再生混凝土力學性能研究及進展

杜文琦

（山東科技大學，山東 泰安271000）

1 再生混凝土簡介

再生混凝土是指將建筑過程中已廢棄的混凝土塊經過一定的加工程序處理之后，按照相對應的比例與級配混合，可以代替一部分天然集料，最后經過一定的加工工藝配成的新混凝土。因此，再生混凝土可以有效的利用建筑垃圾，解決建筑垃圾污染的問題，實現可持續發展。

因此，本文研究有關再生混凝土力學性能影響因素的文獻，進而進行綜述，研究了其物理力學性能影響因素，變形性能影響因素以及抗滲性影響因素三個方面，總結了再生混凝土各項性能指標。為再生混凝土的進一步研究及其工程實際應用范圍的擴展提供了一定的理論依據。

2 物理力學性能影響因素

由于原生混凝土在制備過程中會產生孔隙、裂縫，再生混凝土也存在這樣的缺陷，當兩類混凝土一起制備時的孔隙會形成相疊加的效果。所以再生混凝土在相比于原生混凝土存在更大的孔隙率。研究表明，在導熱系數方面，再生混凝土與原生混凝土相比較低，說明再生混凝土的保溫作用更加顯著[1]。王建超[2]研究了廢棄纖維再生混凝土的力學性能，建立了再生混凝土抗壓強度、彈性模量等變化的函數關系式。賈飛[3]研究了骨料侵蝕程度對再生混凝土力學性能的影響。得出了其力學性能受粗骨料取代率、水灰比等因素的影響很大。

3 荷載作用下的變形性能影響因素

影響再生混凝土性能的因素還有變形影響因素。變形影響因素主要分為荷載作用下及非荷載作用下的變形影響因素。其中，荷載作用又分為短期荷載影響與長期荷載影響。

3.1 非荷載作用下的變形

再生混凝土非荷載作用下的變形是指再生混凝土由于受到自身理化性質影響而產生的變形。在非荷載作用的影響下，再生混凝土會產生干縮變形、溫度變形等，進一步造成產生裂縫，影響建筑的穩定。經研究得出，目前我國實際工程中產生的裂縫主要由再生混凝土干縮變形、自收縮變形、碳化收縮變形、溫度變形等變形因素所引起的。

（1）再生混凝土干縮變形

干縮變形是混凝土中的吸附水發生了不可逆的收縮，在再生混凝土的總變形量中所占的百分比為80%-90%[4]。經過實驗研究可以得出，水灰比、再生骨料的取代率等其他因素對于再生混凝土的干縮變形有較大的影響。

2. 再生骨料取代率。干縮變形的大小受非常多的因素影響，經研究發現，再生骨料取代率對干縮變形的影響程度很大。

3. 水灰比。劉數華等[5]研究得出了當水灰比越大時，干縮率就越高，并且得出了早期干縮相較于后期的干縮更快的結論。

4. 外加劑。孫東宇等[6]研究發現了再生骨料的天然干縮量是同等級混凝土的1.1～1.3倍,再生混凝土的收縮變形可以通過加入哦鞥掌機而減小。

（2）其他因素。

再生混凝土自收縮變形、碳化收縮變形、溫度變形等變形因素所也會對其性能產生影響。

3.2 荷載作用下的變形

（1）短期荷載作用下的變形

目前國內外對短期荷載作用下的變形的初步探究主要從再生骨料的取代率與其變形的關系入手。白文輝[7]研究得出，在短期荷載的作用下，隨著再生骨料所占比例不斷地增大，再生混凝土的變形量也呈現正相關的增長模式。

由國內外的科學研究可以得出，在短期荷載作用的影響下，再生骨料的取代率越大，則再生混凝土的變形也在不斷增大，骨料、過渡區等因素成為了影響其取代率的主要原因。

（2）長期荷載作用下的變形

長期荷載作用下的變形是徐變。徐變是指在長期穩定的荷載作用下，混凝土的變形量隨著時間的增長而持續增長的現象。再生骨料的取代率不僅影響了短期荷載作用下的變形，其對于再生混凝土的徐變同樣起著決定性作用。羅素蓉等[8]通過大量的實驗研究發現，當改變再生粗骨料的取代率值大小時，再生混凝土的徐變量也在不斷改變。當控制取代率的數值分別為50%和100%時，將其分別配置成再生混凝土，得出在此條件下的再生混凝土的徐變量要大于一般混凝土的量，并且當取代率不斷增大時，再生混凝土的徐變量會產生程度較大的變化，數值也在不斷增大。

基于上述相關試驗研究結論可得出：再生混凝土的各項變形量都大于普通混凝土，也就是說再生混凝土的相對于普通混凝土來說，其變形性能差。在實際工程當中，可以對再生骨料的取代率進行嚴格控制、選擇級配較高的骨料、選用合適的外加劑進行控制等方式來充分提高再生混凝土的變形性能。

4 再生混凝土抗滲性影響因素及分析

4.1 抗滲性影響因素

抗滲性是檢驗混凝土是否具有良好的耐久性最基本的指標之一。由大量的實驗可以得出以下結論：

（1）再生混凝土的抗滲能力與水灰比的大小呈現負相關的關系，即抗滲能力隨著水灰比的增大而減小。經過大量的實驗研究得出，若想更好的提高再生混凝土的抗滲能力，可以將水灰比的數值控制在0.4左右，。

（2）由實驗可以得出，在制備再生混凝土時，可以加入50%的天然骨料，可以起到節約經濟成本的效果，并且對于再生混凝土抗滲能力的提高有著重要的作用。

（3）提高再生混凝土的抗滲性能，可以選擇加入粉煤灰摻量為30%左右的低含量的粉煤灰去代替原本的水泥，同時對于再生混凝土的抗滲性能也有較好的幫助。

（4）經過大量實驗可以看出，相比于目前建筑中常用的一般混凝土，再生混凝土可以起到循環利用現有廢棄資源的效果，更好的踐行了可持續發展的理念，同時也節約了經濟成本，有更大的社會經濟效益[9]。

由以上實驗與結論可知，對于再生混凝土的利用方面，存在多種方式可以提高其性能，以便于其能夠更好的運用到建筑中。

5 結論

再生混凝土可以顯著提高建筑垃圾的利用率，可以減少砂、砂礫等不可再生資源的消耗。其有效地利用建筑垃圾，踐行可持續發展觀。本文通過分析再生混凝土的物理力學性能影響因素、荷載作用下的變形影響因素以及抗滲性影響因素，總結了提高再生混凝土的力學性能的措施，為擴大再生混凝土的應用范圍提供參考。