再生细集料对水泥混凝土物理力学性能的影响分析

任小瑾，王朝阳

(1. 贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司;2. 贵州省交通建设工程造价管理站)

再生细集料是通过对废弃混凝土采取多项加工工序后所制作成的，其加工工序为清洗→破碎→分级→筛选。然而，由于经过加工后所形成的再生细集料与天然的细集料在品性上存在明显的差异，因此必然会对以再生细集料制成的水泥混凝土产生一定的影响。现阶段，在关于再生集料的研究不少，然而关于其对混凝土在物理力学性能影响方面的研究仍不较少。基于此，本研究深入分析再生细集料对水泥混凝土物理力学性能的影响。

1 实验方法分析

表1 实验材料的选择

首先，以《普通混凝土力学性能试验方法》作为成型依据，选择15 cm×15 cm×15 cm 规格的试件，经过标养后，分别在第7 d 与第28 d 对抗压强度进行测定。其次在测试混凝土中氯离子的渗透性时，以ASTM1202 方法作为试验依据。再次，在测试混凝土的气渗情况时，以RILEM TC116－PCD 试验方法作为试验依据。最后，在测试混凝土的碳化性能时，以《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》作为试验依据。

2 结 果

(1)混凝土中再生细集料的特点分析

图1 中，(a)图中的再生细集料是采用机械破碎所形成，其以废弃混凝土为母体材料，所以集料颗粒相对较大，具有裂缝与棱角，粉料较多，并且易于团聚。而(b)图中的再生细集料为天然河砂，其是岩石在经过长时间的风化作用、水流磨损而形成，因此集料呈现出球状，棱角相对，分布均匀，具有良好的光泽，质地坚硬。

图1 细集料颗粒的外观特征

表2 再生细集料、天然河砂等的级配情况与物理性能试验结果 %

通过表2 可看出，再生细集料与天然河砂在细度模数上相同，两者的细度模数均为2.80，然而通过累计筛余的结果可发现，再生细集料的外端为中间小，两端大，并且＞1.18 mm 的集料颗粒与＜0.3 mm 的集料颗粒，在粉料上明显对天然河砂多。

另外，再生细集料、天然河砂等的物理性能试验结果(表2)中显示出，在吸水率上，再生细集料明显大于天然河砂，这是因为天然细集料是由机械破碎所成，所以在制备期间，具有不少因为硬伤累积而导致的微裂缝，是恶再生细集料的表观密度降低，而吸水率上升。再者，再生细集料中含有较多＜0.15 的颗粒，这时因为再生细集料是通过加工废弃混凝土而得，所以此类粒径的集料主要为硬化的水泥浆体，此类浆体在碎成粉状之后，不仅会加大表面积，还会具有部分未水化相，其对于水分具有强吸附力，由此使得再生细集料在吸水率上有了进一步的提高。

(2)再生细集料对水泥混凝土在物理力学性能上的影响

表3 掺再生细集料对混凝土在物理力学性能上的影响

由表3 可看出，再生细集料的用水量在一定范围内时，混凝土坍落度会随着掺入量增加而减小，表格中显示出，掺入量从20%上升至40%后，其混凝土坍落度的下降情况呈现出十分明显的迹象，直至掺入量上升至80%后，其混凝土则无流动性出现。试验同时对1 h 时混凝土的坍落度进行研究，发现混凝土在掺入了再生细集料后，其坍落度的损失情况较为明显。另外，在抗压强度方面，再生细集料的取代率大小会影响到混凝土的抗压强度，由表中可看出，混凝土在第7 d 与第28 d 时，其抗压强度会由于再生细集料掺入量的加大而降低。当掺入量在40%以上时，混凝土在第28 d 的抗压强度有显著性降低，而掺入量到达80%时，混凝土在第28 d 的抗压强度仅有29.7 MPa，与C30混凝土的技术要求不相符。

(3)再生细集料的粒径对水泥混凝土在物理力学性能上的影响

表4 再生细集料的粒径对混凝土在物理力学性能上的影响

从表4 可看出，当再生细集料的取代量控制在一定量下时，其混凝土坍落度会因为集料粒径的减小而较低，这时由于集料粒径越小，其吸水率则越大，由Fj0与Fj3的坍落度初值可看出，两者的差距为100 mm，这一结果表明，再生细集料吸水率大小主要取决于细集料的粒径。另外，在抗压强度方面，再生细集料的粒径大小将会直接影响到混凝土的强度，观察表格中可发现，混凝土在第7 d 与第28 d 时，其抗压强度会由于再生细集料粒径的减少而降低。

(4)再生细集料对水泥混凝土在气渗性能上的影响

表5 掺入再生细集料水泥混凝土的气体渗透试验结果

表5 为0 ～5 mm 规格再生细集料所制混凝土的气渗试验结果。相比起天然的细集料，再生细集料具有多项不足之处，例如表面粗糙，具有较多棱角，含泥量大，吸水率高等，所以采用再生细集料所制成的混凝土在土孔隙率上、界面结构上均跟不上一般的混凝土，其中水泥浆体以及集料之间的截面属于最为薄弱的环节之一，其变成侵蚀离子渗透通道的可能性较大，因而降低了混凝土的耐久性能。另外，从表格中还可看出，再生混凝土会受再生细集料掺入量变大影响，导致气渗系数也随之增加。这时因为再生细集料具有吸水率大、表面积大、粉料多等特点，因此再生混凝土掺入越多的再生细集料，其空隙率也越大，而截面也增多，由此降低了混凝土在抵抗气渗方面的性能。

(5)再生细集料对水泥混凝土在抗氯离子渗透性能上的影响

相关研究表明，再生混凝土中掺入越多的再生细集料，其在抗氯离子渗透上的性能也会随着降低。这时因为再生细集料具有较多的缺陷，例如吸水率大、孔隙率高等，因而再生混凝土中，再生细集料所占比例越大，将对导致混凝土在抗氯离子渗透上的性能降低。

(6)再生细集料对水泥混凝土在抗碳化性上的影响

表6 掺入再生细集料水泥混凝土的碳化试验结果

从表6 可看出，碳化试验的结果与气渗试验的结果基本一致，再生混凝土在第3 d、第7 d、第14 d 以及第28 d 的碳化深度均会由于再生细集料掺入量的加大而产生相应的增大，表格中以掺入量到达60%的碳化深度最为严重。此外，再生混凝土对比一般的混凝土，不同掺入量的混凝土在碳化速度上，会因为碳化时间增加而减少。再生细集料在碳化初期拥有充足的氢氧化钙供予混凝土进行碳化反应，而当二氧化碳深入到混凝土的内部后，其会与氢氧化钙产生反应，在此情况下，将会不断减少氢氧化钙的含量，进而减缓了化学反应的速度。而两者反应所生成的碳酸钙则会减少碳化区域的孔隙率，并降低二氧化碳的扩散能力，进而对碳化反应起到抑制的作用。

3 结束语

综上所诉，再生细集料对于水泥混凝土在物理力学性能方面具有一定的影响，其会导致再生混凝土与普通混凝土在抗碳化能力、抗氯离子渗透及其他物理力学性能等方面具有显著性差异。

［1］任伟.再生骨料混凝土性能的试验研究［J］.吉林工程技术师范学院学报，2010，26(9):78－80.

［2］孙家瑛，车乘乘.再生细集料对水泥混凝土物理力学性能的影响［J］.土木建筑与环境工程，2011，33(3):143－146.