再生混凝土抗冻性及抗渗性研究现状分析

孙晓培

摘要：本文就目前抗冻性及抗渗性研究现状进行了总结和分析，并对再生混凝土的应用前景进行展望，为今后再生混凝土在工程实际中的应用提供参考。

关键词：再生混凝土；抗冻性；抗渗性；

一 引言

资源、能源短缺已成为全球性危机，当今世界，无论是发达国家或者是不发达国家，无论是资源大国或是资源贫国，都在探索节约资源能源的途径，寻找新的经济增长和城市建设模式。因此，建筑新材料的探索和应用在城市的建设过程中就显得日渐重要，建筑旧材料的可循环利用也成为迫在眉睫的问题之一。

二 再生混凝土抗冻性研究现状

再生混凝土抗冻性的研究中，许多国外研究者[1-2]得出，其抗冻性能低于、甚至明显低于普通混凝土。根据Whitesids[3]研究， 再生混凝土的抗冻性进行了研究，得出结论饱和再生混凝土的抗冻性并不理想，所以并不推荐其使用在恶劣的环境中。

针对再生混凝土抗冻融性能较差的缺陷，国外的学者通过试验的方法寻找提高再生混凝土抗冻融性能的有效途径。Rottler[4]通过试验得出，减小再生骨料的粒径，可提高再生混凝土的抗冻性能。Gokce[5]试验得出，添加引气剂可以提高再生混凝土的抗冻性能，并分析出再生粗骨料表面的老砂浆是其薄弱环节。我国学者在再生混凝土抗冻融方面开展得工作也不少。毛添钿等[6] 的研究表明，随着再生粗骨料替代率的提高，再生混凝土的抗冻性能将逐步降低。但对再生骨料进行处理后有利于提高其抗冻性。陈爱玖等人[7]通过冻融循环试验，分析聚丙烯和引气减水剂对再生混凝土冻融损伤的影响，得出结论建立了再生混凝土的冻融损伤模型，为提高再生混凝土的抗冻融性能提供有效的理论依据。

目前，大多数学者的研究表明再生混凝土抗冻融性能低于普通混凝土，综合分析原因如下：

（1）再生骨料表面附着的大量老砂浆是其抗冻性能低得主要原因。在冻融破坏的条件下，再生粗骨料的附着砂浆先发生裂纹破坏，进而诱发其周围新砂浆中生成裂缝，经过次数不多的冻融循环之后裂缝便在新砂浆中相互贯通，最终导致试块冻融破坏；

（2）再生混凝土其内部孔结构比普通混凝土多，且界面更为复杂。而再生粗骨料吸水率是天然骨料的数倍，在冻融破坏过程中，内部吸水率高。而再生粗骨料吸水率是天然骨料的数倍，在冻融破坏过程中，内部吸水率高。

（3）不同水灰比的再生混凝土抗冻性不同，水灰比越低抗冻性越好。这是因为水灰比越小混凝土越致密，内部孔结构趋于均匀分布，对冻融破坏的抵抗能力就越强。这是因为水灰比越小混凝土越致密，内部孔结构趋于均匀分布，对冻融破坏的抵抗能力就越强。

三 再生混凝土抗渗性研究现状

部分研究表明：再生骨料取代率、水灰比、粉煤灰分别是影响再生混凝土的重要因素。

（1）抗渗性能随再生骨料取代率增加而降低，原因是再生骨料表层老砂浆中存在的微裂缝，再生骨料取代率越高微裂缝存在的越多，在混凝土内部更易形成透水通道。

（2）水灰比对硬化混凝土孔隙率的大小、数量起决定性作用，直接影响混凝土结构密实性，从而影响混凝土的抗渗性，再生混凝土的水灰比越大则透水性越高。

（3）添加粉煤灰可以细化混凝土内部孔结构，使混凝土内部透水通道有效减少，进而达到提高抗渗性能的目的。

四 提高再生混凝土耐久性措施

通过以上的总结和分析，再生混凝土耐久性不如普通混凝土，但通过有效措施可以改善其的耐久性能。目前常用的提高耐久性有效措施概括为以下几点：

（1）对骨料进行加工整形，通过改变再生骨料表面的老砂浆，减少再生粗骨料的损失累积；

（2）选择合适的水灰比，即降低水灰比可以提高再生混凝土性能；

（3）添加活性外加剂如粉煤灰，可以改善再生混凝土内部的孔隙结构。

五 实际工程中的应用及建议

在我国，再生混凝土已经成功用在高速公路的修补和加固中。建于1991年的合肥至南京告诉公路段中，在养护和修补的过程中产生的大量的废弃混凝土。经过破碎、分级后作为再生骨料，利用在公路的修补中，利用率达到80%。这不仅节省了大量的运输费用，同时还节省了废弃混凝土占地费用。

最后，对再生混凝土耐久性能的研究提出几点建议：

（1） 政府应加大财政支持，出台相关的措施，吸引公众对再生资源的注意；

（2） 加大宣传力度，引导公众参与其中；

（3） 做好生产规划，建立正规的废弃混凝土加工厂。

随着建筑业的发展，废弃的混凝土数量会越来越大，对废弃混凝土的处理问题会越来越严峻。此外。混凝土的生产需要大量的砂石料骨料，随着对天然砾石的开采，天然骨料资源也会日趋于枯竭。要想解决这一系列的问题，混凝土的生产及施工技术必须从原来的高耗能粗放式生产经营模式向低耗能可持续式生产经营模式转变，走可持续发展的道路。这样既有利于环境保护又具有可观的经济和社会意义，同时对城市建设中的节能降耗做出极大的贡献。推动再生混凝土这一新型、绿色建筑材料的发展，为资源的可持续发展提供有效的途径。

参考文献：

[1]LIN Y–H，TYAN Y–Y，CHANG T–P，et al.An assessment of optimal mixture for concrete made with recycled concrete aggregates[J].Cem Concr Res，2004，34（8）：1373–1380

[2]Ilker Bekir Top？u and Selim engel.Properties of concretes produced with waste concrete aggregate[J].Cement and Concrete Research，In Press，Uncorrected Proof，Available online 17 January 2004.

[3] WITESIDES T M，SWEET H S.Effect of mortar saturation in concrete freezing and thawing testing[C]//Proceedings of Highway Research Board.

[4] Rottler G Dauerhaftigkeit von Recyclingbetonnen bei Frost2Tausalz2 Beanspruchung ， Diplomarbeit ， Institute for Massivbau und Baustofftechnologie ，Universitat Karlsruhe ，1985.

[5] GOKCE A，NAGATAKI S，SAEKI T，et al.Freezing and thawing resis-tance of air-entrained concrete incorporating recycled coarse aggregate：The role of air content in demolished concrete[J].Cement and Concrete Research，2004，34（5）：799-806.

[6]毛添鈿，再生粗骨料混凝土耐久性试验研究[D].南昌：南昌大学，2009

[7]陈爱玖，章青，王静等.再生混凝土冻融循环试验与损伤模型研究[J].工程力学，2009，26（11）：102-107