砂浆附着率对再生混凝土性能的影响

胡 欣 刘 杰 吴 迪

（江西省建筑材料工业科学研究设计院，南昌 330001）

前言

再生骨料在加工过程中会附有一定量的水泥砂浆，并产生一定程度的损伤。相比天然骨料，再生骨料具有表观密度低、孔隙率高、吸水率高、内在微裂纹多、强度不均匀以及加工成本高等缺点[2-4]，严重制约着其在工程中的应用。物理强化[4]能明显改善再生骨料的性能，物理强化的目的为除去表面附着的水泥砂浆和有薄弱连接的颗粒棱角，本文系统研究砂浆附着率与再生混凝土性能的关系，为再生骨料的物理强化方法提供理论依据。

1 原材料

1）水泥：江西万年青P·O 42.5 级水泥。

2）粉煤灰：江西余干黄金埠发电厂生产的Ⅰ级粉煤灰。

3）细骨料：赣江河砂,细度模数2.7，级配Ⅱ区，堆积密度1430kg/m3，表观密度2620kg/m3，含泥量0.6%，泥块含量0%。

4）再生粗骨料：某拆迁工地建筑垃圾经二级破碎成二级配，分级均化后二级配按一定比例配成5mm～20mm连续级配骨料。

5）外加剂：采用迪特生产的聚羧酸系缓凝高性能减水剂，1.0%掺量时减水率为27%。

2 试验方案

该拆迁工地所用碎石为硅酸类矿物，非石灰石，为测试再生粗骨料砂浆附着率，本试验采用盐酸滴定法测试砂浆附着率[6]，即把相同标号拆迁混凝土（C25）经破碎制成的再生骨料放入浓度为10%的盐酸溶液中，频繁搅拌并观察是否有气泡产生,经过多次更换盐酸溶液后经搅拌不再产生气泡时为止。通过磨矿机研磨再生骨料，制得不同砂浆附着率的再生骨料。拆迁工地混凝土标号为C25～C35，考虑到高强度原生混凝土经破碎后作为再生骨料配制相对较低强度等级的再生混凝土时，再生骨料表面砂浆的强度以及附着率对再生混凝土强度影响不大[1]，本试验采用C50基准配合比，见表1。

表1 C 50基准配合比

3 试验结果与分析

3.1 砂浆附着率对再生骨料性能的影响

经二级破碎配成5mm～20mm连续级配的再生骨料放入磨矿机研磨不同时间后，得A、B、C、D、E、F、G共七种再生骨料，砂浆附着率分别为：31.4%、24.5%、19.9%、13.3%、9.1%、4.5%、1.1%，其中A为没有放入磨矿机研磨再生骨料。各再生骨料的干表观密度、吸水率、压碎指标值与砂浆附着率的关系图见图1～图3。

图1 砂浆附着率与再生骨料干表观密度的关系

由图1～图3可见，经磨矿机研磨后，再生骨料的性能均优于未经磨矿机研磨的骨料，且吸水率和压碎指标值均达到《混凝土用再生粗骨料》GB/T 25177-2010中Ⅰ类再生粗骨料技术要求,干表观密度达到《混凝土用再生粗骨料》（GB/T 25177-2010）中Ⅱ类再生粗骨料技术要求。砂浆附着率是反映再生骨料基本性能的重要指标之一。图1、图2结果表明，砂浆附着率与干表观密度、吸水率呈近似线性关系，随着砂浆附着率的增加，干表观密度呈近似线形降低，吸水率呈近似线形增加，压碎值指标显近似线形显著增长。这主要原因为附着砂浆的吸水率比岩石的吸水率大，表观密度比岩石的小，随着附着砂浆的增加，再生骨料的吸水率和表观密度变化更明显。图3结果表明，砂浆附着率对再生骨料压碎指标值的影响不明显，砂浆附着率过大时,再生骨料压碎指标值明显增大。这是由于附着砂浆的强度低于岩石的强度，在砂浆附着率的不高的情况下，再生骨料抵御200kN的压碎能力变化不明显，当砂浆附着率过高，再生骨料的强度将明显下降。

图2 砂浆附着率与再生骨料吸水率的关系

图3 砂浆附着率与再生骨料压碎指标值的关系

3.2 砂浆附着率对再生混凝土性能的影响

界面过渡区传递应力的能力比较低，在外力的作用下极易开裂和破碎，是混凝土结构中的薄弱环节。由于再生骨料常附有一层作为界面过渡区的附着砂浆，所以再生混凝土比普通混凝土具有更多的界面过渡区，研究此过渡区的有助于我们更好的利用再生骨料。本试验使用经洗净烘干的A、B、C、D、E、F、G、H共七种再生骨料，采用表1的基准配合比配制再生混凝土的工作性能和力学性能见图4、图5。

图4 砂浆附着率与再生混凝土坍落度的关系

图5 砂浆附着率与再生混凝土抗压强度的关系

图6 砂浆附着率与再生混凝土碳化深度的关系

图4 的试验结果表明，随着砂浆附着率的增加，初始坍落度呈线形下降，1h初始坍落度损失变化不明显，并略有下降；从外观检测来看，保水性和黏聚性也下降显著。这是由于砂浆附着率的增大引起再生骨料吸水率的升高，混凝土中的流动减少，导致坍落度显著下降。磨矿机研磨再生骨料会使骨料的棱角变得圆滑，使得混凝土流动性提高，有益于坍落度的提高。图中的4.5%、1.1%砂浆附着率对应的坍落度相差较大，这是由于1.1%砂浆附着率的再生骨料放入磨矿机研磨时间过长，外形介于碎石和卵石之间。砂浆附着率过大的再生骨料吸水率较高，随着水化的进行，会适当地释放部分自由水，减少坍落度损失。

图7 砂浆附着率与再生混凝土电通量的关系

由图5可以看出，随着砂浆附着率的增加，再生混凝土的抗压强度降低的幅度先略有增加，后趋近平和。在砂浆附着率较少的情况下，界面中随着砂浆包围岩石并不完全，混凝土的强度变化不大，随着砂浆附着率的增大，强度下降速度增快，水泥石的支撑效果就越明显，因此混凝土强度下降速度将显著增加。当随着砂浆附着率达到25%以后，骨料表面几乎被包裹，界面过渡区的影响将逐渐减弱。

由图6、图7可以看出，再生混凝土的碳化深度和混凝土电通量随着砂浆附着率的增加显著增长。这是由于再生粗骨料表面附着的砂浆容易与破碎过程中的裂缝连接，贯通，增大再生混凝土的物质透过性，随着砂浆附着率的增加，再生混凝土的密实性降低，渗透性增加，容易发展碳化。

结论

作为再生混凝土界面过渡区的附着砂浆是混凝土结构中的薄弱环节，其性质是表征混凝土性能的关键因素，控制砂浆附着率对于再生混凝土尤为重要，物理强化能明显提高混凝土的性能，砂浆附着率控制在5%以内对再生混凝土性能影响较小，无需过分追求低砂浆附着率。

[1] 崔正龙,路沙沙,汪振双。不同强度砂浆界面过渡区对再生骨料混凝土性能的影响［J］。硅酸盐通报,2011，30(3)545-549。

[2] 肖建庄，李佳彬，兰阳。再生混凝土技术研究最新进展与评述［J］。混凝土，2003（10）：17-20。

[3] 朱平华，王欣，周军，等。绿色高性能再生混凝土研究主要进展与发展趋势［C］。上海:首届全国再生混凝土研究与应用学术交流会，2008:206-116。

[4] 朋改非,沈大钦,朱海英,等。同配合比条件下再生骨料混凝土与基准混凝土的力学性能比较研究［J］。混凝土,2006(2)34-38．

[5] 张九峰.再生骨料混凝土力性能特征及其影响因素［D］。北京:北京交通大学土木建筑工程学校，2010。

[6] 全洪珠，丁杰东，朱亚光，杨向宁，李秋义。不同品质再生粗骨料对混凝土强度及耐久性影响的实验研究［C］。上海:首届全国再生混凝土研究与应用学术交流会，2008:283-289。