再生混凝土的研究探討

葛士偉 巫凱

南京中聯混凝土有限公司 江蘇 南京 211100

隨著城市化進程的推進，大批改擴建工程項目以及外力破壞的建筑工程項目造成了大量的建筑垃圾。如果將它們直接堆放于垃圾場或回填，那么不僅浪費較多的建筑資源，還會造成嚴重的環境污染。而再生混凝土則是通過處理這些廢舊建筑垃圾所形成的一種綠色施工材料，不僅可以解決上述建筑垃圾處理問題，也可以緩解當前建筑行業的能源危機，具有很強的推廣和應用價值。

1 再生混凝土的基本性能特征

1.1 物理性能

相較于天然骨料，再生骨料的表觀密度更小，但是密度卻更低。通過在再生混凝土中不斷增加再生骨料的摻量，會使再生混凝土的密度出現有規律的減小變化。如果再生混凝土中全部以再生骨料取代普通骨料，那么所形成再生混凝土的密度要比普通混凝土的密度低7.5%左右。此外，再生混凝土具有比較低的自重，相應的孔隙率比較大，所以它們具有良好的保溫性，相應的結構具有比較輕的自重，可以顯著增強結構構件的抗震性能。

1.2 工作性能

較于普通混凝土，在用水量保持一致的條件下，再生混凝土具有更小的坍落度，相應的流動性也比較差，但是卻具有比較強的保水性和粘聚性，且原混凝土強度值越低，所配置的再生混凝土的和易性也越差，這主要是由于再生骨料具有粗糙的表面，上面具有比較多的孔隙，這會增大其吸水率，進而會減小混凝土的坍落度，降低其流動性。特別是粗糙的骨料表面會在很大程度上增強其粘聚性與保水性。有關研究表明，如果再生混凝土中再生骨料的替代率控制在0～60%范圍內，那么其坍落度同基準普通混凝土保持一致，相應的坍落度損失不大，基本上不會影響其施工。如果再生混凝土中的再生骨料替代率大于70%，那么會顯著地降低其坍落度，且隨著水灰比增加而呈現為逐步增大的變化趨勢，這同普通混凝土的變化情況基本保持一致。此外，如果在再生混凝土中應用再生骨料，那么增加其初始的坍落度，這主要是由于再生骨料的孔隙率比較高，需要增加更多拌和水，相應的增大其初始坍落度。需要注意的是，如果再生骨料保持干燥狀態，那么所配置的再生混凝土在放置一段時間后，會使其出現比較快的坍落度損失，這就決定了干燥再生混凝土的坍落度的損失也會相對較快。

1.3 耐久性能

耐久性能也是再生混凝土的一種關鍵性能，具體主要表現在抗滲性、抗凍融性、抗磨損性和干縮性能等方面。再生混凝土抗滲性如果比較差，那么就容易受到冰凍或水侵蝕破壞，比如造成混凝土內部鋼筋及保護層破壞等，同時抗滲性如果比較差，也會加速有害物質的侵蝕，且相應的侵蝕深度越深，其耐久性也就越差，相應的成因主要是由再生混凝土拌和材料質量、配合比以及外部環境條件等綜合作用產生的。較于普通混凝土，再生骨料具有比較大的孔隙率，這決定了基于自由水灰比設計的可再生混凝土，相應的抗滲性也較于基準混凝土更低。針對再生混凝土的抗凍融性，其較于基準混凝土具有更強的抗凍融性，在經過反復凍融試驗后，相應質量和強度的損失率也更低。

通常而言，再生混凝土具有較高的吸水率，那么其在失水后會出現更大的徐變值和干縮量，所以在再生混凝土配置期間，必須要立足于混凝土干縮性能的基礎上，綜合考慮再生混凝土拌制中所用的水泥品種、粗細骨料、施工配合比以及施工養護條件和方法等。對于再生混凝土的抗磨性，再生骨料尺寸越大或基體混凝土強度更大，相應的抗磨性也更大。此外，較于普通混凝土，由于再生骨料的滲透性以及孔隙率比較高，這決定了再生混凝土的抗酸侵蝕性和抗硫酸鹽侵蝕性等相對較差，為了改善其抗硫酸鹽侵蝕性，可以在再生混凝土拌制中適當地摻加一些粉煤灰。

1.4 力學性能

再生混凝土的力學性能也是影響其使用的一個重要性能，具體主要表現在抗壓強度、抗震性能、抗剪性能等方面。首先，再生混凝土的抗壓強度，一般要比相同配比普通混凝土的抗壓強度值或基體混凝土的抗壓強度更低，相應的抗壓強度降低程度控制在0～30%范圍內，平均控制于15%左右。再生混凝土抗壓強度降低的成因主要在于新舊水泥漿和再生骨料間存在一些比較弱的結合區域。但是再生混凝土的基體混凝土或設計強度比較低時，其強度反而會比基準混凝土強度更高，這是由于新拌制水泥漿和再生骨料間的相容性比較好，它們之間可能會發生化學反應，加之再生骨料比較粗糙的表面以及比較強的截面嚙合能力和骨料吸水率，這決定了再生骨料會吸收水泥漿中比較多的水分，降低了再生骨料表面的水灰比，進而影響了抗壓強度。其次，再生混凝土的抗震性能，再生骨料表面上一般會附著于比較多的老舊砂漿顆粒，這會降低其所拌制再生混凝土的彈性模量，降低程度一般為同條件配置混凝土的70%～80%。由于再生混凝土具有比較低的彈性模量，相應的變形量比較大，這就決定了其抗震性能和抗裂性能等力學性能比較好。最后，再生混凝土的抗剪性能，在水灰比保持一致的情況下，再生混凝土抗剪性能要比普通混凝土差，且再生骨料取代率越大，相應的抗剪性能呈現下降的變化趨勢，添加一定量的硅灰材料，則可以顯著改善其抗剪性能[1]。

2 再生混凝土的應用前景展望

通過上述對再生混凝土基本性能的研究，可知其在物理性能和力學性能等指標上要差于普通混凝土，但不容置疑的是，再生混凝土在當下以及未來擁有廣闊應用前景。在實際的應用中，需要結合結構所處位置來靈活選擇再生混凝土來替代普通混凝土。比如，對于那些承重的混凝土結構，可以適當減少再生混凝土中的再生粗骨料取代率；對于防護砌塊、橋梁護欄和人行道板等一般結構工程，可以適當增加再生混凝土中的再生骨料取代率，借此來改善再生混凝土的力學性能和使用性能。隨著可持續發展理念的貫徹，未來的廢氣建筑材料會越來越多，這為再生骨料的應用創設了良好條件，加之對再生混凝土耐火性等性能研究的深入，未來再生混凝土勢必會有更廣闊的應用前景[2]。

3 結束語

總之，再生混凝土的物理性能、工作性能、力學性能和耐久性能等基本性能較于普通混凝土會有所不同，這決定了其在應用中不可套用普通混凝土的拌制或施工應用要求和規定。但是毋庸置疑的是，隨著對再生混凝土研究的深入，未來會有更廣的應用空間。