再生骨料混凝土配比设计及其力学性能研究

李 杰

（云南大学滇池学院）

1 再生粗骨料的性能

再生混凝土是将建筑垃圾进行破碎、除杂、筛分等工艺后进行配比混合，然后再应用到工程项目中，废弃的混凝土、拆除的建筑垃圾等都可以作为再生骨料的原材料。再生粗骨料和天然粗骨料相比有着更多的棱角，表面粗糙，且含泥量也较高，两者所含针片状颗粒量较为相近，但是和天然骨料相比，再生粗骨料的堆积密度和表观密度要低，这种特点会造成密度较低，进而增大了质量损失率和吸水率，而骨料自身的耐久性又会受到质量损失率变化的影响，通过压碎值和洛杉矶（L.A.）磨损测试衡量能够确定骨料的耐久性状况。两者的压碎值和L.A.磨损值相比，再生粗骨料比天然粗骨料更高，也就是其耐久性比天然骨料要逊色一些。

2 混凝土配比以及抗压特性

本文以水灰比0.5和0.6为基础对再生混凝土进行实验，将再生粗骨料取代率设置为五个梯度，分别是0%、25%、50%、75%以及100%，对五个梯度的混凝土抗压强度采取实验的方式通过结果确定其强度情况。配置过程中以普通混凝土为基础进行配合设计，再生粗骨料的饱和面吸收率的计算是以再生粗骨料的耗水量增加为基础，并将其作为加入的水边搅拌边加入。表1为配合比设计的具体内容。从图 1可以看出，在再生粗骨料置换率相同的情况下，随着水灰比的增大，再生混凝土的抗压强度会减小；再生混凝土的抗压强度在再生粗骨料的替代料达到25%、50%和 75%时与普通混凝土一样与水灰比呈现线性变化。混凝土强度与水灰比的关系在在成粗骨料置换率达到100%时呈现先降后升的趋势，但是其规则性不强，没有明确的规律；再生混凝土的抗压强度会在水灰比相同时的变化取决于再生粗骨料的置换率，当水灰比达到 0.5、0.6时再生混凝土的骨料的抗压强度和置换率会出现负相关的规律。当两者相关性达到近似线性是增加水灰比到0.55则再生粗骨料替代率和再生混凝土抗压强度呈负相关，再生混凝土强度 r=75%，r=100%相当。再生混凝土的抗压强度在水灰比达到0.6点时会出现先降后升的情况，不过在增加再生粗骨料产量的过程中并没有十分明显的下降趋势；再生混凝土的强度在r=100%时比增加天然骨料的普通混凝土要高，其抗压强度会随着再生粗骨料置换率的提高而出现总体增长的趋势。

3 再生骨料改性方法

再生粗骨料在应用中会受到自身吸水率大、压碎值高、微裂纹、孔隙率等多方面问题的限制。为了改善这些问题，国内外很多学者提出了改性强化再生骨料的建议。

3.1 物理改性方法

机械研磨、加热研磨等处理方法都是常见的物理改性方法。再生粗骨料表面附着这大量水泥砂浆，可以通过颗粒整形强化法进行处理，保证骨料颗粒更加圆润，通过处理后的骨料无论是堆积密度还是吸水率都比简单破碎的粗骨料要有所增加，将压碎值降低，提高了各项性能；还可以采用微波加热循环法进行处理，提高再生粗骨料的品质，通过处理后的粗骨料含砂浆量、吸水率、压碎率指标分别降低了10.8%、2.2%、30%； 还可以采用县加热后振捣的方式将粗骨料表面砂浆进行去除，在应用此种方法中，粗骨料改性性能最好时是在加热温度达到 500℃时，和未改性粗骨料相比，改性后的粗骨料吸水率、压缩指标分别降低 34.9%和42.9%，表观密度提高了6.5%。当前机械法强化是主要采用的物理改性方法，有着较为复杂且较高能耗的处理工艺，所以，未来发展中，物理改性方法将逐渐降低能耗，简化处理工艺，这也是未来研究的重点。

3.2 化学改性方法

化学改性方法主要是利用有机或者无机化学溶液采用淋洗、浸泡等方法处理再生粗骨料。比如将乙烯醇溶液喷洒在再生粗骨料表面然后再包裹水泥净浆，此时无论是吸水率还是压碎值，再生粗骨料比未改性粗骨料都小；再生粗骨料在利用高浓度CO2气体强化后其表观密度和堆积密度都提高了大约1.2%，吸水率和压碎指标分别降低了27.3%、10.5%；再生粗骨料经微生物碳酸盐沉淀表面处理后各项性能得到改善，且骨料重量和吸水率和碳酸盐含量分别呈正相关和负相关的关系；经渗透结晶材料处理后的再生粗骨料的孔隙率、吸水率都会有所降低。化学试剂、聚合物溶液等都是化学改性方法中常用的材料，有着较为明显的效果，但是其需要大量价格昂贵的化学原料，同时对环境产生了一定的不良影响，所以在未来发展中，应当加强研究节能环保且廉价高效的处理试剂。

4 再生骨料混凝土应用

在混凝土中掺入再生粗骨料，能够对混凝土内的孔隙结构起到改善作用。再生骨料有着较轻的重量，在混凝土中掺入再生骨料能够子啊一定程度上对混凝土的自重进行降低，在建筑结构中应用能够提升结构的抗震能力。再生粗骨料有着不同的来源，因此其离散性较大。混凝土本身也有着较大的离散性，在掺入再生粗骨料后，其会具备更大的离散性。当前随着建筑行业的不断发展，人们对于材料的要求更高，对于这种离散性较大的混凝土，较多的业主通常是不会采用的。再生粗骨料一般在一些公益性的政府小型项目中、砖混结构中得到应用，通过应用再生粗骨料能够使得建筑结构更具环保性，对废弃物进行再利用，并且降低了原材料的成本，提升了项目的效益。在拆除老旧道路时，可破碎筛分废弃的混凝土，在清洗后将再生粗骨料掺入其中，通过搅拌后能够在对性能要求较低的原道路中应用，有着较高的使用性，当前在道路工程中，再生混凝土的应用较为广泛。

5 结束语

大量的建筑混凝土垃圾必然会造成环境污染、资源浪费，影响我国可持续发展战略的进一步推进，为此，应当加强废弃物的循环再利用，节省能源，提高资源利用率。再生骨料混凝土的应用提高了资源利用率，改善了环境问题，降低了环境污染。在应用再生骨料混凝土中，应当根据其性能合理进行配比设计，提升力学性能。本文在总结再生粗骨料性能的基础上对混凝土配比和抗压特性进行了试验分析，进而从屋里改性方法和化学改性方法两方面就再生骨料改性的措施进行了总结说明，提出了未来骨料改性的研究重点，并且就再生骨料混凝土的应用进行了探讨，希望本文的提出能够具有一定参考价值。