再生混凝土配合比設(shè)計(jì)初探

林庭富

摘 要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的高速發(fā)展，各種工程建設(shè)越來越多，對(duì)工程建設(shè)的要求不斷提升。混凝土在很多工程建設(shè)項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)的過程中，都有應(yīng)用，使用要求也相對(duì)比較高。再生混凝土配合比選擇是否合理，對(duì)再生混凝土的使用效果有著非常直接的影響，一旦配合比選擇不當(dāng)，就有可能對(duì)工程質(zhì)量造成直接的影響。為此，筆者將要在本文中對(duì)再生混凝土配合比進(jìn)行探究，希望對(duì)促進(jìn)我國(guó)工程事業(yè)的發(fā)展，可以起到有利的作用。

關(guān)鍵詞 再生混凝土;配合比;初探

前言

再生混凝土是指經(jīng)過破碎加工而成的混凝土。世界上的很多國(guó)家在相關(guān)技術(shù)的研發(fā)上，投入了非常大的力量，并取得了不錯(cuò)的研究成果。通過對(duì)再生混凝土的開發(fā)和研究，可以有效解決混凝土實(shí)際應(yīng)用中的問題，節(jié)省天然骨料資源，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益是非常顯著的。通過大量研究表明，混凝土加工破碎骨料和普通骨料都具有密度低、吸水性強(qiáng)、壓碎值大的優(yōu)點(diǎn)。使用混凝土廢料制成的混凝土，其工程用水相對(duì)較多，使用效果可以得到保證。

1再生混凝土的概念和意義

再生混凝土是指將廢棄的混凝土塊經(jīng)過破碎、清洗、分級(jí)后，按一定比例與級(jí)配混合，部分或全部代替砂石等天然集料（主要是粗集料），再加入水泥、水等配而成的新混凝土。再生混凝土按集料的組合形式可以有以下幾種情況：集料全部為再生集料;粗集料為再生集料、細(xì)集料為天然砂;粗集料為天然碎石或卵石、細(xì)集料為再生集料;再生集料替代部分粗集料或細(xì)集料。

再生混凝土技術(shù)屬于新一代混凝土技術(shù)，其是在傳統(tǒng)混凝土技術(shù)之上發(fā)展起來的，通過對(duì)現(xiàn)代混凝土技術(shù)的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升其性能。在其實(shí)際設(shè)計(jì)制作的過程中，其非常強(qiáng)調(diào)材料的耐久性能，在各種工程施工中，都有著較多的應(yīng)用，具有耐久性強(qiáng)、強(qiáng)度高、適用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、穩(wěn)定度度高的優(yōu)點(diǎn)[1]。在該混凝土的配置上，其采用了更低的水膠比，使用原料的質(zhì)量也非常好，在實(shí)際使用的過程中，需要合理對(duì)外加劑和礦物細(xì)摻量進(jìn)行選擇。

2再生混凝土獨(dú)有的性能特征

同一般的混凝土相比，再生混凝土優(yōu)勢(shì)和性能相對(duì)比較突出，其主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：第一，具有比較強(qiáng)的抗?jié)B透能力，但是其自身強(qiáng)度并不是很高，中低強(qiáng)度還可以。第二，其具有比較優(yōu)良的工作性能，這是其一個(gè)非常突出的特點(diǎn)。在混凝土實(shí)際拌和的過程中，其流動(dòng)性相對(duì)比較強(qiáng)，在這個(gè)過程中，也不會(huì)發(fā)生離析和分層的現(xiàn)象，比較容易充滿模型。自密實(shí)混凝土和泵送混凝土的自密實(shí)性能比較強(qiáng)，便于遠(yuǎn)距離泵送作業(yè)。第三，再生混凝土的使用壽命比普通混凝土要長(zhǎng)。在很多工程建設(shè)的過程中，其對(duì)特殊位置的耐久性有著比較高的要求，需要嚴(yán)格在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，做好耐久性設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)混凝土不能在這些工程中進(jìn)行應(yīng)用。通過高性能混凝土的使用，可以進(jìn)一步提升混凝土結(jié)構(gòu)的安全性能，其可以安全可靠工作50年以上，這是傳統(tǒng)混凝土無法滿足的。

3再生混凝土配比的設(shè)計(jì)原則分析

對(duì)于再生混凝土來說，其對(duì)配合比的要求相對(duì)比較高，要比一般混凝土高很多。其具有傳統(tǒng)混凝土所沒有的低水膠比和總水量。因此，在進(jìn)行再生混凝土配合比的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該認(rèn)真對(duì)其耐久性和強(qiáng)度進(jìn)行考慮，在綜合考慮原材料用水量、砂率、水膠比的情況下，合理進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在實(shí)際確定再生混凝土強(qiáng)度過程中，應(yīng)該把握的原則。為了保證再生混凝土的使用強(qiáng)度，在實(shí)際進(jìn)行配置的過程中，應(yīng)該選擇比較高的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。當(dāng)前我國(guó)在高性能混凝土配合比的選擇過程中，采用的預(yù)期抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，依然是《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》中的具體規(guī)定。如果具有具體的標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)值和可靠的強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其應(yīng)該大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1.5倍。

合理對(duì)水膠比進(jìn)行確定。在開展再生混凝土設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該使用盡量比較低的用水量，提升水泥用量，但水泥用量也不能過多，否則就會(huì)對(duì)水泥的抗壓強(qiáng)度造成非常直接的影響，甚至對(duì)強(qiáng)度造成反作用。如果需要使用外加劑，在水膠比重的選擇過程中，應(yīng)該對(duì)減水劑中的水量進(jìn)行考慮，避免添加的水量過多，否則就會(huì)對(duì)混凝土配置質(zhì)量，造成直接的影響。

堅(jiān)持使用低水量。在使用再生混凝土的過程中，應(yīng)該及時(shí)采取有效的措施，來降低水量的添加，這樣可以起到非常好的防混凝土干縮作用，提升水泥石界面與骨料之間的黏結(jié)力，保證鋼筋和混凝土之間的結(jié)合力。

4再生混凝土配合比分析

如果按照一般混凝土配合比放來設(shè)計(jì)C20混凝土，能夠進(jìn)一步掌握骨料加入對(duì)混凝土性能的影響，可以直接與普通集料配置混凝土性能進(jìn)行比較。從相關(guān)研究結(jié)果中直到，隨著混凝土摻量不斷地增加，混凝土的坍落度減少的趨勢(shì)比較明顯。對(duì)于坍落度在200毫米的普通混凝土，如果骨料全部使用再生混凝土，僅能獲得55毫米的坍落度，隨著廢混凝土添加量的增加，混凝土外觀密度會(huì)呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)。

通過比較C20再生混凝土和普通混凝土3天和28天的抗壓強(qiáng)度，如果按照普通混凝土配合比方法來配置再生混凝土，在不調(diào)整用水量的情況下，配置出的混凝土強(qiáng)度要高于普通混凝土，且隨著廢混凝土骨料的增加而有所增加。這主要是由于廢混凝土的吸水性非常強(qiáng)，在加入水拌和之后，混凝土吸水現(xiàn)象非常明顯，這直接導(dǎo)致水泥漿中的水灰比降低。對(duì)于低強(qiáng)度混凝土來說，水灰比是非常重要的。混凝土當(dāng)中骨料摻量越多，其吸水性能也就越明顯，其中水灰比越低，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度也就越高。在再生混凝土實(shí)際使用的過程中，應(yīng)該同時(shí)滿足工作性和強(qiáng)度的要求，不能簡(jiǎn)單采用普通混凝土的配合比，應(yīng)該根據(jù)廢混凝土骨料的吸水性能，合理進(jìn)行選擇，并根據(jù)工程的具體需要，來進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整，如表1。

在配制C30和C40混凝土的過程中，采用了廢混凝土骨料預(yù)吸水的方法。在具體的使用過程中，應(yīng)該按照普通混凝土配合比來進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在此水量的基礎(chǔ)之上，通過一定的混凝土吸水量。再生混凝土實(shí)際用水量，應(yīng)該包括兩個(gè)部分，一部分應(yīng)該按照配合比來計(jì)算水量，另一部分應(yīng)該考慮混凝土骨料吸水率高，而額外使用一部分水量。由于廢混凝土骨料在10分鐘到40分鐘之間的吸水量變化不是很大，在實(shí)際選擇混凝土吸水量的過程中，應(yīng)該根據(jù)混凝土骨料10分鐘吸水量來進(jìn)行確定，在實(shí)際進(jìn)行拌合的過程中，這兩部分水量不應(yīng)該同時(shí)添加。通過采用廢混凝土預(yù)吸水的方法，可以有效解決再生混凝土的工作問題，相關(guān)工程技術(shù)人員在混凝土強(qiáng)度和耐久性的研究中，應(yīng)該投入更大的力氣。

通過采用廢混凝土骨料預(yù)吸水方法，3天和28天的抗壓強(qiáng)度會(huì)隨著廢混凝土骨料的增加而降低。廢混凝土骨料在摻量比為百分之五十的時(shí)候，C30和C40混凝土抗壓強(qiáng)度要比普通混凝土低百分之五左右。如果粗料全部使用廢混凝土，C30和C40混凝土28天抗壓強(qiáng)度要比普通混凝土低百分之二十左右。從這些試驗(yàn)研究結(jié)果上可以看出，配制的混凝土強(qiáng)度相對(duì)比較低，這樣可以有效減輕廢混凝土骨料對(duì)強(qiáng)度的影響。通過比較不同系列混凝土抗壓強(qiáng)度可知，廢混凝土的骨料摻量在百分之五十的時(shí)候，其28天抗壓強(qiáng)度要明顯超過B0和C0。因此，通過對(duì)粉煤灰、減水劑的使用，不僅可以改善混凝土的拌和特性，還可以進(jìn)一步提升混凝土的力學(xué)性能，讓再生混凝土的強(qiáng)度滿足相關(guān)的要求。

混凝土的彈性模量結(jié)構(gòu)是混凝土的重要性能指標(biāo)。同一系列再生混凝土的抗壓彈性模量要比普通混凝土低，隨著廢料混凝土中骨料含量的增加，其彈性模量逐漸降低，在骨料摻量為百分之五十和百分之一百的時(shí)候，再生混凝土彈性模量要比普通混凝土低1.5%～7.0%和4.0%～12.5%。通過合理選擇粉煤灰、減水劑的配比，可以在一定程度上提升混凝土的抗壓彈性模量。

為了改善再生混凝土的性能，可以采用以下的一些措施：由于再生集料在性能上較天然集料差，對(duì)再生混凝土的許多性能產(chǎn)生不利影響，因此可以通過改善再生集料性能來提高再生混凝土的性能。①機(jī)械活化其目的在于破壞弱的再生顆粒或去除黏附于再生顆粒表面的水泥砂漿，從而提高再生集料的強(qiáng)度。但該方法能耗較高，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量難以處理的粉末。②酸液活化將集料置于酸液中，如冰醋酸、鹽酸溶液中，利用酸液與再生集料中的水泥水化物Ca（OH）2反應(yīng)，起到改善再生集料顆粒表面的作用，從而改善再生集料的性能。③化學(xué)漿液處理用高強(qiáng)度水泥和水按照一定比例調(diào)成水泥漿。利用漿液對(duì)再生集料進(jìn)行浸泡、干燥處理，以改善再生集料的空隙結(jié)構(gòu)，從而提高再生集料質(zhì)量。

5結(jié)束語

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，對(duì)再生混凝土的使用越來越多，并對(duì)其應(yīng)用提出了更高的要求。為了保證其實(shí)際的應(yīng)用效果，應(yīng)該根據(jù)工程的實(shí)際情況，更加合理對(duì)混凝土配合比進(jìn)行選擇，將混凝土的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來。

參考文獻(xiàn)

[1] 周靜海，康天蓓，王鳳池.廢棄纖維再生混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)研究[J].混凝土，2019（11）：33-34.