再生粗骨料附著砂漿含量對(duì)再生混凝土抗凍耐久性的影響

魏 達(dá)，朱平華，王新杰，劉 惠，劉少峰，賈學(xué)軍

(1.常州大學(xué)土木工程系,常州 213164；2.常州中鐵藍(lán)焰構(gòu)件有限公司,常州 213000)

0 引 言

將廢棄混凝土循環(huán)利用為再生骨料，可以節(jié)約60%的天然砂石資源，減少15%～20%的CO2排放[1]。再生粗骨料(recycled coarse aggregate,RCA)制備的再生混凝土(recycled aggregate concrete,RAC)早已被廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中，對(duì)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到了重要的支撐作用。然而，RCA因其表面附著了大量砂漿而具有密度低、孔隙率高、吸水率高等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響RAC的力學(xué)及耐久性能，極大地制約了其在結(jié)構(gòu)混凝土中的應(yīng)用[2]。因此，降低附著砂漿含量是提高RCA品質(zhì)進(jìn)而提高RAC耐久性、延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命的有效措施。然而，出于安全性考慮，人們低估了RCA的應(yīng)用潛力[3]，過(guò)度降低砂漿含量以提高RCA的應(yīng)用水平，這會(huì)導(dǎo)致RCA生產(chǎn)成本的提高以及產(chǎn)生更多的粉塵。所以基于結(jié)構(gòu)混凝土耐久性要求界定附著砂漿最大含量(界限含量)，不僅可以高效生產(chǎn)滿足RAC耐久性使用需求的RCA，而且能減輕成本與環(huán)境負(fù)擔(dān)。

RAC耐久性與附著砂漿含量定量關(guān)系的相關(guān)研究成果仍十分欠缺。Guo等[4]指出，RCA的加入提高了RAC的滲透性，過(guò)多的附著砂漿會(huì)對(duì)混凝土耐久性產(chǎn)生不利影響。Duan等[5]發(fā)現(xiàn)當(dāng)砂漿含量從60%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)降到20%時(shí)，在氯離子快速滲透試驗(yàn)中通過(guò)的總電荷庫(kù)倫可降到62%。Juan等[6]認(rèn)為基于RAC力學(xué)性能的RCA附著砂漿界限含量應(yīng)不低于44%。Quan[7]基于RAC的干燥收縮及抗碳化性能提出RCA附著砂漿的界限含量不宜超過(guò)15%。然而，目前基于RAC抗凍性的附著砂漿界限含量研究尚未見(jiàn)報(bào)道。RAC的抗凍性能明顯低于天然骨料混凝土(natural aggregate concrete,NAC)[8-11]。RCA表面的附著砂漿中含有大量的孔隙和微裂紋，極易吸水飽和，當(dāng)RAC凍融循環(huán)時(shí)，其內(nèi)部多余水量通過(guò)毛細(xì)管移動(dòng)，對(duì)毛細(xì)管壁產(chǎn)生水壓與拉應(yīng)力，進(jìn)而造成內(nèi)部損傷，降低RAC的抗凍性能。附著砂漿含量越大，孔隙和微裂紋數(shù)量越多[12]，對(duì)RAC抗凍性能的負(fù)面影響會(huì)越明顯。

本文選取了五種不同附著砂漿含量的RCA在100%取代天然粗骨料(natural coarse aggregate，NCA)條件下制備目標(biāo)強(qiáng)度等級(jí)為C40的再生混凝土，以抗壓強(qiáng)度損失率、質(zhì)量損失率、相對(duì)動(dòng)彈性模量以及抗凍耐久性指數(shù)為考核指標(biāo)，探討了在拉應(yīng)力作用下附著砂漿含量對(duì)再生混凝土抗凍耐久性的影響，界定了不同設(shè)計(jì)使用年限及不同凍融工況下附著砂漿的界限含量。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材 料

再生混凝土原材料包括：P·O 42.5水泥、RCA(粒徑5～20 mm)、天然河砂(表觀密度2 657 kg/m3，細(xì)度模數(shù)2.4)、硅灰(表觀密度2 759 kg/m3)、粉煤灰(表觀密度2 500 kg/m3)、礦渣(表觀密度2 800 kg/m3)、聚羧酸高效減水劑(JK-PCA)、AOS型引氣劑。

基于工程代表性和RCA附著砂漿含量涵蓋范圍考慮，挑選了五種商用RCA。天然粗骨料和RCA物理力學(xué)性能見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn)，RCA1屬于中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土用再生粗骨料》(GB/T 25177—2010)[13]中第Ⅰ類骨料，RCA2與RCA3屬于第Ⅱ類骨料，RCA4與RCA5屬于第Ⅲ骨料。

表1 粗骨料物理力學(xué)性能Table 1 Physical and mechanical properties of coarse aggregate

1.2 再生混凝土的制備

再生混凝土的目標(biāo)強(qiáng)度等級(jí)設(shè)為C40。為了對(duì)比，在目標(biāo)強(qiáng)度等級(jí)相同的條件下，制備天然粗骨料混凝土作為對(duì)照組，其中粗骨料采用天然碎石(粒徑5～20 mm)，其余組分與再生混凝土一致。混凝土配合比采用全計(jì)算法設(shè)計(jì)，具體配合比見(jiàn)表2。表2中，附加用水量按照再生粗骨料30 min吸水率計(jì)算。攪拌工藝采用Tam等[14]提出的兩階段混合法。使用尺寸為100 mm×100 mm×100 mm的立方體模具制備試件用作28 d抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)；使用尺寸為100 mm×100 mm×400 mm的長(zhǎng)方體模具制備試件并用作快速凍融循環(huán)試驗(yàn)。所有試件24 h后拆模，置于溫度(20±3) ℃，濕度>90%的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)。28 d 齡期后，測(cè)試試件抗壓強(qiáng)度(fcu)、劈裂抗拉強(qiáng)度(ftu)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 混凝土配合比、坍落度及強(qiáng)度測(cè)試值Table 2 Mix proportions, slumps and strength test values of concrete

1.3 測(cè)試方法

天然及再生粗骨料的表觀密度、堆積密度、吸水率以及壓碎值分別依據(jù)《建設(shè)用卵石、碎石》(GB/T 14685—2011)[15]與《混凝土用再生粗骨料》(GB/T 25177—2010)[13]進(jìn)行測(cè)定。再生粗骨料附著砂漿含量采用高溫?zé)崽幚矸╗6,16]測(cè)定。

根據(jù)所測(cè)的混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度值，將試件用加載裝置固定，調(diào)整彈簧使得試件受拉區(qū)邊緣的混凝土拉應(yīng)力為其劈裂抗拉強(qiáng)度的30%，然后將試件放入凍融箱。

混凝土力學(xué)性能依據(jù)《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50081—2019)[17]進(jìn)行測(cè)試。凍融試驗(yàn)、相對(duì)動(dòng)彈性模量以及抗凍耐久性指數(shù)依據(jù)《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50082—2009)[18]和《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T 50476—2019)[19]進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 附著砂漿含量對(duì)抗壓強(qiáng)度損失率的影響

各類混凝土28 d抗壓強(qiáng)度以及凍融循環(huán)300次后的抗壓強(qiáng)度如圖1(a)所示。RAC1的28 d抗壓強(qiáng)度及殘余抗壓強(qiáng)度均略高于NAC。造成這種現(xiàn)象的原因可能是用來(lái)制備RAC的RCA在制備時(shí)是飽和面干狀態(tài)，在RAC硬化后其內(nèi)部RCA所含水分能起到內(nèi)養(yǎng)護(hù)的作用，對(duì)強(qiáng)度的增大能起到一定的積極作用。

圖1 (a)28 d抗壓強(qiáng)度及凍融300次后殘余抗壓強(qiáng)度;(b)抗壓強(qiáng)度損失率與附著砂漿含量擬合關(guān)系Fig.1 (a) Compressive strength at 28 d and residual compressive strength after 300 freeze-thaw cycles; (b) fitting relationship between loss rate of compressive strength and attached mortar content

經(jīng)凍融循環(huán)后，各類混凝土的抗壓強(qiáng)度顯著降低，殘余抗壓強(qiáng)度隨附著砂漿含量增大而降低。NAC、RAC1、RAC2、RAC3、RAC4、RAC5的抗壓強(qiáng)度損失率分別為15.45%、17.84%、18.97%、19.26%、19.41%、22.6%。抗壓強(qiáng)度損失率與附著砂漿含量的擬合關(guān)系如圖1(b)所示，兩者存在較強(qiáng)的線性關(guān)系。

RCA表面附著砂漿含量越多，堅(jiān)固性和強(qiáng)度越差，內(nèi)部存在更多的微裂紋，在凍融后期內(nèi)部微裂紋加速開(kāi)展，當(dāng)受到外力作用時(shí)，微裂紋處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致試件破壞程度加劇[20]。界面過(guò)渡區(qū)的不穩(wěn)定是造成RAC抗壓強(qiáng)度損失率較高的另一個(gè)原因[21]，NAC的骨料和砂漿之間只有新骨料-新砂漿的結(jié)合，而RAC內(nèi)部則存在著舊骨料-舊砂漿、舊砂漿-新砂漿等多種界面結(jié)合方式，使得RAC界面過(guò)渡區(qū)粘結(jié)性能下降，因而其抗壓強(qiáng)度損失率越高。

2.2 附著砂漿含量對(duì)質(zhì)量損失率的影響

質(zhì)量損失率變化曲線如圖2(a)所示。隨著凍融循環(huán)的進(jìn)行，各試件的質(zhì)量損失率逐漸增大，凍融循環(huán)達(dá)到300次時(shí)，質(zhì)量損失率均小于5%。在凍融前期，RAC5的質(zhì)量損失率明顯出現(xiàn)負(fù)值，這是試件吸水與砂漿剝落共同作用的結(jié)果，當(dāng)試件吸水質(zhì)量大于砂漿剝落的質(zhì)量時(shí)，試件整體質(zhì)量增大，因此，質(zhì)量損失率出現(xiàn)負(fù)值。凍融300次后的質(zhì)量損失率與附著砂漿含量擬合關(guān)系如圖2(b)所示，隨附著砂漿含量的增大，質(zhì)量損失率先降低后增大，當(dāng)附著砂漿含量在13%左右時(shí)，質(zhì)量損失率出現(xiàn)最小值，其原因是少量的砂漿發(fā)生二次水化，進(jìn)一步密實(shí)了RAC，試件整體性更好[22]。當(dāng)附著砂漿含量大于30%時(shí)，質(zhì)量損失率急劇增大，然而在擬合范圍x∈[0,56]內(nèi)，質(zhì)量損失率仍低于5%，滿足規(guī)范要求。

圖2 (a)質(zhì)量損失率變化曲線;(b)質(zhì)量損失率與附著砂漿含量擬合關(guān)系Fig.2 (a) Change curves of mass loss rate; (b) fitting relationship between mass loss rate and attached mortar content

2.3 附著砂漿含量對(duì)相對(duì)動(dòng)彈性模量的影響

NAC與RAC的相對(duì)動(dòng)彈性模量(relative dynamic elastic modulus,RDEM)與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系如圖3(a)所示，凍融300次后的RDEM與附著砂漿含量擬合關(guān)系如圖3(b)所示。

圖3 (a)RDEM變化曲線;(b)凍融300次后RDEM與附著砂漿含量擬合關(guān)系Fig.3 (a) Change curves of RDEM; (b) fitting relationship between RDEM and attached mortar content after 300 freeze-thaw cycles

由圖3(a)可以看出,RDEM隨凍融循環(huán)過(guò)程的進(jìn)行而不斷降低，這說(shuō)明試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞程度越來(lái)越大。在整個(gè)凍融循環(huán)過(guò)程中，NAC、RAC1、RAC2、RAC3、RAC4、RAC5的RDEM分別降低了10.5%、23.95%、24.87%、26.02%、29.46%、46.63%。NAC的RDEM下降趨勢(shì)最為平緩，RAC5降低幅度最大，在凍融300次時(shí)，其RDEM低于60%。

根據(jù)圖3(b)可知，RDEM與附著砂漿含量之間呈二次函數(shù)關(guān)系，圖像為凸曲線。在整個(gè)凍融過(guò)程中，RDEM隨附著砂漿含量的增大顯著降低。根據(jù)滲透壓假說(shuō)理論[23]，RAC內(nèi)部結(jié)構(gòu)中小孔的冰點(diǎn)要低于大孔的冰點(diǎn)，在受凍過(guò)程中，大孔的孔溶液濃度要高于小孔的孔溶液濃度，這就導(dǎo)致小孔中的水向大孔中流動(dòng)，從而形成了滲透壓，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。大孔數(shù)量越多，滲透壓作用越明顯。而高附著砂漿含量導(dǎo)致孔隙數(shù)量增多，因此相應(yīng)RAC的RDEM越低。

根據(jù)凍融300次擬合函數(shù)關(guān)系，以RDEM降至60%為界定條件(y=60)，得到x=49.52。綜上所述，建議基于RDEM的砂漿界限含量為49.52%。

2.4 附著砂漿含量對(duì)抗凍耐久性指數(shù)的影響

各混凝土試件的抗凍耐久性指數(shù)(durability factor，DF)如圖4(a)所示。NAC的DF高達(dá)90%，而RAC的DF均低于80%，且RAC5的DF最低，比RAC1降低了26%。NAC的DF明顯優(yōu)于RAC，尤其是第Ⅲ類RCA制備的RAC，其根本原因在于RCA附著砂漿強(qiáng)度低，經(jīng)歷凍融循環(huán)后，其內(nèi)部存在的原始損傷(孔隙、微裂紋)進(jìn)一步發(fā)展，這使RAC內(nèi)部結(jié)構(gòu)酥松程度加快，進(jìn)而動(dòng)彈性模量急劇下降，而DF與動(dòng)彈性模量密切相關(guān)，因此，RAC的DF更小。盡管NAC性能的優(yōu)異使其失去對(duì)照意義，但本研究保留了NAC以獲得更大的擬合區(qū)間，從而更加直觀地研究附著砂漿含量對(duì)抗凍耐久性指數(shù)的影響。武海榮等[24]建議在不同凍融環(huán)境下對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行定量化設(shè)計(jì)。為此，建立了抗凍耐久性指數(shù)與附著砂漿含量的擬合關(guān)系，如圖4(b)所示。

圖4 (a)不同混凝土試件抗凍耐久性指數(shù);(b)抗凍耐久性指數(shù)與附著砂漿含量擬合關(guān)系Fig.4 (a) DF of different concrete specimens; (b) fitting relationship between DF and attached mortar content

抗凍耐久性指數(shù)與附著砂漿含量呈二次函數(shù)關(guān)系，圖像為凸曲線。這說(shuō)明隨著附著砂漿含量的增大，抗凍耐久性指數(shù)呈下降趨勢(shì)，且下降幅度逐漸增大。

根據(jù)上述擬合關(guān)系，以不同設(shè)計(jì)使用年限及不同凍融工況所規(guī)定的抗凍耐久性指數(shù)作為界定條件，可以得到RAC在拉應(yīng)力條件下滿足不同設(shè)計(jì)使用年限及不同凍融工況的砂漿界限含量，如表3所示。以在嚴(yán)寒地區(qū)高度飽水的環(huán)境條件下使用100年為例，相應(yīng)的抗凍耐久性指數(shù)為80%(y=80)，得到x=24.67，所以基于嚴(yán)寒地區(qū)高度飽水環(huán)境條件下設(shè)計(jì)使用年限為100年的RCA砂漿界限含量為24.67%。

表3 不同使用年限下不同凍融工況的砂漿界限含量Table 3 Limit content of mortar in different freeze-thaw conditions under different service life

續(xù)表

2.5 附著砂漿含量對(duì)RAC抗凍性能影響的微觀機(jī)理分析

混凝土試件經(jīng)歷凍融300次后的表觀形貌如圖5所示。凍融循環(huán)后，NAC表面出現(xiàn)孔洞，呈現(xiàn)出麻面。RAC1、RAC2與RAC3表面孔洞顯著增多，出現(xiàn)少量砂漿剝落，但依然保持較好的完整性。而RAC4與RAC5棱邊模糊，呈不規(guī)則圓弧形，且棱角缺損嚴(yán)重，砂漿剝落現(xiàn)象較為嚴(yán)重，內(nèi)部骨料逐漸暴露。由此可見(jiàn)，凍融循環(huán)使混凝土由致密逐漸變得酥松多孔，導(dǎo)致表面砂漿顆粒剝落進(jìn)而內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞。這是由RCA附著砂漿內(nèi)部損傷累積導(dǎo)致RAC抗拉強(qiáng)度較低，RAC試件受凍時(shí)淺層冰體積增大，促使凍結(jié)表層下暫時(shí)未凍結(jié)的孔隙水進(jìn)一步向內(nèi)部移動(dòng)，這會(huì)產(chǎn)生液壓，當(dāng)壓力超過(guò)RAC抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致RAC開(kāi)裂或脫落，直至完全解體[25]。

圖5 試件經(jīng)凍融300次后的表觀形貌Fig.5 Apparent morphology of specimens after 300 freeze-thaw cycles

與RAC4、RAC5相比，RAC1、RAC2、RAC3的表觀形貌較為完好，這表明附著砂漿含量越大，RAC試件凍融后越酥松，抗凍耐久性越差。選取抗凍耐久性最優(yōu)的RAC1與最劣的RAC5進(jìn)行SEM對(duì)比分析，如圖6所示。

圖6(a)、6(d)分別為RAC1與RAC5的切面圖，顯然，RCA5表面附著了更多頑固的舊砂漿，這些砂漿內(nèi)部存在很多細(xì)小的微裂紋，這使得骨料表面變得粗糙，且存在更多的原始損傷。由圖6(b)、6(e)可知，凍融后所有試件均出現(xiàn)了微裂縫，且布滿了或大或小的孔隙。較小的孔隙對(duì)于緩解孔隙水的水壓起到了一定作用。而裂縫內(nèi)可存儲(chǔ)自由水，當(dāng)試件受凍時(shí)，自由水結(jié)冰，體積膨脹，會(huì)進(jìn)一步加劇微裂紋的擴(kuò)展。混凝土的宏觀性能損傷與細(xì)觀孔洞結(jié)構(gòu)改變之間存在明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系[26]。趙霄龍等[27]指出，在凍融循環(huán)試驗(yàn)后，混凝土孔結(jié)構(gòu)發(fā)生劣化，平均孔徑和總比孔容增大，說(shuō)明混凝土中大孔含量增加，這是混凝土抗凍耐久性發(fā)生劣化的內(nèi)在機(jī)理。可以看出，經(jīng)凍融300次后，RAC5較RAC1的微裂縫更寬，RAC5大孔含量明顯多于RAC1，盡管摻入了礦物摻合料、引氣劑以及減水劑用以改善RAC的孔隙結(jié)構(gòu)，但由于RCA5附著更多的舊砂漿，砂漿內(nèi)部存在更多的孔隙，這導(dǎo)致RAC5整體的孔隙率變大。進(jìn)一步觀察，經(jīng)凍融后，RAC5的孔隙孔徑達(dá)到甚至大于10 μm，這些孔隙為易結(jié)冰孔，是導(dǎo)致RAC5抗凍耐久性喪失的主要因素。圖6(c)與6(f)為試件內(nèi)部骨料與砂漿之間的界面過(guò)渡區(qū)(interfacial transition zone,ITZ)，從圖中可以看出RAC1的ITZ較為完整緊密，而RAC5的ITZ寬度明顯更大，且存在大量舊砂漿顆粒。

圖6 300次凍融循環(huán)后再生混凝土的SEM照片F(xiàn)ig.6 SEM images of RAC after 300 freeze-thaw cycles

ITZ是RAC內(nèi)部最薄弱的環(huán)節(jié)，當(dāng)附著砂漿含量越多時(shí)，RAC內(nèi)部損傷積累越多，界面過(guò)渡區(qū)也越脆弱，這也是試件強(qiáng)度損失、抗凍耐久性變差的根本原因[28]。經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn),凍融循環(huán)后，RAC5比RAC1表現(xiàn)的更加酥松，整體性更差，這從微觀角度驗(yàn)證了附著砂漿含量越多，RAC的抗凍耐久性越差。

2.6 基于文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的砂漿界限含量分析

一些學(xué)者通過(guò)研究RDEM與抗凍耐久性指數(shù)判斷RAC的抗凍耐久性能，但在100%取代率條件下RAC凍融循環(huán)300次以后的研究結(jié)果有限。收集了相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)用以驗(yàn)證本研究結(jié)果的合理性，如表4所示。

表4 文獻(xiàn)數(shù)據(jù)[3,9-10,29-32]Table 4 Literature data[3,9-10,29-32]

文獻(xiàn)[30-32]未提供附著砂漿含量,但給出了RCA的吸水率，分別為5.8%、3.1%、6.4%。Juan等[6]通過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)(26組)建立了RCA吸水率和附著砂漿含量的關(guān)系，如式(1)所示，根據(jù)該式計(jì)算得到附著砂漿含量,分別為30.2%、15.5%、34.1%。

y=0.18x+0.36，R2=0.50

(1)

RDEM方面，第4組數(shù)據(jù)的附著砂漿含量為55.7%，比本研究所得砂漿界限含量高6.18%，其對(duì)應(yīng)RDEM為65%。然而，其余組數(shù)據(jù)均滿足基于RDEM的砂漿界限含量要求。

DF方面，Abbas等[29]使用附著砂漿含量為23%的再生粗骨料制備的再生混凝土的DF為89%，可以在嚴(yán)寒高度飽水條件下設(shè)計(jì)使用100年(DF≥80%)，這滿足本文所得的砂漿界限含量要求。然而，其使用附著砂漿含量為41%的再生粗骨料制備的再生混凝土同樣滿足DF≥80%。Gokce[3]、Zaharieva[30]等使用附著砂漿含量為30%左右的再生粗骨料同樣制備出了抗凍性能優(yōu)良的再生混凝土(DF≥80%)，這超過(guò)了本研究得到的砂漿界限含量。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因如下：一方面，再生粗骨料來(lái)源不同，其性能復(fù)雜多變，即使某一物理性能指標(biāo)相接近，但其他物理性能指標(biāo)可能有較大的差異，進(jìn)而影響了再生混凝土的抗凍性能；另一方面，本研究結(jié)果是在30%極限拉應(yīng)力水平下獲得的，而拉應(yīng)力會(huì)對(duì)再生混凝土抗凍性能產(chǎn)生非常不利的影響[33-34]，本研究?jī)鋈跅l件更加苛刻，符合實(shí)際工程中的應(yīng)用環(huán)境，所以得到的砂漿界限含量更加安全合理。

3 結(jié) 論

對(duì)比研究了五種不同附著砂漿含量的再生粗骨料在100%取代天然粗骨料條件下制備的C40再生混凝土與天然混凝土的抗凍耐久性，探討了固定拉應(yīng)力水平下附著砂漿含量對(duì)再生混凝土抗凍耐久性的影響，界定了不同抗凍性能指標(biāo)要求下的附著砂漿界限含量。主要結(jié)論如下：

(1)再生混凝土殘余抗壓強(qiáng)度隨再生粗骨料附著砂漿含量增加而降低。抗壓強(qiáng)度損失率與附著砂漿含量存在較強(qiáng)的線性關(guān)系，且隨附著砂漿含量增多而增大。

(2)再生粗骨料附著砂漿含量與再生混凝土質(zhì)量損失率呈二次函數(shù)關(guān)系，當(dāng)附著砂漿含量大于30%時(shí)，質(zhì)量損失率迅速增大。

(3)再生粗骨料附著砂漿含量與再生混凝土的相對(duì)動(dòng)彈性模量呈二次函數(shù)關(guān)系，且相對(duì)動(dòng)彈性模量隨附著砂漿含量的增大而減小。附著砂漿含量對(duì)相對(duì)動(dòng)彈性模量影響顯著，基于相對(duì)動(dòng)彈性模量要求的附著砂漿界限含量為49.52%。

(4)再生粗骨料附著砂漿含量與抗凍耐久性指數(shù)呈二次函數(shù)關(guān)系，附著砂漿含量越大，抗凍耐久性指數(shù)越小。以不同使用年限及不同凍融工況所規(guī)定的抗凍耐久性指數(shù)作為界定條件，得到了再生混凝土在30%拉應(yīng)力條件下滿足相應(yīng)抗凍耐久性指數(shù)的砂漿界限含量。以嚴(yán)寒高度飽水地區(qū)為例，設(shè)計(jì)使用年限為100年、50年、30年的最低抗凍耐久性指數(shù)對(duì)應(yīng)的最大附著砂漿含量分別為24.67%、37.59%、42.81%。

(5)使用SEM從微觀角度驗(yàn)證了附著砂漿含量越大，再生混凝土抗凍性能越差。再生粗骨料附著砂漿含量越多，經(jīng)凍融后的再生混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)越松散，微裂紋擴(kuò)展加劇，孔隙結(jié)構(gòu)更差，ITZ寬度更大，且周圍砂漿顆粒脫落更嚴(yán)重。

建議建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真模型，在不同取代條件下基于再生粗骨料混凝土耐久性設(shè)計(jì)使用年限對(duì)再生粗骨料物理性能指標(biāo)進(jìn)行量化分析，這對(duì)再生粗骨料實(shí)際工程應(yīng)用具有一定指導(dǎo)意義。