废弃混凝土试块再生应用试验

2021-08-13陈灿灿张凯斌程荣安

广东建材 2021年8期

陈灿灿张凯斌程荣安

（洛阳市金鉴工程质量检测中心有限公司）

0 引言

在工程质量检测中产生大量的废弃混凝土试块，这些试块多数被丢弃，不仅对土壤及环境造成危害，而且造成矿产资源浪费。因为不论多长时间的废弃混凝土，发生化学反应的只是水泥，骨料（石子和砂）性能没有发生任何质的变化，而其含量占混凝土总质量的80%左右。如果对废弃混凝土进行有效加工，可以在混凝土中作为再生骨料利用，节约矿产资源，降低生产成本。

由于废弃混凝土中粗、细骨料被水泥浆体包裹，经破碎后，虽然粒径能达到天然骨料的要求，但性能上差距很大，特别是压碎值、吸水率等，因此不能全部替代天然骨料，本试验，将废弃混凝土试块破型后，进行破碎、筛分、再破碎等工艺处理后，得到粒径符合要求的再生骨料，部分替代混凝土中天然骨料，进行混凝土有关性能试验检测，分析其对混凝土性能的影响。

1 试验材料

1.1 再生粗、细骨料

1.1.1 再生骨料的加工

检测混凝土不同龄期性能的试块有几种情况，比较常见的是检测龄期抗压强度的试块，该类试块已被破型；还有检测混凝土其他性能（干缩性、抗冻、碳化等）的试块，它们没有被破型，试验时，将这类试块在检测抗压强度的压力机进行破型，尽可能将试块压碎。对压碎的试块进行破碎、筛分，粒径大于25mm的再破碎，使所有粒径小于25mm，粒径小于5mm的作为细骨料，粗骨料5～25mm连续级配，细骨料0～5mm连续级配。

1.1.2 主要技术指标

采用相关技术标准对再生骨料进行性能检测，主要性能指标见表1。

表1 再生骨料主要性能指标

1.1.3 性能分析

从表1可以看出，再生骨料与天然骨料在压碎值和吸水率等主要性能指标上存在很大差异，这主要是因为再生骨料表面被硬化水泥浆体包裹，在混凝土中约有20%左右的硬化水泥浆体，包裹骨料的牢固程度与使用的年限有关，试验试块时间短，骨料包裹较牢固，再生骨料表面硬化浆体较多。

1.2 胶凝材料

1.2.1 水泥

某企业生产的P·O42.5水泥，主要技术指标见表2。

表2 水泥性能指标

1.2.2 掺合料

矿渣微粉：来自洛阳附近某生产企业生产的S95矿渣微粉，采用GB/T18046－2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准检测，主要技术指标：活性指数7天87%，28天102%，流动度比101%。

粉煤灰：来自洛阳某电厂的风选Ⅱ级灰，采用GB/T1596－2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》检测，主要技术指标：细度12.2%，需水量比101%，含水量0.5%。

1.3 粗、细骨料

粗骨料选用碎石，为洛阳产5～25mm连续级配碎石，主要技术指标：含泥量0.8%，紧密堆积密度1680kg/m3。细骨料选用河砂，为洛阳产天然中砂，细度模数2.4，泥块含量1.2%，堆积密度1750㎏/m3。

1.4 减水剂

减水剂为聚羧酸高效减水剂。

2 试验方案与检测内容

2.1 试验方案

将混凝土再生骨料部分替代混凝土中天然粗骨料、细骨料，检测混凝土表观性能、不同龄期抗压强度，分析混凝土再生骨料对混凝土性能的影响。试验分三组进行，在对比样基础上，分别替代15%、30%的粗骨料、细骨料。混凝土设计的水胶比为0.56、0.52、0.44（强度等级C20、C25），为掺加粉煤灰、矿渣微粉掺合料的试样，掺合料替代水泥30%，具体配合比见表3。

表3 水胶比0.56、0.52、0.40混凝土试验配合比(㎏/m3)

按GB/T50081－2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》检测混凝土试样的坍落度、扩展度、龄期抗压强度，分析不同比例掺合料对混凝土性能的影响。

2.2 试验检测内容

混凝土表观性能（泌水、离析、骨料包裹等）、初始坍落度、扩展度，龄期（7d、28d、60d）抗压强度等。

3 试验结果与分析

3.1 试验结果

混凝土表观性能（泌水、离析、骨料包裹等）、初始坍落度、扩展度，龄期（7d、28d、60d）抗压强度试验结果见表4。

表4 混凝土试样性能检测结果

3.2 结果分析

从表4可以看出，再生骨料对混凝土不同性能的影响不同。

掺入再生骨料后，混凝土的坍落度、扩展度等工作性能均有降低的趋势，随掺加量的提高影响增大，其中细骨料较粗骨料影响大。这是由于再生骨料中存在硬化水泥浆体粉，而细骨料中粉体含量更多一些，搅拌过程中吸水的原因，导致混凝土试样坍落度和扩展度降低。如果要保持原有性能，则需要提高减水剂掺加量。

再生骨料对混凝土的表观性能影响较小，表观性能与对比试样基本没有改变。

再生骨料对混凝土的龄期强度影响不同。替代量为15%时，无论粗细骨料，试样的龄期抗压强度均提高；当替代量增加到30%时，无论粗骨料还是细骨料，试样的龄期强度呈现降低趋势，说明再生骨料的替代量不宜太高，以15%左右为宜，替代量达到30%时，混凝土主要性能（强度）降低。如果要提高替代量，需要对骨料进行再处理，主要是将硬化水泥浆粉分离，改善骨料的饱和吸水率及压碎值等技术指标，这需要以后进一步试验研究。