砂漿附著率對再生混凝土性能的影響

胡 欣 劉 杰 吳 迪

（江西省建筑材料工業科學研究設計院，南昌 330001）

前言

再生骨料在加工過程中會附有一定量的水泥砂漿，并產生一定程度的損傷。相比天然骨料，再生骨料具有表觀密度低、孔隙率高、吸水率高、內在微裂紋多、強度不均勻以及加工成本高等缺點[2-4]，嚴重制約著其在工程中的應用。物理強化[4]能明顯改善再生骨料的性能，物理強化的目的為除去表面附著的水泥砂漿和有薄弱連接的顆粒棱角，本文系統研究砂漿附著率與再生混凝土性能的關系，為再生骨料的物理強化方法提供理論依據。

1 原材料

1）水泥：江西萬年青P·O 42.5 級水泥。

2）粉煤灰：江西余干黃金埠發電廠生產的Ⅰ級粉煤灰。

3）細骨料：贛江河砂,細度模數2.7，級配Ⅱ區，堆積密度1430kg/m3，表觀密度2620kg/m3，含泥量0.6%，泥塊含量0%。

4）再生粗骨料：某拆遷工地建筑垃圾經二級破碎成二級配，分級均化后二級配按一定比例配成5mm～20mm連續級配骨料。

5）外加劑：采用迪特生產的聚羧酸系緩凝高性能減水劑，1.0%摻量時減水率為27%。

2 試驗方案

該拆遷工地所用碎石為硅酸類礦物，非石灰石，為測試再生粗骨料砂漿附著率，本試驗采用鹽酸滴定法測試砂漿附著率[6]，即把相同標號拆遷混凝土（C25）經破碎制成的再生骨料放入濃度為10%的鹽酸溶液中，頻繁攪拌并觀察是否有氣泡產生,經過多次更換鹽酸溶液后經攪拌不再產生氣泡時為止。通過磨礦機研磨再生骨料，制得不同砂漿附著率的再生骨料。拆遷工地混凝土標號為C25～C35，考慮到高強度原生混凝土經破碎后作為再生骨料配制相對較低強度等級的再生混凝土時，再生骨料表面砂漿的強度以及附著率對再生混凝土強度影響不大[1]，本試驗采用C50基準配合比，見表1。

表1 C 50基準配合比

3 試驗結果與分析

3.1 砂漿附著率對再生骨料性能的影響

經二級破碎配成5mm～20mm連續級配的再生骨料放入磨礦機研磨不同時間后，得A、B、C、D、E、F、G共七種再生骨料，砂漿附著率分別為：31.4%、24.5%、19.9%、13.3%、9.1%、4.5%、1.1%，其中A為沒有放入磨礦機研磨再生骨料。各再生骨料的干表觀密度、吸水率、壓碎指標值與砂漿附著率的關系圖見圖1～圖3。

圖1 砂漿附著率與再生骨料干表觀密度的關系

由圖1～圖3可見，經磨礦機研磨后，再生骨料的性能均優于未經磨礦機研磨的骨料，且吸水率和壓碎指標值均達到《混凝土用再生粗骨料》GB/T 25177-2010中Ⅰ類再生粗骨料技術要求,干表觀密度達到《混凝土用再生粗骨料》（GB/T 25177-2010）中Ⅱ類再生粗骨料技術要求。砂漿附著率是反映再生骨料基本性能的重要指標之一。圖1、圖2結果表明，砂漿附著率與干表觀密度、吸水率呈近似線性關系，隨著砂漿附著率的增加，干表觀密度呈近似線形降低，吸水率呈近似線形增加，壓碎值指標顯近似線形顯著增長。這主要原因為附著砂漿的吸水率比巖石的吸水率大，表觀密度比巖石的小，隨著附著砂漿的增加，再生骨料的吸水率和表觀密度變化更明顯。圖3結果表明，砂漿附著率對再生骨料壓碎指標值的影響不明顯，砂漿附著率過大時,再生骨料壓碎指標值明顯增大。這是由于附著砂漿的強度低于巖石的強度，在砂漿附著率的不高的情況下，再生骨料抵御200kN的壓碎能力變化不明顯，當砂漿附著率過高，再生骨料的強度將明顯下降。

圖2 砂漿附著率與再生骨料吸水率的關系

圖3 砂漿附著率與再生骨料壓碎指標值的關系

3.2 砂漿附著率對再生混凝土性能的影響

界面過渡區傳遞應力的能力比較低，在外力的作用下極易開裂和破碎，是混凝土結構中的薄弱環節。由于再生骨料常附有一層作為界面過渡區的附著砂漿，所以再生混凝土比普通混凝土具有更多的界面過渡區，研究此過渡區的有助于我們更好的利用再生骨料。本試驗使用經洗凈烘干的A、B、C、D、E、F、G、H共七種再生骨料，采用表1的基準配合比配制再生混凝土的工作性能和力學性能見圖4、圖5。

圖4 砂漿附著率與再生混凝土坍落度的關系

圖5 砂漿附著率與再生混凝土抗壓強度的關系

圖6 砂漿附著率與再生混凝土碳化深度的關系

圖4 的試驗結果表明，隨著砂漿附著率的增加，初始坍落度呈線形下降，1h初始坍落度損失變化不明顯，并略有下降；從外觀檢測來看，保水性和黏聚性也下降顯著。這是由于砂漿附著率的增大引起再生骨料吸水率的升高，混凝土中的流動減少，導致坍落度顯著下降。磨礦機研磨再生骨料會使骨料的棱角變得圓滑，使得混凝土流動性提高，有益于坍落度的提高。圖中的4.5%、1.1%砂漿附著率對應的坍落度相差較大，這是由于1.1%砂漿附著率的再生骨料放入磨礦機研磨時間過長，外形介于碎石和卵石之間。砂漿附著率過大的再生骨料吸水率較高，隨著水化的進行，會適當地釋放部分自由水，減少坍落度損失。

圖7 砂漿附著率與再生混凝土電通量的關系

由圖5可以看出，隨著砂漿附著率的增加，再生混凝土的抗壓強度降低的幅度先略有增加，后趨近平和。在砂漿附著率較少的情況下，界面中隨著砂漿包圍巖石并不完全，混凝土的強度變化不大，隨著砂漿附著率的增大，強度下降速度增快，水泥石的支撐效果就越明顯，因此混凝土強度下降速度將顯著增加。當隨著砂漿附著率達到25%以后，骨料表面幾乎被包裹，界面過渡區的影響將逐漸減弱。

由圖6、圖7可以看出，再生混凝土的碳化深度和混凝土電通量隨著砂漿附著率的增加顯著增長。這是由于再生粗骨料表面附著的砂漿容易與破碎過程中的裂縫連接，貫通，增大再生混凝土的物質透過性，隨著砂漿附著率的增加，再生混凝土的密實性降低，滲透性增加，容易發展碳化。

結論

作為再生混凝土界面過渡區的附著砂漿是混凝土結構中的薄弱環節，其性質是表征混凝土性能的關鍵因素，控制砂漿附著率對于再生混凝土尤為重要，物理強化能明顯提高混凝土的性能，砂漿附著率控制在5%以內對再生混凝土性能影響較小，無需過分追求低砂漿附著率。

[1] 崔正龍,路沙沙,汪振雙。不同強度砂漿界面過渡區對再生骨料混凝土性能的影響［J］。硅酸鹽通報,2011，30(3)545-549。

[2] 肖建莊，李佳彬，蘭陽。再生混凝土技術研究最新進展與評述［J］。混凝土，2003（10）：17-20。

[3] 朱平華，王欣，周軍，等。綠色高性能再生混凝土研究主要進展與發展趨勢［C］。上海:首屆全國再生混凝土研究與應用學術交流會，2008:206-116。

[4] 朋改非,沈大欽,朱海英,等。同配合比條件下再生骨料混凝土與基準混凝土的力學性能比較研究［J］。混凝土,2006(2)34-38．

[5] 張九峰.再生骨料混凝土力性能特征及其影響因素［D］。北京:北京交通大學土木建筑工程學校，2010。

[6] 全洪珠，丁杰東，朱亞光，楊向寧，李秋義。不同品質再生粗骨料對混凝土強度及耐久性影響的實驗研究［C］。上海:首屆全國再生混凝土研究與應用學術交流會，2008:283-289。