佘湛輝

【摘要】骨料混凝土的使用，能夠起到降低資源消耗、節(jié)能減排以及保護(hù)環(huán)境的目的，也能在最大程度上節(jié)約成本。當(dāng)前我國在對(duì)混凝土進(jìn)行開發(fā)與利用過程中，重點(diǎn)集中于如何提高混凝土的力學(xué)性能，而對(duì)于收縮性能、變形情況等，有著較少的研究。因受到不同條件約束，混凝土?xí)蚴湛s產(chǎn)生相應(yīng)的力，當(dāng)該力強(qiáng)度明顯低于要求標(biāo)準(zhǔn)值后，就會(huì)使得混凝土中出現(xiàn)裂縫，也會(huì)在一定程度上對(duì)混凝土構(gòu)件使用壽命與承載力造成影響。所以對(duì)骨料混凝土的變形性能進(jìn)行研究與探討，顯得尤為重要。本文主要是將以往工作經(jīng)驗(yàn)與筆者收集到的資料作為參考，針對(duì)骨料混凝土的變形性能因素，提出有效的解決方法。

【關(guān)鍵詞】骨料混凝土;變形性能;抗壓強(qiáng)度;彈性量

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

21.

對(duì)廢棄混凝土進(jìn)行粉碎，可以得到再生骨料，根據(jù)不同骨料的材料參數(shù)，配備出的混凝土有著不同的強(qiáng)度。對(duì)再生粗骨料混凝土變形性能、不同壽命收縮率等進(jìn)行測試，可以有效的分析出對(duì)再生骨料性能產(chǎn)生影響的一系列因素。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看到，不同再生粗骨料當(dāng)中的取代率，對(duì)再生混凝土早期收縮率、收縮量并未帶來明顯影響。但是如果混凝土內(nèi)部的再生粗骨料程度有所提高之后，就會(huì)使得混凝土當(dāng)中的收縮率更加明顯，也會(huì)顯示出與天然混凝土之間的差距。

1、再生混凝土變形性能

1.1收縮變形

混凝土收縮主要是包括自生收縮、塑性收縮、化學(xué)收縮、碳化收縮等幾個(gè)方面，其中干縮最為明顯，通常占據(jù)總收縮情況的80%到90%?；炷辽鲜湛s作為一個(gè)漫長過程，早期有著較快的發(fā)展速度，到了后期速度會(huì)放緩，如果將其定為二十年進(jìn)行計(jì)算，那么總體收縮量的60%到85%，是在第一年完成的。通常來看，對(duì)混凝土收縮帶來影響的因素包括配合比、水泥種類、摻加料種類等多個(gè)因素，再生混凝土與天然混凝土一般情況下均會(huì)出現(xiàn)自然干縮情況，但是再生混凝土的干縮情況，要明顯超過天然混凝土，再生粗骨料當(dāng)中的取代率越高，則有著更為明顯的干縮速度，并且再生混凝土收縮性當(dāng)中的離散型，要明顯的高于天然混凝土，這些都取決于再生粗骨料的性能，因此對(duì)再生混凝土收縮性能進(jìn)行研究的難度，要明顯超過天然混凝土[1]。

1.2再生混凝土干縮變形試驗(yàn)

對(duì)實(shí)驗(yàn)室中廢氣混凝土構(gòu)件進(jìn)行利用，采用人工破碎方法，獲取更多的再生粗骨料，這一過程用于測試再生粗骨料吸水率、砂漿含量等。再生粗骨料粒徑范圍是5毫米到31.5毫米，為了更好的測試再生混凝土的基礎(chǔ)力學(xué)性能與收縮率，會(huì)制作多種規(guī)格的再生混凝土試件，粗骨料的粒徑范圍是5毫米到25毫米之間，水為日常用水，細(xì)骨料是普通的河砂，整個(gè)試驗(yàn)周期為七天，隨后對(duì)個(gè)混凝土試件的收縮情況進(jìn)行記錄。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以了解到，與天然的混凝土對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，再生混凝土在早期階段，并未有明顯的收縮率，取代率與收縮率之間并沒有明顯關(guān)系，到了40天至50天后，天然混凝土與再生混凝土的收縮率差值會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

隨著試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)一步延長，再生混凝土中的收縮率要明顯的高于天然混凝土，其中具有百分之百取代率的再生混凝土收縮率與天然混凝土比值，從50天的1.4倍，直接增長到220天的2.4倍，取代率為70%的再生混凝土收縮情況與天然混凝土比值，從50天的1.1倍，增長到220天的2倍。這就說明在這段時(shí)間內(nèi)，再生混凝土與天然混凝土之間的收縮率差距逐漸擴(kuò)大。

1.3再生混凝土彈性模量與抗壓強(qiáng)度

再生混凝土當(dāng)中的抗壓強(qiáng)度，直接受到粗骨料取代率影響。通常來看，隨著取代率進(jìn)一步提高，使得抗壓強(qiáng)度有所下降，但是一些結(jié)果也與這一規(guī)律存在相悖之處。對(duì)于再生混凝土中的彈性模型進(jìn)行研究后，獲得了一致結(jié)果，再生混凝土彈性模量不僅受到拌和配比影響，同時(shí)還受到再生粗骨料取代率、性能等多個(gè)方面因素影響。再生混凝土中的彈性模量，會(huì)隨著水灰比不斷增加，而出現(xiàn)下降的趨勢。同時(shí)，隨著取代率有所增加，再生混凝土中的抗壓彈性模量也會(huì)出現(xiàn)迅速縮小的情況，其極限應(yīng)變開始表現(xiàn)為隨著取代率不斷增加，而整體出現(xiàn)緩慢放大情況。本次試驗(yàn)結(jié)果是由圖1、圖2所表示，再生混凝土所具備抗壓強(qiáng)度，會(huì)隨著取代率提高，整體出現(xiàn)降低情況，天然混凝土與具備百分之百取代率的再生混凝土，抗壓強(qiáng)度的降低幅度大約在10%到20%之間。因受到再生粗骨料上面的砂漿對(duì)于拌合水吸附所帶來的影響，因此抗壓強(qiáng)度并不是表現(xiàn)出一個(gè)線性下降的趨勢，而是其中的彈性模量降低幅度，大致為20%到40%之間。由此可以看到，再生粗骨料中的取代率，能夠?qū)υ偕炷了邆鋸椥阅Ａ慨a(chǎn)生明顯影響，甚至?xí)^對(duì)抗壓強(qiáng)度所帶來的影響[2]。

1.4再生混凝土濕脹性能與熱脹性能

混凝土結(jié)構(gòu)主要變現(xiàn)情況分為濕脹干縮與熱脹干縮兩種，因此可知混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中，其溫度、濕度變化，會(huì)直接對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯影響。再生混凝土熱膨脹系數(shù)要明顯的高于天然混凝土，天然骨料與水泥砂漿體之間，有著不同的熱膨脹系數(shù)，水泥砂漿體熱膨脹系數(shù)位于（11～20）x10-6攝氏度之間，以此可以看出其所具備的熱膨脹系數(shù)要高于天然骨料。本文是在室內(nèi)溫度處于一個(gè)不變的情況，對(duì)于試件在不同溫度差之下，所展現(xiàn)出的熱膨脹率進(jìn)行測試，溫度確定為17攝氏度到22攝氏度之間。通過試驗(yàn)可以了解到，再生混凝土熱膨脹率要明顯的高于天然混凝土，隨著取代率逐步提高，熱脹率也會(huì)出現(xiàn)明顯增大情況。除此之外，再生混凝土中因?yàn)橛兄^高的砂漿含量，因此其吸水膨脹率也更高。

2、對(duì)再生粗骨料混凝土干縮率帶來影響的各種因素分析

2.1水灰比例不同，影響到混凝土的基本參數(shù)

與自然混凝土一般，水灰參量更高，再生粗骨料混凝土所具備的干縮率也會(huì)加大。這主要是因?yàn)樵偕止橇现校漕w粒上方往往會(huì)裹附著一些砂漿，砂漿所具備的吸粉水特性與膨脹特性，都會(huì)直接干擾到再生粗骨料混凝土干縮情況。再生混凝土當(dāng)中所用到的水，來源于兩個(gè)方面：一是在基礎(chǔ)攪拌過程中所摻入的水，另一個(gè)則是附加成本中所夾雜的水含量。因吸粉成分不同，所以會(huì)對(duì)夾雜水量帶來影響，這就會(huì)使得再生混凝土出現(xiàn)水化反應(yīng)時(shí)，所需的水分，要更低于天然混凝土所需要的水分，使得再生骨料混凝土水灰比數(shù)值明顯的縮小，這也是再生混凝土完成攪拌后，出現(xiàn)塌落問題的次數(shù)要比天然混凝土較少的原因，由此提高再生混凝土抗壓能力，使得硬化后的再生混凝土，會(huì)表現(xiàn)出更加優(yōu)秀的承載抗壓能力[3]。

2.2取代率影響

再生粗骨料混凝土中所含有的粗骨量明顯不同，因此就會(huì)使得混凝土有著不同性能。隨著取代率不斷增加，再生粗骨料的收縮量與收縮率也有所提高，如果取代率小于1/5，那么就會(huì)使得再生粗骨料開始分散在整個(gè)混凝土當(dāng)中，在這一過程中主要是天然骨料會(huì)起到?jīng)Q定性作用，所以會(huì)對(duì)混凝土整體帶來較小的影響。與天然混凝土進(jìn)行對(duì)比后可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)取代率低于1/5的再生混凝土，其收縮率差值實(shí)際上并不明顯。如果取代率發(fā)生明顯變化，由此也會(huì)提高再生粗骨料的取代率，形成一個(gè)完整的骨架結(jié)構(gòu)，并且具備較高的負(fù)荷能力。但是其中的收縮量會(huì)出現(xiàn)明顯變化，特別是在其達(dá)到完全取代率之后，也就是數(shù)值為百分之百時(shí)，再生粗骨料混凝土收縮量會(huì)高于天然混凝土，甚至達(dá)到一倍以上。

2.3砂漿影響

附著于再生粗骨料上方的舊砂漿，會(huì)對(duì)再生粗骨料變形情況帶來明顯影響。再生混凝土所表現(xiàn)出的吸水膨脹率大、彈性規(guī)模小、強(qiáng)度低等多個(gè)特點(diǎn)，都是受到再生粗骨料表面所附著的砂漿雜石所導(dǎo)致的，探索其根本性原因是因?yàn)樯皾{有著較大的吸水能力與縫隙。在對(duì)破損地方進(jìn)行處理時(shí)，粗骨料互相之間的摩擦，也會(huì)導(dǎo)致舊砂漿顆粒發(fā)生明顯裂紋問題。與此同時(shí)，將舊混凝土摻入其中，其自帶的水灰率，也會(huì)明顯影響到再生混凝土的情況，這就使得舊砂漿所具備的吸水率，要明顯的高于天然混凝土所具備的砂石吸水率。再生粗骨料在完成配比攪拌過程中，其中大量的砂漿在吸水后出現(xiàn)膨脹反應(yīng)，這些水被稱為附加水分。再生粗骨料混凝土出現(xiàn)水化反應(yīng)后，就會(huì)使其參與其中，并且其他多余水分被蒸發(fā)掉，隨著水分減少，其膨脹狀態(tài)會(huì)回歸到一個(gè)原本的收縮狀態(tài)，使得再生混凝土干縮率得到進(jìn)一步提高。

結(jié)語：

綜上所述，通過上文的分析可以了解到，自然混凝土前期有著明顯的收縮情況，隨著時(shí)間的推移，其收縮率會(huì)明顯降低。與自然混凝土不同的是，再生混凝土因有著不同的取代率，所以其中的收縮性能是完全不同的。通過分析可以了解到，如果再生粗骨料混凝土有著越高的取代率，那么其收縮穩(wěn)定會(huì)消耗越長的時(shí)間。再生粗骨料混凝土所發(fā)生的變形情況，也會(huì)受到外界因素干擾，最終出現(xiàn)使用與研究困難。所以在以后的日子里，希望業(yè)界人員共同努力，對(duì)其進(jìn)行深入研究，由此提高再生混凝土使用時(shí)的綜合水平。

參考文獻(xiàn)：

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[2]曹鑫鋮，金寶宏，侯玉飛.包漿再生粗骨料對(duì)自密實(shí)混凝土力學(xué)性能及抗凍性的影響[J].土木與環(huán)境工程學(xué)報(bào)（中英文）.

[3]馮帥，程火焰，屈鋒，等.砂漿覆蓋率對(duì)再生混凝土力學(xué)性能的影響[J].粉煤灰綜合利用，2020，34（06）：55-58.