關(guān)于水灰比對再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響分析

吳長清

摘 要：隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，要求注重將節(jié)能環(huán)保理念引入其中。以再生混凝土為例，其主要指通過對廢氣混凝土采取相應(yīng)的處理措施如分級、破碎或清洗等所得到的混凝土。但這些再生混凝土在實際使用中往往存在抗壓強(qiáng)度過低等問題，而影響抗壓強(qiáng)度的關(guān)鍵性因素在于水灰比。對此，文章通過采取一定的試驗方式，對再生混凝土抗壓強(qiáng)度受水灰比的影響進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：再生混凝土；抗壓強(qiáng)度；水灰比；影響

前言

再生混凝土實際投入使用中，因再生骨料具有較大的孔隙率、較高的吸水率，且表面較為粗糙，若完全以正?；炷了冶扰渲茦?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配制，很可能影響再生混凝土的力學(xué)性能，尤其在抗壓強(qiáng)度方面所受到的影響更為明顯。

1 再生混凝土在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀

關(guān)于再生混凝土，由于其本身與綠色建筑理念相吻合，所以成為近年來大多建筑施工中的重要材料。從其應(yīng)用范圍看，再生混凝土的應(yīng)用首先體現(xiàn)在路面板施工方面。以我國某地區(qū)道路施工為例，其將廢棄混凝土路面板直接選用再生混凝土路面進(jìn)行代替，整個改造路面在長度上為168km，在基層面設(shè)計中選用再生骨料，并使其長度控制在142km。原有路面板總量在基層與底基層上分別為11289m3、25743m3。對此在改造中直接將人工風(fēng)鉆起板引入其中，板面多以600-800mm為主，在此基礎(chǔ)上采取人工破碎、破碎機(jī)破碎等方式，最終分析在壓碎指標(biāo)上可保持在15.9%，而骨料最大粒徑可達(dá)到35mm。其次，再生混凝土的應(yīng)用也體現(xiàn)在樓層施工方面。如我國青島海逸景園，其在2010年進(jìn)行24層樓層結(jié)構(gòu)施工中，便選取C40再生骨料，通過合理的配制生產(chǎn)，使再生骨料的應(yīng)用取得良好的效果。另外，再生骨料可用于污水處理池相關(guān)施工方面。國內(nèi)較多地區(qū)近年來在污水處理池建設(shè)方面都將再生混凝土引入其中，如某構(gòu)成以全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)為主，墻體高度與厚度分別為4.2m與250mm，在設(shè)計中便選擇以再生骨料為主，選擇C25設(shè)計強(qiáng)度，并將漏斗自落式作為主要澆筑方式，最終通過測量發(fā)現(xiàn)，混凝土強(qiáng)度可達(dá)到37MPa，能夠滿足施工設(shè)計要求。盡管從這些實例中能夠發(fā)現(xiàn)，再生混凝土在工程中的應(yīng)用可起到突出的作用，但也有部分工程施工中存在施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問題，而這些問題產(chǎn)生的根源在于未根據(jù)施工要求做好水灰比配制工作。

2 關(guān)于再生混凝土抗壓強(qiáng)度受水灰比影響的試驗

關(guān)于再生混凝土抗壓強(qiáng)度，從以往許多研究中都可發(fā)現(xiàn)，其受水灰比配制的影響極為明顯，如Aland D.Buck等人提出在同樣水灰比下，對一般混凝土與再生混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行比較，可發(fā)現(xiàn)再生混凝土要低出8MPa，若采取水灰比減小方式，可使抗壓強(qiáng)度得以提升。再如有學(xué)者在試驗中發(fā)現(xiàn)，在水灰比為0.38情況下，相比一般混凝土抗壓強(qiáng)度，再生混凝土將為其60%，如果控制水灰比為0.60以上，再生混凝土抗壓強(qiáng)度將為其75%。對此情況在再生混凝土應(yīng)用中，可采取清洗再生骨料的措施，有利于混凝土抗壓強(qiáng)度的提升。由此可見，再生混凝土受水灰比影響極為明顯。文章在研究中主要以100%再生粗骨料為主，判斷水灰比所帶來的影響。

2.1 試驗材料的選取

試驗過程中主要引入撞擊式破碎機(jī)，這樣在破碎原生混凝土后并經(jīng)過篩選，便可得到再生粗細(xì)骨料，其中再生骨料主要以25mm為最大粒徑。在試驗中為便于研究再生混凝土受水灰比的影響，也將一般天然骨料混凝土引入其中。同時，在水泥選擇上，主要以32.5硅酸鹽水泥為主。其中粗細(xì)骨料在性質(zhì)上主要從表觀密度、吸水率以及堆積密度方面進(jìn)行研究，可判斷再生粗骨料在表觀密度、吸水率與堆積密度上分別為2.47g·cm-3、3.53%、1.18kg·L-1；再生細(xì)骨料三個物理性質(zhì)分別為2.67g·cm-3、6.39%、1.26kg·L-1；天然細(xì)骨料三個物理性質(zhì)分別為3.54g·cm-3、2.30%、1.31kg·L-1；而天然粗骨料為2.52g·cm-3、5.78%、1.25kg·L-1。

2.2 試驗過程的開展與結(jié)論分析

試驗過程主要以碳化試驗、抗壓強(qiáng)度為主。其中在碳化試驗方面，一般鋼筋混凝土構(gòu)件應(yīng)用再生骨料過程中，需注意的問題主要表現(xiàn)在混凝土是否具備抗碳化性能方面，避免鋼筋出現(xiàn)銹蝕問題。分別選取0.47水灰比與0.65水灰比進(jìn)行碳化試驗，且分別選擇以100mm×100mm×400mm為尺寸的一般混凝土與再生混凝土試件。其中用于表示再生混凝土試驗結(jié)果的為RV，用于表示一般混凝土試件結(jié)果的為OC，當(dāng)選擇0.47水灰比時，使一般混凝土與再生混凝土都保持中性26W，此時可發(fā)現(xiàn)一般混凝土與再生混凝土二者在中性化深度上分別為8.9mm與23.7mm。

在抗碳化能力方面，再生混凝土抗碳化性能較差。同時，對比一般混凝土試件，再生混凝土試件中，若其水泥石具有較低的密度、較大的水泥石滲透系數(shù)，混凝土中將有較多二氧化碳?xì)怏w滲入。另外，若采取增大水泥用量的方式，拌合物含水量將因水泥漿過多而提升，影響混凝土的密實強(qiáng)度，這樣在抗碳化性能上也會有所降低。事實上，原始混凝土強(qiáng)度、骨料取代率等都會影響再生混凝土抗碳化性能。因此，實際施工中應(yīng)對這些問題充分考慮。

另外，在抗壓強(qiáng)度試驗方面，主要選取100%取代率的粗細(xì)骨料，但需注意這種骨料往往有較多舊水泥砂漿附著其中，其容易增大再生混凝土吸水率，這樣在混凝土澆筑工序完成后，再生混凝土將具有較大的干燥性收縮率。對此，在試驗操作過程中可考慮將20kg·m-3鈣系膨脹劑引入其中。分別利用RC與OC表示再生混凝土、普通混凝土，并選取95%RH濕度、20±2℃溫度作為試驗中混凝土養(yǎng)護(hù)條件。在此基礎(chǔ)上選取不同水灰比，對二者進(jìn)行強(qiáng)度測試，分別為普通混凝土試件、再生混凝土試件，試件尺寸為150mm×150mm×150mm，以0.47水灰比為例，養(yǎng)護(hù)時間為7d為條件，此時一般混凝土試件與再生混凝土試件在強(qiáng)度上分別為29.4MPa、22.2MPa，同樣養(yǎng)護(hù)時間選擇0.65水灰比，二者在強(qiáng)度上分別為14.7MPa、12.3MPa。假定在養(yǎng)護(hù)的時間上為14d，在試驗中也可得到，一般混凝土試件在0.47與0.65水灰比條件下的強(qiáng)度分別為37.8MPa、19.7MPa，而再生混凝土試件在不同水灰比下強(qiáng)度分別為35.1MPa與18.6MPa。以同樣的方式進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試，可發(fā)現(xiàn)在養(yǎng)護(hù)時間控制在28d以內(nèi)時，在齡期增長的情況下再生混凝土與一般混凝土抗壓強(qiáng)度都可得到提升，但在28d以后，再生混凝土抗壓強(qiáng)度將明顯上升，其原因在于拌和骨料時，其中的水泥水化不斷釋放，所以再生混凝土抗壓強(qiáng)度會不斷上升。同理，在骨料選擇上以再生粗骨料為主，仍可得到同樣的結(jié)論。

3 結(jié)束語

再生混凝土是現(xiàn)代建筑工程中常用的材料之一，其抗壓強(qiáng)度很大程度受水灰比影響。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，相比一般混凝土，再生混凝土不具備較好的抗碳化性能，且自身密實度較低，若直接應(yīng)用將無法保證工程質(zhì)量。但若通過水灰比的控制，再生混凝土的性能將得到很大程度的提升，尤其其抗壓強(qiáng)度優(yōu)勢表現(xiàn)更為明顯，可被用于現(xiàn)代工程施工中。

參考文獻(xiàn)

[1]盧缽.改性再生混凝土抗壓強(qiáng)度試驗研究及數(shù)值模擬[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2013.