關于水灰比對再生混凝土抗壓強度的影響分析

吳長清

摘 要：隨著我國建筑行業的快速發展，要求注重將節能環保理念引入其中。以再生混凝土為例，其主要指通過對廢氣混凝土采取相應的處理措施如分級、破碎或清洗等所得到的混凝土。但這些再生混凝土在實際使用中往往存在抗壓強度過低等問題，而影響抗壓強度的關鍵性因素在于水灰比。對此，文章通過采取一定的試驗方式，對再生混凝土抗壓強度受水灰比的影響進行探析。

關鍵詞：再生混凝土；抗壓強度；水灰比；影響

前言

再生混凝土實際投入使用中，因再生骨料具有較大的孔隙率、較高的吸水率，且表面較為粗糙，若完全以正常混凝土水灰比配制標準進行配制，很可能影響再生混凝土的力學性能，尤其在抗壓強度方面所受到的影響更為明顯。

1 再生混凝土在我國的應用現狀

關于再生混凝土，由于其本身與綠色建筑理念相吻合，所以成為近年來大多建筑施工中的重要材料。從其應用范圍看，再生混凝土的應用首先體現在路面板施工方面。以我國某地區道路施工為例，其將廢棄混凝土路面板直接選用再生混凝土路面進行代替，整個改造路面在長度上為168km，在基層面設計中選用再生骨料，并使其長度控制在142km。原有路面板總量在基層與底基層上分別為11289m3、25743m3。對此在改造中直接將人工風鉆起板引入其中，板面多以600-800mm為主，在此基礎上采取人工破碎、破碎機破碎等方式，最終分析在壓碎指標上可保持在15.9%，而骨料最大粒徑可達到35mm。其次，再生混凝土的應用也體現在樓層施工方面。如我國青島海逸景園，其在2010年進行24層樓層結構施工中，便選取C40再生骨料，通過合理的配制生產，使再生骨料的應用取得良好的效果。另外，再生骨料可用于污水處理池相關施工方面。國內較多地區近年來在污水處理池建設方面都將再生混凝土引入其中，如某構成以全現澆剪力墻結構為主，墻體高度與厚度分別為4.2m與250mm，在設計中便選擇以再生骨料為主，選擇C25設計強度，并將漏斗自落式作為主要澆筑方式，最終通過測量發現，混凝土強度可達到37MPa，能夠滿足施工設計要求。盡管從這些實例中能夠發現，再生混凝土在工程中的應用可起到突出的作用，但也有部分工程施工中存在施工質量不達標等問題，而這些問題產生的根源在于未根據施工要求做好水灰比配制工作。

2 關于再生混凝土抗壓強度受水灰比影響的試驗

關于再生混凝土抗壓強度，從以往許多研究中都可發現，其受水灰比配制的影響極為明顯，如Aland D.Buck等人提出在同樣水灰比下，對一般混凝土與再生混凝土抗壓強度進行比較，可發現再生混凝土要低出8MPa，若采取水灰比減小方式，可使抗壓強度得以提升。再如有學者在試驗中發現，在水灰比為0.38情況下，相比一般混凝土抗壓強度，再生混凝土將為其60%，如果控制水灰比為0.60以上，再生混凝土抗壓強度將為其75%。對此情況在再生混凝土應用中，可采取清洗再生骨料的措施，有利于混凝土抗壓強度的提升。由此可見，再生混凝土受水灰比影響極為明顯。文章在研究中主要以100%再生粗骨料為主，判斷水灰比所帶來的影響。

2.1 試驗材料的選取

試驗過程中主要引入撞擊式破碎機，這樣在破碎原生混凝土后并經過篩選，便可得到再生粗細骨料，其中再生骨料主要以25mm為最大粒徑。在試驗中為便于研究再生混凝土受水灰比的影響，也將一般天然骨料混凝土引入其中。同時，在水泥選擇上，主要以32.5硅酸鹽水泥為主。其中粗細骨料在性質上主要從表觀密度、吸水率以及堆積密度方面進行研究，可判斷再生粗骨料在表觀密度、吸水率與堆積密度上分別為2.47g·cm-3、3.53%、1.18kg·L-1；再生細骨料三個物理性質分別為2.67g·cm-3、6.39%、1.26kg·L-1；天然細骨料三個物理性質分別為3.54g·cm-3、2.30%、1.31kg·L-1；而天然粗骨料為2.52g·cm-3、5.78%、1.25kg·L-1。

2.2 試驗過程的開展與結論分析

試驗過程主要以碳化試驗、抗壓強度為主。其中在碳化試驗方面，一般鋼筋混凝土構件應用再生骨料過程中，需注意的問題主要表現在混凝土是否具備抗碳化性能方面，避免鋼筋出現銹蝕問題。分別選取0.47水灰比與0.65水灰比進行碳化試驗，且分別選擇以100mm×100mm×400mm為尺寸的一般混凝土與再生混凝土試件。其中用于表示再生混凝土試驗結果的為RV，用于表示一般混凝土試件結果的為OC，當選擇0.47水灰比時，使一般混凝土與再生混凝土都保持中性26W，此時可發現一般混凝土與再生混凝土二者在中性化深度上分別為8.9mm與23.7mm。

在抗碳化能力方面，再生混凝土抗碳化性能較差。同時，對比一般混凝土試件，再生混凝土試件中，若其水泥石具有較低的密度、較大的水泥石滲透系數，混凝土中將有較多二氧化碳氣體滲入。另外，若采取增大水泥用量的方式，拌合物含水量將因水泥漿過多而提升，影響混凝土的密實強度，這樣在抗碳化性能上也會有所降低。事實上，原始混凝土強度、骨料取代率等都會影響再生混凝土抗碳化性能。因此，實際施工中應對這些問題充分考慮。

另外，在抗壓強度試驗方面，主要選取100%取代率的粗細骨料，但需注意這種骨料往往有較多舊水泥砂漿附著其中，其容易增大再生混凝土吸水率，這樣在混凝土澆筑工序完成后，再生混凝土將具有較大的干燥性收縮率。對此，在試驗操作過程中可考慮將20kg·m-3鈣系膨脹劑引入其中。分別利用RC與OC表示再生混凝土、普通混凝土，并選取95%RH濕度、20±2℃溫度作為試驗中混凝土養護條件。在此基礎上選取不同水灰比，對二者進行強度測試，分別為普通混凝土試件、再生混凝土試件，試件尺寸為150mm×150mm×150mm，以0.47水灰比為例，養護時間為7d為條件，此時一般混凝土試件與再生混凝土試件在強度上分別為29.4MPa、22.2MPa，同樣養護時間選擇0.65水灰比，二者在強度上分別為14.7MPa、12.3MPa。假定在養護的時間上為14d，在試驗中也可得到，一般混凝土試件在0.47與0.65水灰比條件下的強度分別為37.8MPa、19.7MPa，而再生混凝土試件在不同水灰比下強度分別為35.1MPa與18.6MPa。以同樣的方式進行抗壓強度測試，可發現在養護時間控制在28d以內時，在齡期增長的情況下再生混凝土與一般混凝土抗壓強度都可得到提升，但在28d以后，再生混凝土抗壓強度將明顯上升，其原因在于拌和骨料時，其中的水泥水化不斷釋放，所以再生混凝土抗壓強度會不斷上升。同理，在骨料選擇上以再生粗骨料為主，仍可得到同樣的結論。

3 結束語

再生混凝土是現代建筑工程中常用的材料之一，其抗壓強度很大程度受水灰比影響。通過實驗研究發現，相比一般混凝土，再生混凝土不具備較好的抗碳化性能，且自身密實度較低，若直接應用將無法保證工程質量。但若通過水灰比的控制，再生混凝土的性能將得到很大程度的提升，尤其其抗壓強度優勢表現更為明顯，可被用于現代工程施工中。

參考文獻

[1]盧缽.改性再生混凝土抗壓強度試驗研究及數值模擬[D].合肥工業大學，2013.