高性能再生混凝土的配制與性能探討

王玲玲

（南通市建筑科學(xué)研究院有限公司，江蘇 南通 226000）

0 引言

再生骨料混凝土簡稱再生混凝土，是將廢棄混凝土塊體經(jīng)破碎、篩分、除去雜質(zhì)等工序處理為再生粗細(xì)骨料，部分或全部替代天然粗細(xì)骨料制備而成的一種新型混凝土。再生混凝土技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對廢混凝土的回收，使其恢復(fù)部分原有性能，形成新的建材產(chǎn)品，使有限的資源得以再生利用，而且解決了部分環(huán)保問題。但已有研究表明，與天然骨料相比，再生骨料中存在大量原始水泥砂漿及其他雜質(zhì),導(dǎo)致再生混凝土的強(qiáng)度低、體積穩(wěn)定性差、耐久性不高。目前，再生骨料與再生混凝土主要用于地基加固、低等級道路和城市人行橫道的級配墊層、預(yù)制混凝土空心砌塊等非結(jié)構(gòu)部位，在結(jié)構(gòu)混凝土中的應(yīng)用明顯不足。提高再生混凝土在結(jié)構(gòu)混凝土中應(yīng)用比例，迫切需要提高其性能，再生混凝土的高性能化成為當(dāng)務(wù)之急。本文對高性能再生混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，研究粗細(xì)再生骨料對混凝土坍落度、抗壓強(qiáng)度的影響。

1 配合比設(shè)計(jì)及混凝土試塊制備

1.1 配合比設(shè)計(jì)

本文根據(jù)《再生混凝土技術(shù)應(yīng)用規(guī)程》（DG/TJ 08-2018-2007）與《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ 55-2011）等相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對高性能再生混凝土的制備進(jìn)行了配合比設(shè)計(jì)，見表1。

表1 高性能再生混凝土配合比（單位：kg/m3）

1.2 高性能再生混凝土試塊制備步驟

依據(jù)表1所計(jì)算出的各個用料的質(zhì)量，在進(jìn)行試塊制備前，按設(shè)定好的配比將用料逐一稱量備用。本文將采用王衛(wèi)中（2006）的制備工藝[1]，具體操作步驟如下：

（1）加入沙、石等天然骨料與再生骨料，攪拌30s；

（2）加入總用水量的一半，攪拌30s；

（3）加入粉煤灰、水泥、礦渣、聚丙烯纖維，攪拌30s；

（4）加入另一半總用水量與減水劑，攪拌120s；

（5）檢查模的螺絲是否擰緊，檢查其密封性，并涂上油作為脫模劑；

（6）完成攪拌之后，將再生混凝土倒出攪拌機(jī)，并對其坍落度、和易性、粘聚性進(jìn)行測量與觀測，并立即將高性能再生混凝土裝進(jìn)試模里，邊裝邊搗實(shí)；

（7）將裝好的高性能再生混凝土試模放在2T-1×1型振動臺上，振動過程中抹平試塊并趕出氣泡，本試驗(yàn)的振動時間宜設(shè)定為15s，避免因?yàn)檎駝訒r間過長導(dǎo)致骨料下沉，以及時間過短導(dǎo)致試塊強(qiáng)度較低[2、3]。

2 使用性能與抗壓強(qiáng)度

為了保障本試驗(yàn)配制混凝土（簡稱試樣）的坍落度，在本設(shè)計(jì)的目標(biāo)值范圍內(nèi)（100～150mm），本試驗(yàn)對減水劑的用量進(jìn)行了嚴(yán)格控制。另外，試樣的使用性能及抗壓強(qiáng)度也較為良好，具體見表2。

表2 坍落度和抗壓強(qiáng)度值

從表2看出，試樣坍落度符合設(shè)計(jì)目標(biāo)，性能良好，除了C0F0、C0F10、C0F20、C0F30，其他的坍落度都在140～148之間。另外，試樣28d與60d的抗壓強(qiáng)度也較高。

2.1 坍落度指標(biāo)分析

試樣的使用性能主要是指其和易性[4]，從坍落度的測量值看，可以判定出試樣的使用性能[5]。因此，本試驗(yàn)以坍落度為考核指標(biāo)分析其極差和方差值，從而判定新拌混凝土的使用性能，具體分析數(shù)據(jù)見表3、表4。

表3 正交試驗(yàn)坍落度直觀分析數(shù)據(jù)

表4 坍落度方差分析數(shù)據(jù)

從表3與表4可以看出，其各因素的影響程度從高到低依次是A、B、誤差。當(dāng)0≤A≤30%時，試樣的坍落度、流動性隨著A的增大而明顯增大；當(dāng)30%≤A≤70%時試樣的坍落度則無明顯變化；當(dāng)0≤B≤30%時，試樣的坍落度也無明顯變化。

2.2 抗壓強(qiáng)度指標(biāo)分析

根據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB-T 50081-2002）對試樣的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測試，并對其進(jìn)行正交試驗(yàn)直觀分析及方差分析，分別見表5與表6。

除了天然料配制混凝土，本試驗(yàn)所配試樣的15組樣品都具有較高的抗壓強(qiáng)度，特別是在60d時，還有9組試樣的抗壓強(qiáng)度在40MPa之上。另外，從表5與表6可以看出，在抗壓強(qiáng)度影響程度方面，A強(qiáng)于B。當(dāng)A=30%、B=10%時，試樣在28d時達(dá)到最大抗壓強(qiáng)度，而當(dāng)B為20%時，試樣的抗壓強(qiáng)度和B為10%時的抗壓強(qiáng)度差距不明顯。

表5 抗壓強(qiáng)度直觀分析數(shù)據(jù)

表6 28d抗壓強(qiáng)度方差分析數(shù)據(jù)

3 結(jié)束語

綜上所述，對于高性能再生混凝土而言，在坍落度、抗壓強(qiáng)度影響程度方面，再生粗骨料取代率（A）強(qiáng)于再生細(xì)骨料取代率（B）；且當(dāng)A=30%、B=10%，再生混凝土坍落度最優(yōu)，28d抗壓強(qiáng)度性能達(dá)到最優(yōu)。