再生骨料混凝土性能研究

再生骨料混凝土性能研究

杨率

重庆交通大学土木工程学院重庆市400074

摘要：混凝土已经成为现代建筑大量使用的一种材料，制备混凝土需要天然砂石，然而随着人类活动消耗了大量的自然资源，为了缓解资源日益短缺的问题，合理利用废旧混凝土生产再生骨料，再将其替代天然砂石资源，生产再生混凝土，能有效解决环保与资源短缺问题。因此，通过查阅文献，研究分析了再生骨料混凝土其应用现状与发展趋势。

关键词：再生混凝土；粉煤灰；硅粉；再生骨料

0引言

伴随社会经济发展，混凝土已经大量使用于各式建筑与路，桥，隧道等基础设施中，随之而来我国消耗了太多的天然砂石，开采天然砂石所引发的资源匮乏越来越突出，如何解决骨料短缺，让混凝土的使用走上可持续发展之路，成为许多学者关注的焦点。

在我国，混凝土作为工程原料使用于各式建筑、路、桥、隧道已经过去几十年了，这些混凝土工程已经达不到规定的使用功能了。因此，拆迁或者拆除工程，会产生大量的混凝土废弃物，堆放于城市各处角落，如果不及时的处置这些废弃物，将对环境造成污染。因此，将废弃混凝土制备成再生骨料，再度用于新混凝土的生产，如此循环，是一种绿色环保的生产方式。

1再生骨料混凝土的研究

1.1再生骨料混凝土基本性能研究

学者庞俭[1]认为使用再生骨料取代天然骨料，要想让再生混凝凝土抗压强度达到较高值，其再生骨料取代率在50％时能够达到目的。再生混凝土强度并不随着骨料取代率的增加而增加，反而呈现递减的规律。但是随着龄期的增加，其强度提升，但是每次的提升量却是越来越少。

罗冠祥[2]的研究表明再生混凝土与普通混凝土相比，其抗拉强度等力学性能降低，但是通过选取适当的掺合料、外加剂以及优化配合比设计，可以弥补其自身力学性能下降的缺陷。并且对其中的标准立方体抗压强度试验，探讨了再生混凝土强度随龄期变化规律，总结了其关系式得出了施工估算的简化公式。

FaizUddinAhmedShaikh,HoangLongNguyen[3]对建筑垃圾再生粗骨料替代天然骨料制备的再生混凝土的耐久性进行了研究，将其与含钠混凝土进行比较，发现其耐久性比含钠混凝土的耐久性要差。并且对其力学性能中的压缩、拉伸和弯曲强度进行了研究，对耐久性中的干缩、氯离子渗透性、吸水性进行了研究。再生混凝土抗折强度和抗张强度都随着再生骨料的取代率的增加而降低，而随着养护时间的增加而上升。

2再生混凝土性能改善研究

2.1.粉煤灰对再生骨料混凝土性能影响研究

王馨伟[4]研究表明粉煤灰的掺入对提高再生骨料混凝土的和易性、耐磨性、抗渗性都有良好的效果，粉煤灰对再生骨料高吸水率、高孔隙率等自身缺陷的改善作用明显。并且还能提高再生混凝土的耐久性能中的耐磨性和抗渗性。其缺点时降低了再生混凝土的前期强度，但是对后期强度影响较小。

高成辉[5]通过再生混凝土的抗渗性能试验，认为影响掺外加剂再生混凝土抗渗性的主要因素是水胶比和粉煤灰，影响最小的是硅灰。

SushreeSunayana,SudhirkumarV.Bara[6]通过添加粉煤灰替换部分水泥的方式，使用颗粒填充法制备的再生骨料混凝土，试验结果表明按照前面所述方法添加粉煤灰能够增强再生混凝土的抗折强度。

2.2硅粉对再生骨料混凝土性能影响研究

刘喜平,乔宇航[7]研究表明硅粉添加进再生骨料混凝土中，可以增强其工作性能即黏聚性和保水性。配制再生骨料混凝土时，水灰比较大的时（如0.5、0.6），添加硅粉可提高其强度值，并且随着取代率的增加而增加，强度提升值明显。水灰比较小时（如0.4）添加硅粉会使再生混凝土的强度下降。

袁继峰,冷捷,段文峰,钱伟,李步远[8]研究表明再生混凝土中添加硅灰，其产生的影响类似于在普通混凝土中添加硅灰，改善再生混凝土拌合物的和易性。当再生骨料取代率达到75％时，再生混凝土粘聚性和保水性能够提高，并且对其坍落度影响小。

H.Dilbas,M.Şimşek,Ö.Çakır[9]测定了含硅灰和不含硅灰的再生集料混凝土力学和物理性能，提出了再生集料取代率为30％时为最佳配比，添加硅粉的量为5％是有利于提高其抗压强度。

AliAbdElhakam,AbdElmoatyMohamed,EslamAwad[10]研究表明使用10％的二氧化硅粉加入再生骨料混凝土中可提高自身的性能，在此基础上再生骨料的取代率为75％时，提升效果显著。

3再生骨料混凝土性能缺陷分析

再生骨料自身的缺陷是导致再生骨料混凝土性能比普通混凝土差的主要因素。废旧混凝土常常来源于建筑物拆除、路面铣刨、各单位测试完成的试件以及生产出的不满足使用要求的混凝土。废旧混凝土经过破碎、强化、分离三个步骤生产出可使用的再生骨料，由于其本身包裹着砂浆和水泥浆，破碎过程会使得其内部产生大量的裂缝，导致再生集料孔隙率大。附着砂浆自身强度低、多孔等特点，将会影响再生混凝土的强度、密度和吸水率，使得其表现出比普通混凝土更差的性能。骨料颗粒与砂浆的界面区域的强度是影响混凝土自身强度的重要因素，然而再生骨料颗粒与新砂浆各方面特性存在较大的不同，这就导致了再生混凝土自身强度比普通混凝土强度低。

4再生骨料混凝土性能改进措施

目前主要是按照以下方式来改进再生混凝土性能缺陷问题。（1）附着砂浆缺陷改进方式：改变破碎方式或者增加破碎次数达到减少再生骨料表面附着砂浆的目的；通过化学方法使用酸性溶液去除表面砂浆（2）再生骨料石子缺陷改进方式：有关资料表明粉煤灰的微集料可以填补再生骨料之中的孔隙，能有效降低混凝土的孔隙率，提高其密实度，但会导致混凝土早期强度降低。又有研究表明硅粉可以显著提高混凝土的早期强度。有学者提出采用硅粉与粉煤灰双掺技术制备混凝土，可以克服单掺混凝土早期强度低的特点，又能克服单掺硅粉再生混凝土后期强度增长缓慢的缺点；采用二次搅拌工艺也可提高其耐久性能。（3）界面过度区改进方式：降低水灰比、加入合适的减水剂等，改进其自身内部结构，使骨料与水泥浆体孔隙减少，同时增加其粘接强度，提高再生混凝土的强度。

5结语

从前面的论述，国内外对于再生骨料混凝土的基本性能研究取得了不少成果，并在此基础上针对再生骨料混凝土的性能缺陷，也做了许多改进工作。然而国内外研究者大多采取单掺硅粉、粉煤灰，研究其对再生混凝土的性能影响。双掺硅粉与粉煤灰对普通混凝土的性能改善已有大量的研究，然而双掺硅粉与粉煤灰对再生混凝土性能的影响，国内外在此方向研究甚少，可以作为一个可以继续推进的研究方向。

参考文献

[1]庞俭.再生骨料混凝土受力性能试验研究[D].长安大学,2010.

[2]罗冠祥.再生混凝土配合比设计及其强度与龄期关系的试验研究[D].中南林业科技大学,2011.

[3]王馨伟.废旧混凝土再生骨料道路水泥混凝土路用性能研究[D].重庆交通大学,2018.

[4]高成辉.掺外加剂再生混凝土抗渗特性研究[D].南昌航空大学,2018