混凝土的抗冻性能低于甚至明显低于普通混凝土，再生粗集料是再生混凝土抗冻性能的薄弱环节，其主要原因是再生集料很容易吸水饱和，10分钟可达饱和程度的85%以上，30分钟可达饱和程度的95%左右，因而再生粗集料容易先于新水泥基体发生冻融破坏，成为再生混凝土抗冻性能的薄弱环节。再生混凝土受冻前的养护条件和养护龄期对抗冻性影响很大，再生混凝土在受冻前需要养护较长时间才能使后期强度不受影响，覃银辉[6]等对再生混凝土的抗冻性能研究表明预养龄期对再生混凝土的受冻有利，即预养护龄期越长，后期强度越高。减低水灰比（掺加减水剂）以减少混凝土内部的孔径可有效地提高再生混凝土的抗冻性能，掺加引气剂改善再生混凝土的性能有明显的效果。掺加掺合料以细化混凝土内部的孔结构，减少再生粗集料最大粒径及再生集料的强化，均能提高再生混凝土的抗冻性能。

2.2 抗渗性

再生集料在破碎过程中产生的裂缝及其表面老水泥砂浆的孔隙大大增加了再生混凝土的孔隙率，从而增大其渗透能力，所以再生混凝土的抗渗性能低于同配比的普通混凝土，而且再生混凝土的抗渗性能随着再生集料的取代率的增大而降低。混凝土的抗渗透性能与其孔隙率或密实度直接相关，因而提高混凝土密实度的方法均可以起到改善其抗渗性的效果。张李黎等[7]通过试验研究发现再生混凝土的抗渗性能随着水灰比的增大而降低，随强度的增大而增大。掺加适量的矿物掺合料（如粉煤灰，矿渣，硅粉等）及外加剂（减水剂，引气剂等）对再生集料进行改性处理均可以提高再生混凝土的抗渗性能。

2.3 抗碳化性

再生混凝土的抗碳化性能跟抗渗性有相关性，特别是抗气渗性，随着再生骨料的取代率的增加，再生混凝土的抗渗性能降低，再生混凝土的碳化深度增大，主要原因是再生骨料的表面较为粗糙，孔隙较多，密度较天然骨料低，随着再生骨料取代率的增加，再生混凝土的密实度降低，抗气渗性下降，CO2扩散速度加快，碳化深度也就越大。同理，再生混凝土的抗碳化性随水灰比增大而增加。孙浩[8]研究发现掺加矿渣粉，钢渣粉可以减少碳化深度，但掺量不宜过大（矿渣粉掺量不大于30%，钢渣粉的掺量不大于10%）。

2.4 徐变

徐变是指混凝土在正常荷载作用下，其变形随时间不断增加的现象。徐变随灰浆率的增加而增大，再生骨料中含有大量旧的水泥砂浆，使得再生混凝土中总的砂浆含量大于同配合比的普通混凝土，所以再生混凝土的徐变较普通混凝土的徐变大.再生混凝土的徐变的基本趋势同普通混凝土时一致的，即随水泥用量，水灰比增加而增大。掺加粉煤灰，膨胀剂可以减少再生混凝土的徐变。

3 再生混凝土的和易性

和易性直接影响到混凝土搅拌、运输、浇注、捣实等施工作业，关系到能否获得质量均匀和密实的混凝土。和易性为一综合技术性能，包含流动性、黏聚性、保水性三方面的含义。再生骨料比天然骨料吸水率大、孔隙多、表面较为粗糙，而且再生骨料含有大量的旧的水泥砂浆导致再生混凝土中砂浆含量多，从而导致再生混凝土的流动性较同配合比的普通混凝土差，保水性和黏聚性比同配合比的普通混凝土好。马静[9]等通过对不同取代率再生骨料混凝土的和易性的研究中发现随着再生骨料取代率增大，新拌混凝土的流动性变得越来越差，而此时的混凝土的黏聚性变得越来越好；适量的减水剂可以增强混凝土的流动性。

4 再生混凝土的发展趋势

混凝土作为目前世界上用量最大的人造建筑材料，消耗大量的资源和能源，而且未经处理的废弃混凝土还会对环境造成污染、影响市容。随着资源、能源、环境问题的日益严峻，对废弃混凝土进行有效、合理的利用是环境保护和可持续发展的迫切需要，这样会加速人们对再生混凝土的研究开发利用。随着对再生混凝土性能的进一步试验研究，其各项性能必将得到大幅改善，再生粗骨料也将应用于商品混凝土。开发商品再生混凝土，可以极大的推广再生混凝土在工程中应用，提高废弃混凝土循环再利用的效率。充分利用矿渣，粉煤灰等工业废料开发高性能再生混凝土，是再生混凝土的发展趋势。

[1]马彦飞,徐晓勇.再生混凝土抗压性能的试验研究[J].江苏建材，2010（1）:21-24.

[2]王武祥，程清波.粉煤灰掺量对再生混凝土性能影响的研究[J].混凝土与水泥制品，2010（1）:4-8.

[3]Ravindrarajah R，Tam C T.Recycled concrete as fine and coarse aggregates in concrete[J].Magazine of concrete Research.1987,39(141):214-220.

[4]周辉,龚爱民,江仓明,彭玉林.再生混凝土取代率对混凝土力学性能的影响[J].西部探矿工程,2008(5):158-160.

[5]肖建庄,李佳彬.再生混凝土强度指标之间的换算关系的研究 [J].建筑材料学报,2005,8（2）:197-201.

[6]覃银辉,邓寿昌,张学兵,刘付华,彭相华.再生混凝土的抗冻性能研究 [J].混凝土,2005（12）:49-52.

[7]张李黎，柳炳康，胡波.再生混凝土抗渗性能研究 [J].合肥工业大学学报,2009,32（4）：508-510.

[8]孙浩.粗集料和掺合料对再生混凝土性能的影响研究 [D].上海:同济大学,2006.

[9]马静,王振波.不同取代率再生粗骨料混凝土的和易性 [J].山西建筑,2009,35（24）:170-171.