再生混凝土抗?jié)B性試驗研究

【摘 要】黨的十八大提出了“生態(tài)經(jīng)濟”口號，在新時期我國城市化進程將會進一步加快，城市大規(guī)模建設中鋼筋混凝土的使用比例逐漸增加，再生混凝土的出現(xiàn)，不僅解決了建筑垃圾占地空間大，不易清理的特點，因此還可以節(jié)約天然骨料資源，為社會可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟具有重要意義。本文探討了再生混凝土的特點，針對再生混凝土的抗?jié)B試驗進行了研究，為提高再生混凝土性能提出有針對性的措施。

【關鍵詞】再生混凝土；抗?jié)B性；抗?jié)B性試驗研究

1、引言

混凝土抗?jié)B性的高低與混凝土的耐久性有很大關系，抗?jié)B性低，有害氣體和液體滲入混凝土內(nèi)部，腐蝕混凝土內(nèi)部鋼筋，混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性遭到破壞，混凝土體積膨脹，從而導致應力集中產(chǎn)生混凝土開裂或者剝落現(xiàn)象。并且混凝土的吸水量增加，混凝土由于熱脹冷縮而抗凍能力下降。為此，研究混凝土抗凍性對提高再生混凝土的耐久性具有重要的意義。

2、再生混凝土抗?jié)B性試驗研究

2.1滲透機理及檢測方法

混凝土是多孔非均質(zhì)復合建筑材料，混凝土一般是配合鋼筋和水泥共同使用的。第一，為了防止混凝土沉降，再生混凝土需要經(jīng)過攪拌，并且加注水泥，水泥的用水，水的沖刷作用，更加容易將再生骨料表面剝蝕，再生骨料本身結(jié)合不規(guī)則，再生混凝土的空隙較多，抗彎和抗壓能力減弱；第二，水泥硬化后也不可能充滿整個空間，外界水分很容易通過混凝土表面空隙深入到內(nèi)部，從而破壞混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

作為混凝土抗?jié)B性的表征國內(nèi)外有三種，即透水性、透氣性和抗氯離子滲透性。國標JTG3O-2005中測試混凝土抗?jié)B性能方法是通過給受檢混凝土施水壓的方式，使水在混凝土中遷移，通過不同混凝土中水的遷移差異來描述混凝土的抗?jié)B性能的。然而，國標中的混凝土抗?jié)B性檢測方法，在實際生產(chǎn)生并不適用，而且浪費大量水資源，可操作性不強，試驗現(xiàn)象不明顯而沒有的到推廣。有國內(nèi)外學者做過類似的抗?jié)B性實驗試驗。

2.2再生混凝土抗?jié)B性綜合試驗案例分析

2.2.1再生混凝土抗?jié)B性的透水性試驗

合肥工業(yè)大學張李黎[2]等人在2009年的文章《再生混凝土抗?jié)B性試驗研究》中，就采用了JTG3O-2005公路工程水泥及水泥餛凝上試驗規(guī)程中的透水性再生混凝土抗?jié)B性試驗方法。

實驗準備：水泥采用巢湖關東牌32.5礦渣硅酸鹽水泥，密度2900kg/m3，初凝時間184 min，終凝時間457 min。細骨料為普通河砂，水為自來水。再生骨料的基體混凝土為合肥市黃山路廢棄混凝土路面板破碎加工而成。

實驗過程：試驗按JTG30-2005中的水泥混凝土抗?jié)B性試驗方法進行。混凝土的抗?jié)B等級以每組6個試件中4個未發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象時的最大水壓力表示，記錄第3個試件出現(xiàn)滲水時的水壓。

實驗結(jié)果：（1）凝土設計強度等級C20的5組試件的抗?jié)B等級差別較為明顯。（2）混凝土設計強度等級C30的12組試件總體上天然混凝土和再生混凝土的抗?jié)B性差別不大。（3）C30下的再生混凝土的抗?jié)B等級略高于C20下的再生混凝土。

實驗分析：總體上再生混凝土的抗?jié)B性比天然混凝土的抗?jié)B性差，再生混凝土的抗?jié)B性隨混凝土強度等級的提高而增加，隨水灰比的增加而降低。生混凝土的抗?jié)B性隨水灰比的增大而降低，隨強度的增大而增大，砂率對其影響不大。

2.2.2再生混凝土抗?jié)B性的抗Cl-試驗

武漢理工大學肖開濤[3]在《再生混凝土的性能及其改性研究》中，對再生混凝土抗?jié)B性的抗Cl-試驗進行了研究。

實驗準備：試件采用由100×300mm的圓柱體，成型一天后脫模，然后放入20+3℃水中養(yǎng)護至28d，取出試樣后，在切割機上切去試樣兩端少許，最后將試樣切割成三塊高度為50mm的薄餅試塊。

實驗過程：將所有由100×50mm試塊在真空條件下吸水飽和，然后將試塊放在試驗箱上，側(cè)面用玻璃膠密封。安裝到兩端安置銅網(wǎng)電極的Cl-滲透儀上，并用玻璃膠密封接口處。在正極端注入0.3moFL的NaOH溶液，負極端注入質(zhì)量百分比濃度3%的NaCl溶液，試驗在60V電壓下，每隔30分鐘記錄一次電流，持續(xù)試驗6小時，計算6小時通過的總電量（C），用以評價混凝土的滲透性。

實驗結(jié)果：（1）孔徑大或者水灰比大的混凝土在單位時間通過單位混凝土截面的電量大，因而氯離子的擴散系數(shù)也大，混凝土的抗氯離子滲透性也就越差；（2）隨著再生骨料取代率的增加，再生混凝土的氯離子擴散系數(shù)不斷增大，即混凝土的抗?jié)B性越來越差；（3）用聚合物或有機硅防水劑對再生骨料進行表面處理也利于降低氯離子的擴散系數(shù)，即有利于提高再生混凝土的抗?jié)B能力。

實驗分析：再生骨料用量的增加，其滲透性變大。這是由于混凝土塊在使用期間被破壞，或者在解體、破碎過程中也可能存在損傷積累，使再生骨料內(nèi)部存在大量的微裂紋。過摻加粉煤灰可以改善混凝土的抗?jié)B性。摻高效減水劑也可降低氯離子擴散系數(shù)。生骨料的表面處理也可改善混凝土的抗?jié)B性。

3、再生混凝土抗?jié)B性試驗對比啟示

3.1影響再生混凝土抗?jié)B性的因素多樣

孔隙率，再生混凝土特殊的孔結(jié)構(gòu)（混凝土的孔結(jié)構(gòu)包括水泥漿基體孔隙，骨料中的孔隙，基體與骨料界面過渡區(qū)的孔隙。決定其抗?jié)B性的劣勢。組成混凝土的硬化水泥砂漿體和骨料具有不同的孔結(jié)構(gòu)。水灰比，水灰比越大，水泥漿中用于水泥水化外的水分增多，這樣導致水在水泥石中逐漸形成相互貫通的、無規(guī)則的毛細孔系統(tǒng)，待水分燕發(fā)后使水泥石的孔隙率不斷增加，混凝土的抗?jié)B性就越差。粉煤灰量，粉煤灰的活性成分與硅酸鹽水泥水化時析出的大量氫氧化鈣結(jié)合生成比較穩(wěn)定的硅酸鈣水化物，這種水化物不僅有助于混凝土后期強度的增長，而且由于水化物在反應過程中體積膨脹，使混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合更加密實，增加了阻水作用，從而使混凝土的抗?jié)B性能得到改善。

3.2改善再生混凝土抗?jié)B性的方法多樣

為了得到抗?jié)B性能好的再生混凝土，應盡量用小的水灰比，控制水泥用量和砂率，摻人適量的粉煤灰可明顯改善其滲透性，同時還要控制施工質(zhì)量，由于受試驗條件的限制欠考慮之處有待進一步研究，但是再生混凝土每立方價格較普通混凝土要少10%～15%左右，經(jīng)濟效益還是相當可觀的。生骨料的表面處理也可改善混凝土的抗?jié)B性。這是由于再生骨料經(jīng)過表面處理后，聚合物或有機硅防水劑填補了骨料表面的裂縫，并改善了再生骨料的界面結(jié)構(gòu)，從而使骨料與骨料、骨科與水泥砂漿之間的結(jié)合更密實，減少了裂縫、空隙，從而使混凝土的抗?jié)B性變強。

3.2再生混凝土具有廣闊發(fā)展前景

對比上述兩種抗?jié)B性實驗結(jié)果，筆者發(fā)現(xiàn)再生混凝土的抗?jié)B性是可以較大程度的改進，并且進入一些化學配制劑能夠讓再生混凝土達到天然骨料的混凝土的強度指標，具有廣闊的運用前景。一般施下條件下，再生混凝土的抗?jié)B等級能夠達到《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》相關規(guī)定，抗?jié)B混凝土的最低要求，能夠作為抗?jié)B混凝土使用。再生骨料混凝土的開發(fā)應用從根本上解決了天然骨料的日益匱乏以及大量混凝土廢棄物造成生態(tài)環(huán)境日益惡化等問題，保證了人類社會的可持續(xù)發(fā)展。隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的確立，加強環(huán)境保護的各項法律法規(guī)的頒布和實施，再生骨料混凝土的研究和應用必將得到重視和發(fā)展。

4、結(jié)束語

總之，由于再生混凝土與普通混凝土在原材料、配合比以及施工工藝等方面存在重要的差別，現(xiàn)行普通混凝土的標準、規(guī)程等不適合再生混凝土。所以.應結(jié)合再生骨料分級標準的建立，制定出適合國內(nèi)情況的再生混凝土的有關標準和規(guī)程，同時在我國推廣應用再生混凝土也十分需要政府的產(chǎn)業(yè)政策扶持和國家的法律法規(guī)保障，打破再生混凝土使用面積窄的尷尬局面。

參考文獻：

[1]趙鐵軍.混凝土滲透性[M].北京：科學出版社，2005，23-37.

[2]張李黎，柳炳康，胡波.再生混凝土抗?jié)B性試驗研究[J]，合肥工業(yè)大學學報（自然科學版），2009（4）.

[3]肖開濤.再生混凝土的性能及其改性研究[D]，武漢理工大學，2004.