关于水灰比对再生混凝土抗压强度的影响分析

吴长清

摘 要：随着我国建筑行业的快速发展，要求注重将节能环保理念引入其中。以再生混凝土为例，其主要指通过对废气混凝土采取相应的处理措施如分级、破碎或清洗等所得到的混凝土。但这些再生混凝土在实际使用中往往存在抗压强度过低等问题，而影响抗压强度的关键性因素在于水灰比。对此，文章通过采取一定的试验方式，对再生混凝土抗压强度受水灰比的影响进行探析。

关键词：再生混凝土；抗压强度；水灰比；影响

前言

再生混凝土实际投入使用中，因再生骨料具有较大的孔隙率、较高的吸水率，且表面较为粗糙，若完全以正常混凝土水灰比配制标准进行配制，很可能影响再生混凝土的力学性能，尤其在抗压强度方面所受到的影响更为明显。

1 再生混凝土在我国的应用现状

关于再生混凝土，由于其本身与绿色建筑理念相吻合，所以成为近年来大多建筑施工中的重要材料。从其应用范围看，再生混凝土的应用首先体现在路面板施工方面。以我国某地区道路施工为例，其将废弃混凝土路面板直接选用再生混凝土路面进行代替，整個改造路面在长度上为168km，在基层面设计中选用再生骨料，并使其长度控制在142km。原有路面板总量在基层与底基层上分别为11289m3、25743m3。对此在改造中直接将人工风钻起板引入其中，板面多以600-800mm为主，在此基础上采取人工破碎、破碎机破碎等方式，最终分析在压碎指标上可保持在15.9%，而骨料最大粒径可达到35mm。其次，再生混凝土的应用也体现在楼层施工方面。如我国青岛海逸景园，其在2010年进行24层楼层结构施工中，便选取C40再生骨料，通过合理的配制生产，使再生骨料的应用取得良好的效果。另外，再生骨料可用于污水处理池相关施工方面。国内较多地区近年来在污水处理池建设方面都将再生混凝土引入其中，如某构成以全现浇剪力墙结构为主，墙体高度与厚度分别为4.2m与250mm，在设计中便选择以再生骨料为主，选择C25设计强度，并将漏斗自落式作为主要浇筑方式，最终通过测量发现，混凝土强度可达到37MPa，能够满足施工设计要求。尽管从这些实例中能够发现，再生混凝土在工程中的应用可起到突出的作用，但也有部分工程施工中存在施工质量不达标等问题，而这些问题产生的根源在于未根据施工要求做好水灰比配制工作。

2 关于再生混凝土抗压强度受水灰比影响的试验

关于再生混凝土抗压强度，从以往许多研究中都可发现，其受水灰比配制的影响极为明显，如Aland D.Buck等人提出在同样水灰比下，对一般混凝土与再生混凝土抗压强度进行比较，可发现再生混凝土要低出8MPa，若采取水灰比减小方式，可使抗压强度得以提升。再如有学者在试验中发现，在水灰比为0.38情况下，相比一般混凝土抗压强度，再生混凝土将为其60%，如果控制水灰比为0.60以上，再生混凝土抗压强度将为其75%。对此情况在再生混凝土应用中，可采取清洗再生骨料的措施，有利于混凝土抗压强度的提升。由此可见，再生混凝土受水灰比影响极为明显。文章在研究中主要以100%再生粗骨料为主，判断水灰比所带来的影响。

2.1 试验材料的选取

试验过程中主要引入撞击式破碎机，这样在破碎原生混凝土后并经过筛选，便可得到再生粗细骨料，其中再生骨料主要以25mm为最大粒径。在试验中为便于研究再生混凝土受水灰比的影响，也将一般天然骨料混凝土引入其中。同时，在水泥选择上，主要以32.5硅酸盐水泥为主。其中粗细骨料在性质上主要从表观密度、吸水率以及堆积密度方面进行研究，可判断再生粗骨料在表观密度、吸水率与堆积密度上分别为2.47g·cm-3、3.53%、1.18kg·L-1；再生细骨料三个物理性质分别为2.67g·cm-3、6.39%、1.26kg·L-1；天然细骨料三个物理性质分别为3.54g·cm-3、2.30%、1.31kg·L-1；而天然粗骨料为2.52g·cm-3、5.78%、1.25kg·L-1。

2.2 试验过程的开展与结论分析

试验过程主要以碳化试验、抗压强度为主。其中在碳化试验方面，一般钢筋混凝土构件应用再生骨料过程中，需注意的问题主要表现在混凝土是否具备抗碳化性能方面，避免钢筋出现锈蚀问题。分别选取0.47水灰比与0.65水灰比进行碳化试验，且分别选择以100mm×100mm×400mm为尺寸的一般混凝土与再生混凝土试件。其中用于表示再生混凝土试验结果的为RV，用于表示一般混凝土试件结果的为OC，当选择0.47水灰比时，使一般混凝土与再生混凝土都保持中性26W，此时可发现一般混凝土与再生混凝土二者在中性化深度上分别为8.9mm与23.7mm。

在抗碳化能力方面，再生混凝土抗碳化性能较差。同时，对比一般混凝土试件，再生混凝土试件中，若其水泥石具有较低的密度、较大的水泥石渗透系数，混凝土中将有较多二氧化碳气体渗入。另外，若采取增大水泥用量的方式，拌合物含水量将因水泥浆过多而提升，影响混凝土的密实强度，这样在抗碳化性能上也会有所降低。事实上，原始混凝土强度、骨料取代率等都会影响再生混凝土抗碳化性能。因此，实际施工中应对这些问题充分考虑。

另外，在抗压强度试验方面，主要选取100%取代率的粗细骨料，但需注意这种骨料往往有较多旧水泥砂浆附着其中，其容易增大再生混凝土吸水率，这样在混凝土浇筑工序完成后，再生混凝土将具有较大的干燥性收缩率。对此，在试验操作过程中可考虑将20kg·m-3钙系膨胀剂引入其中。分别利用RC与OC表示再生混凝土、普通混凝土，并选取95%RH湿度、20±2℃温度作为试验中混凝土养护条件。在此基础上选取不同水灰比，对二者进行强度测试，分别为普通混凝土试件、再生混凝土试件，试件尺寸为150mm×150mm×150mm，以0.47水灰比为例，养护时间为7d为条件，此时一般混凝土试件与再生混凝土试件在强度上分别为29.4MPa、22.2MPa，同样养护时间选择0.65水灰比，二者在强度上分别为14.7MPa、12.3MPa。假定在养护的时间上为14d，在试验中也可得到，一般混凝土试件在0.47与0.65水灰比条件下的强度分别为37.8MPa、19.7MPa，而再生混凝土试件在不同水灰比下强度分别为35.1MPa与18.6MPa。以同样的方式进行抗压强度测试，可发现在养护时间控制在28d以内时，在龄期增长的情况下再生混凝土与一般混凝土抗压强度都可得到提升，但在28d以后，再生混凝土抗压强度将明显上升，其原因在于拌和骨料时，其中的水泥水化不断释放，所以再生混凝土抗压强度会不断上升。同理，在骨料选择上以再生粗骨料为主，仍可得到同样的结论。

3 结束语

再生混凝土是现代建筑工程中常用的材料之一，其抗压强度很大程度受水灰比影响。通过实验研究发现，相比一般混凝土，再生混凝土不具备较好的抗碳化性能，且自身密实度较低，若直接应用将无法保证工程质量。但若通过水灰比的控制，再生混凝土的性能将得到很大程度的提升，尤其其抗压强度优势表现更为明显，可被用于现代工程施工中。

参考文献

[1]卢钵.改性再生混凝土抗压强度试验研究及数值模拟[D].合肥工业大学，2013.