再生骨料高强混凝土材料的制备及性能研究

丰 瑛

（陕西铁路工程职业技术学院，陕西 渭南 714099 ）

再生骨料可以通过粉碎的混凝土废料形成，某种程度上取代了天然骨料制造的混凝土，这样不仅节省了大量的成本，而且有利于对自然资源的良好保护，推动社会稳定与持续性的发展，以此对建设的基础设施加以夯实。与此同时，研究人员在长久的工作中发现，利用粉碎的混凝土得到粗再生骨料，以此作为粗天然骨料的一个替代品，不仅可以制造出高强度的混凝土，而且相关的指标和数据都达到了行业标准。在社会的不断发展下，在经济水平继续提高的今天，负责相关研究的工作人员已经走向了混凝土材料制备的整体探索之中。从另一方面来说，主要的研究方向就是从粉碎的混凝土废料当中取得精细再生的骨料。研究结果显示，通过精细再生骨料的良好应用，渐渐取代了精细天然性的骨料，以此形成高强度，高密度、低吸水率的优化性能。即使置换比高于30%，利用精细再生骨料也不会让混凝土的性能受到影响。

利用精细再生骨料制备的混凝土，在抗冻性能上和利用精细天然骨料制备的混凝土不相上下，通过对水与水泥比例不同的调节，精细再生骨料制备的混凝土拥有良好的抗冻融性能，而且其性能已经可以超越天然骨料制备的混凝土。而且经过大量研究发现，精细再生骨料的取代率对混凝土的抗冻性能影响很低。精细再生骨料的混凝土水与水泥比例达到0.6(±0.1)时，利用精细再生骨料制备的混凝土渗透性为精细天然骨料制备的混凝土的2-4 倍，而且精细再生骨料混凝土的渗透性会随着水与水泥比的逐渐增大而增加。在水与水泥比例较低时，精细再生骨料混凝土的渗透性逐渐趋于相等。精细再生骨料混凝土强度在C30 和C35 时，将再生骨料置换率降低在50%以下，利用精细再生骨料制备的混凝土碳化速度与利用天然骨料制备的混凝土差别不大。当置换率的逐步增加，精细再生骨料混凝土的碳化速度稍有增加。与此同时，水与水泥比例增加，也会增加精细再生骨料混凝土的碳化深度。精细再生骨料混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力略低于天然骨料混凝土，当精细再生骨料的置换比小于0.3 时，两种混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能趋于相当。如果将置换比进一步加大，虽然抗硫酸盐侵蚀能力有所降低，但是基本影响很小，差别不大。

虽然利用精细再生骨料生产的混凝土与利用精细天然骨料生产的混凝土拥有着众多的差异性，比如压碎指标、密度、吸水率等。但是由于大量的废弃混凝土非常容易取得，因此再生骨料的收集相对容易，同时还能收获巨大的环境效益以及节省很多资源，因此有很多国家都在进行着精细再生骨料方面的研究，甚至还制定出很多相应的生产规范。

根据国外对精细再生骨料混凝土的材料性能研究，经过合理的加工工艺所生产出的精细再生骨料，基本上可以达到与精细天然骨料生产的混凝土一样的性能。在大量的工程使用测试中，也确实证明了这种技术的可行性。但是由于国内混凝土生产标准与国外不同，因此在制备精细再生骨料时不能完全照搬国外的实验数据，只能结合国外的数据以及国内混凝土行业的一些实际情况，进行相对独立的研究，才能探索出符合我国实际情况的精细再生骨料制备技术。为了国内早日实现并推广这种精细再生骨料的混凝土制备技术，因此相关的理论数据，充分的实验过程，以及相关生产规范的形成就显得格外重要和迫切。

精细再生骨料的整体加工工艺，基本上是不会影响到其颗粒的基本形状，以及粒径的整体性分布，但是会让吸水率，孔隙度受到相应的影响。通过对精细再生骨料的加工工艺，精细天然骨料比例会影响到混凝土标本的实际性质，促使精细再生骨料置换率得以不断增加，降低了混凝土的整体性抗压强度。而精细再生骨料的吸水率以及孔隙度，是对混凝土性能产生影响的主要因素。

1 实验

1.1 原材料

在精细化再生骨料当中，通常是采用混凝土废料进行加工，在这样的情况下，利用鄂式破碎机和螺旋洗砂一体机生成样品。而具体采用的原材料是再生骨料和精细化骨料，同时应用适合的水泥，以及微细硅粉，最后再拌和中应用自来水去实施操作。

1.2 混凝土混合比例

目前所选择的水与水泥比例是0.35 和0.55 两种，以此深入性的研究精细再生骨料在混凝土性能上的多方面影响。实际应用的过程中，把W/C＝0.35能够制备的混凝土标记为AX。科学研究得出，精细再生骨料，实际的置换量率是固定的，主要包括0，25%、50%，以及100%。

1.3 标本制备

整体而言，在诸多的研究中发现，精细再生骨料要比精细天然骨料的吸水率要高很多，所以在进行操作的过程中要针对于所有的骨料做预润湿24h 的工作，通过这样的方式，可以将再生骨料的吸水率降低，模拟出精细天然骨料的吸水率，在这之后再做具体化，专业化的测试，可以得到充分的比对数据。

1.4 性能测试

在建筑施工的整个过程当中，混凝土的运用是比较关键性的技术，因此要针对混凝土做多方面的测试，包括坍落度测试，密度测试、抗压强度测试，以及测试电阻率。关于混凝土的坍落，这方面要依据标准进行实施，严格遵循《GB／T-2016普通混凝土拌合物性能试验方法》，并根据标准去测试标本的抗压强度，这样才能使得测试的数据符合相关标准，达到最终的目的和指标。最后运用电阻率仪对已经干燥的标本进行测试，若电阻率值在7，14和28d的范围就表明符合标准，处于合格的状态。

2 结果与讨论

2.1 加工性

新混凝土的加工性，通常在实际测量中使用坍落度来进行，也就是说坍落度越高，可以加工的性能就越好。混凝土的坍落度伴随着精细再生骨料自身置换比的不断增加，其坍落度就有所下降。通常情况下，两个标本精细再生骨料，在置换的过程中，其他比例基本相同的时候，水和水泥比率为0.35 的标本，AX 的坍落度就会越来越低。当置换比不断增加，实际的塌落度就会不断降低。当增加置换比到0.55，骨料表面的水份就更加的精细化，为实现饱和的条件，依据制备标准，完成浇筑施工以后再用塑料膜将标本整体覆盖上，预防出现蒸发的问题。此时，把样品放在21 ℃，湿度≥96%的条件下，让样品在其中固化，通常的固化时间为24h，完成后再实施脱模，之后再浸入饱和的石灰水，并在其中进行合理化的养护操作，注意温度要控制在（23±2）℃，以此对整体的加工性能，密度、抗压度，以及电阻率的性能加以严格的测试。当再生骨料置换比增加，坍落度由218mm 降到198mm 的时候，就说明水/水泥比率，或者是高精细再生骨料的置换比都可能让实际的坍落度得以降低，以此充分满足混凝土材料的坍落度能够在＞180 的范围当中。

2.2 精细再生骨料影响混凝土样本密度

为了深入研究精细再生骨料影响混凝土密度的程度，需要逐步测定精细再生骨料置换比的混凝土样品密度。通过大量的测试，可以发现水/水泥的比率在不同阶段的时候，就会改变精细再生骨料的置换比，以至于等处在何种比率下混凝土标本密度会有所下降。而当标本置换比呈现相同的状态，AX混凝土密度要大于BX 混凝土的密度。所以，可以这样认为，精细再生骨料的密度比精细天然骨料要低很多。如果让精细再生骨料增加，同时精细天然骨料比值同时有所增加，这样就会促使混凝土混合物密度不断降低。有了这样的实验结论，就可以通过调节水与水泥的比率，从而获得相应的实验结果。

2.3 分析电阻率

水含量以及混凝土内部微孔连接指标，实际上混凝土的电阻率可以承担这样的功能。所以，电阻率是衡量混凝土质量是否能用得更久些，也就是其耐久性如何。如果电阻率较高，微孔就会很少，相对而言，混凝土的耐用性就强。第一，混凝土标本第28d 的电阻率，主要是置换比增强，所以混凝土电阻率损失的百分比也在增加。第二，从分析中发现，精细再生骨料，在实际吸水率上要比精细天然骨料高很多。为此，可以在高置换的精细再生骨料上，不断增加混凝土吸水率，进而让电阻率得到有效的降低。当标本的置换比完全相同的时候，使用AX 进行制作的标本，电阻率就会很高，主要是因为AX 在吸水率上相对不高。根据前面的分析总结得出，W/C＝0.35 更有利于混凝土的耐久性。

2.4 抗压强度的整体性分析

天然骨料和再生精细骨料，其混凝土在不一样的养护阶段，抗压强度呈现出变化的状态。没掺和微细硅粉的的，一些再生骨料，实际抗压强度要比天然骨料混凝土混凝土有所下降。当同时把微细硅粉同高效减水剂掺和到一起，抗压强度要整体上增高。 也就是说，可以用较为优质化的再生骨料，配制出目前工程结构当中需要的高强度混凝土类型。

2.5 劈裂抗拉强度分析

针对于不同养护期，通过再生骨料和天然骨料混凝土实 际的抗拉强度可以看出，在其中掺加微细硅粉，以及减水剂可全面提高劈裂抗拉的整体强度。关于再生骨料混凝土，微细硅粉和减水剂，其整体性的作用越来越明显化，同没有掺微细硅粉的天然骨料混凝土相比而言，劈裂抗拉度大幅度提高。

2.6 分析再生骨料对混凝土强度的影响

再生骨料对混凝土的影响，在一些方面有所体现。第一，骨料强度方面，根据高强度混凝土，否则会影响到界面。天然骨料混凝土当中，骨料和水泥砂浆，整体弹性模量很大，并且在水化热的作用下产生温差，促使骨料和水泥浆界面成最不强的地方。第二，再生骨料当中，再生骨料表面，实际包裹的水泥的确浆能够让再生骨料和水泥浆间弹性模量变小，促使再生骨料具有亲水性，可以迅速达到湿润效果。再生骨料会有很多微裂，让新水泥颗粒被吸入，形成接致密界面的结构。

3 结语

本文通过对大量研究的归纳，以及很多文献的研究。对混凝土精细再生骨料与天然精细再生骨料对混凝土的性能影响进行了详细的分析，最终总结出了利用精细再生骨料所生产的混凝土的价值。精细再生骨料的堆积密度和表密度比天然骨料要低很多，因此精细再生骨料的弹性模量，抗拉强度和抗压强度随着精细再生骨料替代率的提高而降低，再加上水和水泥比的增大，因此以上比例会进一步降低。

在混凝土废料的基础上，破碎得出的精细再生骨料，置换精细天然骨料为原料，再形成混凝土，设计制备比例不同的精细再生骨料，其置换成比，水/水泥比率的混凝土标本，以此评价混凝土密度的性能，混凝土强度的性能，以及电电游戏的性能。实践发现，高强度混凝土的在生产的过程中，精细再生骨料能够替代精细天然骨料。而其中比较重要的因素是精细再生骨料置换比，对于混凝土的物理，耐久性都有影响。所以，精细再生骨料，置换比越小，说明混凝土的耐用性越强。最后，通过测试可加工性，混凝土伴随精细再生骨料的置换比增加而慢慢有所下降，但是水灰比不同，精细再生骨料，实际置换比可以满足混凝土塌落度的需要。总体而言，关于加工性能，精细再生骨料，精细天然骨料，以及电阻率， 这些都应应该符合相应的标准，以达到最终要实现的目标。