再生混凝土耐久性影响因素分析★

蒙秋江 应敬伟,2*

(1.广西大学土木建筑工程学院，广西 南宁 530004； 2.广西理工科学实验中心，广西 南宁 530004)

再生混凝土耐久性影响因素分析★

蒙秋江1应敬伟1,2*

(1.广西大学土木建筑工程学院，广西 南宁 530004； 2.广西理工科学实验中心，广西 南宁 530004)

通过总结再生混凝土耐久性的影响因素，得出了不同因素对再生混凝土耐久性的影响特征。在相同配合比和再生骨料品质的情况下，混凝土的耐久性随着再生骨料取代率的增加而降低，但随着龄期的增加而增强；再生骨料中所含有的湿度对新拌混凝土的耐久性的影响是明显的，RAC抵抗周期荷载循环的能力随着水饱和度的增加而变大；对于潮湿养护条件，再生骨料对混凝土渗透性的影响并不明显。

再生混凝土，取代率，龄期，湿度

0 引言

再生混凝土的质量受到许多因素的影响，其影响因素如图1所示。

图1 再生混凝土的质量影响因素

本文主要集中分析RAC自身因素的影响,即再生骨料取代率、龄期、水灰比等，并分析再生骨料取代率对耐久性的影响。

1 再生骨料取代率

由于再生粗骨料与天然粗骨料相比多了附着老砂浆，附着老砂浆的质量往往低于天然粗骨料，且再生骨料具有更大的吸水率和孔隙率，这将导致再生混凝土的耐久性随着再生骨料取代率而变化。在相同配合比和再生骨料品质的情况下，混凝土的耐久性随着再生骨料取代率的增加而降低[1,2]。随着再生骨料取代率的增加，混凝土的物理、力学性能、耐久性能和变形性能逐渐变差[3]。当采取一定措施控制混凝土性能时，例如控制骨料含量、抗压强度和耐久性，当再生粗骨料取代率小于25%时，ETXEBERRIA[4]认为再生粗骨料可以用于结构上。与传统的配合比方法相比，用等砂浆体积法配置的RAC有更高的抗冻融循环性能、抗氯离子渗透性和抗碳化性能[5]。采用河砂和破碎再生细骨料配置的自密实混凝土之间只是显示略微的差异[6]。一些学者研究的再生骨料混凝土与天然骨料混凝土没有明显差别，其原因可能在于其配合比没有考虑再生骨料吸水率的影响，即采用质量法配置再生混凝土时，随着再生骨料质量取代率的增加，由于再生骨料表观密度与天然骨料不同，其体积取代率并没有产生同样的线性增加，且如果再生骨料混凝土的绝对用水量与天然粗骨料混凝土相同，由于再生骨料具有更大的吸水率，那么再生混凝土的有效水灰比将会快于天然粗骨料，这样得出的再生混凝土可能与天然骨料混凝土的强度相差不大，但是它们的混凝土工作性能由于受到有效水灰比的影响，再生混凝土的工作性例如坍落度将小于天然粗骨料混凝土。

2 龄期

RAC的耐久性依赖于RAC骨料的龄期。在结构混凝土中，如果满足普通骨料混凝土的一些性能，例如吸水率、氯离子渗透、盐分扩散和抵抗钢筋锈蚀，采用附着老砂浆已经十分硬化的再生骨料作为粗骨料，与天然砂混合，可以得到性能较好的RAC。混凝土结构的适用性是一个耦合的问题，其中，断裂与损坏伴随着环境的侵蚀。由于钙质的溢出，化学力学耦合作用造成损坏的研究表明，断裂特征，即内部连续模型的演化与龄期伴随。混凝土的品质随着龄期的增加而变好。对于氯离子传导性和吸水率，在56 d时，100%再生粗骨料含量的混凝土性能的相关指标与100%天然粗骨料混凝土性能的相关指标依次增加了86.5%和28.8%。对于相同混凝土配合比，对应的氧渗透指数(OPI)减少了10.0%。对于50%的再生粗骨料混凝土，在氯离子传导性和吸水率指数方面，在龄期56 d与3 d时相比，减少量依次为62.7%和42.7%。OPI相应的计算增加了37.6%[7]。

3 湿度

再生骨料中所含有的湿度对新拌混凝土耐久性的影响是明显的，RAC抵抗周期荷载循环的能力随着水饱和度的增加而变大。对于潮湿养护条件，再生骨料对混凝土渗透性的影响并不明显。RAC的特征是有更高的吸水率和空气渗透性，且碳化的扩散速度也快。这导致RAC更不容易抵抗环境的侵蚀。由于再生细骨料对湿度的影响更加敏感，所以就需要限制它。另外一种提高RAC耐久性的途径似乎是在较为湿润环境下养护[8]。在建筑业中，由建筑垃圾生产的骨料可以作为局部替代物。但是，由于目前没有标准，人们普遍认为，再生粗骨料对混凝土的耐久性有不利的影响。考虑到高传输现象，包括由毛细作用引起的吸水率，混凝土内的湿度在RAC耐久性方面起到重要作用，再生粗骨料用在水工混凝土中仍然没有被研究[9]。

4 外加剂和掺合料

外加剂对RAC的性能有较好的改善作用。无论对于新拌混凝土还是硬化混凝土，外加剂对混凝土的性能都没有不利的影响[1]，并且水化控制化学系统的使用对混凝土耐久性的参数并没有不利的影响。外加剂包括减水剂、引气剂等，这些均能够提高混凝土的质量，改善再生混凝土界面特征。掺合料包括硅粉、粉煤灰等，硅粉由于其颗粒比较小，可以填充再生骨料周围界面过渡区的微孔隙，改善再生混凝土的力学性能和耐久性，粉煤灰作为一种工业废料，将其掺和到再生混凝土中具有良好的效果，可以明显地提高再生混凝土的抗氯离子渗透性。从强度观点来讲，在许多方面，再生骨料可以充当天然骨料，因此，有各种潜在的应用。从抗冻方面来讲，再生骨料对混凝土耐久性有不利的影响。不过，SALEM[10]通过使用化学外加剂，尤其是引气剂，发现RAC与NAC一样耐久。水泥浆体、环氧树脂和硅酸钠可以用来提高再生骨料表面性能，减少吸水率，并提高再生骨料的强度[11]。预热的再生细骨料可以发生再水化反应。粉煤灰和波兰特水泥加入到预热的再生细骨料中可以明显地提高再水化的强度[12]。

5 荷载

荷载作用下的混凝土比非荷载下的有更多的裂缝，混凝土的开裂是影响介质侵蚀的一个重要因素。混凝土卸荷后的裂缝特征与荷载下的裂缝很不相同。一旦卸荷，裂缝可以部分地愈合。因此在没有考虑荷载情况下，就不能准确地反映和预测混凝土的劣化速度。当荷载超过临界值时，开裂混凝土的扩散率将快速增加[13]。同样，对于再生混凝土，当荷载达到一定程度，混凝土中附着老砂浆和再生骨料周围的界面过渡区首先出现裂缝[14]，由此推测氯离子的渗透速度也将随着裂缝的增加而变大。

6 结语

通过以上分析，得到不同因素对再生混凝土耐久性的影响规律如下：

1)在相同配合比和再生骨料品质的情况下，混凝土的耐久性随着再生骨料取代率的增加而降低；2)混凝土的品质随着龄期的增加而变好；再生骨料中所含有的湿度对新拌混凝土的耐久性的影响是明显的，RAC抵抗周期荷载循环的能力随着水饱和度的增加而变大；3)对于潮湿养护条件，再生骨料对混凝土渗透性的影响并不明显。RAC的特征是有更高的吸水率和空气渗透性，且碳化的扩散速度也快。这导致RAC更不容易抵抗环境的侵蚀；4)外加剂对RAC的性能有较好的改善作用。无论对于新拌混凝土还是硬化混凝土，外加剂对混凝土的性能并没有不利的影响；5)荷载作用下的混凝土比非荷载下的有更多的裂缝，混凝土的开裂是影响介质侵蚀的一个重要因素。

[1] LIMBACHIYA M C, LEELAWAT T, DHIR R K. Use of recycled concrete aggregate in high-strength concrete [J].Materials and Structures,2000,33(233):574-580.

[2] ABOU-ZEID M N, MCCABE S L. Feasibility of waste concrete as recycled aggregates in construction [J]. Waste Management and the Environment,2002(42)：537-546.

[3] TAM V W Y, TAM C M. Assessment of durability of recycled aggregate concrete produced by two-stage mixing approach [J].Journal of Materials Science,2007,42(10):3592-3602.

[4] ETXEBERRIA M, MARI A R, VAZQUEZ E. Recycled aggregate concrete as structural material [J].Materials and Structures,2007,40(5):529-541.

[5] ABBAS A, FATHIFAZL G, ISGOR O B, et al. Durability of recycled aggregate concrete designed with equivalent mortar volume method [J].Cement & Concrete Composites,2009,31(8):555-563.

[6] KOU S C, POON C S. Properties of self-compacting concrete prepared with coarse and fine recycled concrete aggregates [J].Cement & Concrete Composites,2009,31(9):622-627.

[7] OLORUNSOGO F T, PADAYACHEE N. Performance of recycled aggregate concrete monitored by durability indexes [J]. Cement and Concrete Research,2002,32(2):179-185.

[8] BUYLE-BODIN F, HADJIEVA-ZAHARIEVA R. Influence of industrially produced recycled aggregates on flow properties of concrete [J].Materials and Structures,2002,35(252):504-509.

[9] WIRQUIN E, HADJIEVA-ZAHARIEVA R, BUYLE-BODIN F. Use of water absorption by concrete as a criterion of the durability of concrete-Application to recycled aggregate concrete [J].Materials and Structures,2000,33(230):403-408.

[10] SALEM R M, BURDETTE E G. Role of chemical and mineral admixtures on physical properties and frost-resistance of recycled aggregate concrete [J].ACI Materials Journal,1998,95(Compendex):558-563.

[11] MA L G, LUO Y P. Influence of Property of Recycled Coarse Aggregate on Impermeability of Recycled Aggregate Concrete [J].Proceedings of the 3rd International Conference on the Concrete Future,2008(38):313-318.

[12] SHUI Z H, XUAN D X, WAN H W, et al. Rehydration reactivity of recycled mortar from concrete waste experienced to thermal treatment [J].Construction and Building Materials, 2008,22(8):1723-1729.

[13] WANG L, SODA M, UEDA T. Simulation of chloride diffusivity for cracked concrete based on RBSM and truss network model [J].Journal of Advanced Concrete Technology, 2008,6(1):143-155.

[14] XIAO J Z, LI W G, SUN Z H, et al. Crack Propagation in Recycled Aggregate Concrete under Uniaxial Compressive Loading [J].Aci Materials Journal,2012,109(4):451-461.

Analysis on factors influencing on the durability of recycled concrete★

Meng Qiujiang1Ying Jingwei1,2*

(1.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,GuangxiUniversity,Nanning530004,China; 2.GuangxiScienceandTechnologyLabCenter,Nanning530004,China)

According ot the summary of the influencing factors of the recycled concrete’s durability, the paper concludes the influence features of the various factors on the durability, indicates the concrete durability lowers along with the increasing the replacing ratio of recycled aggregate under the same mix proportion and quality of the recycled aggregate, but it turns to be better with increasing ages， illustrates the humidity in the recycled aggregate has the evident influence on the newly-mixed concrete durability, while the RAC capacity to resist the period loading circle， and proves the recycled aggregate has unclear influence on concrete’s permeability under the moist maintenance.

recycled concrete, replacement ratio, age, humidity

2015-03-27★：广西大学科研基金资助项目(项目编号：XJZ140232)；广西人才小高地基金资助项目

蒙秋江(1991- )，男，在读硕士

应敬伟(1983- )，男，博士，讲师

1009-6825(2015)16-0104-02

TU528

A