再生混凝土综述

2015-10-21 18:50高冠群
建筑工程技术与设计 2015年20期
关键词:配合比力学性能耐久性

高冠群

【摘要】本文对再生骨料混凝土技术开发与研究的最新进展进行了综述与对比分析,主要包括再生骨料的生产工艺、再生混凝土的配合比、再生混凝土物理性能、再生混凝土耐久性、再生混凝土基本力学性能以及再生混凝土结构性能等。

【关键词】再生混凝土;再生骨料;配合比;耐久性;力学性能

在建筑工程中,混凝土的用量最大,从旧建筑物拆除的废料中,废弃混凝土约占34%,给环境带来污染,又造成资源的浪费。于是提出了对废弃混凝土再生的技术,既保护了环境又促进了资源的可持续发展。

再生混凝土利用技术[2]是将废弃混凝土块经过破碎、清洗、分级后,按一定的比例混合形成再生骨料,部分或全部代替天然骨料配制新混凝土的技术。按废弃混凝土块经过破碎、分级并按一定的比例混合形成的骨料称为再生骨料,而把利用骨料配制的混凝土称为再生混凝土。

1、再生骨料[3]

再生骨料混凝土与天然集料混凝土区别就是再生骨料,再生骨料的性能直接影响着再生混凝土的特性。由于再生骨料中含有大量的水泥砂浆,因此含水率较高,明显大于天然集料。随颗粒粒度降低,集料的吸水率显著提高,其密度也随之减小。在配合比相同的前提下,使用再生集料可以配制与基准混凝土强度相同的再生骨料混凝土。为保证与基准混凝土具有相同的坍落度,必须增加拌合水。与天然碎石骨料相比,简单破碎的再生骨料性能较差,对其进行整形與强化十分必要。所谓颗粒整形强化法就是通过“再生骨料高速自击与摩擦”来击掉骨料表面附着的砂浆或水泥石,并除掉骨料颗粒较为突出的棱角,使其成为较为干净,较为圆滑的再生骨料,从而实现对再生骨料的强化。

2、再生混凝土配合比

文献[11]探索了再生混凝土配合设计的方法,提出了在普通混凝土配合比设计的基础上进行废混凝土骨料的欲吸水,并通过掺加优质粉煤灰、减水剂或二者复合,可成功的配制同时满足工作性和强度要求的再生混凝土。以普通混凝土配合比设计配制的再生混凝土的工作性显著降低,而强度高于普通混凝土。

3、再生混凝土的耐久性

文献[5]研究了再生混凝土的基本性能,发现再生混凝土和相应的普通混凝土相比,坍落度变小,强度降低7%,弹性模量降低34%,极限拉伸值增大28%;拌合物的粘聚性和保水性好,流动性差。通过对国内外再生混凝土耐久性能的研究现状的剖析和深化对比,研究了再生混凝土抗碳化性能、抗冻性能、抗渗性能、耐磨性能以及抗硫酸盐侵蚀性能,总体而言,再生混凝土的耐久性能低于普通混凝土。

4、再生骨料的力学性能

再生混凝土的强度与基体混凝土的强度、再生骨料破碎工艺、再生骨料的替代率以及再生骨料的配合比等密切相关。由于基体混凝土的强度等级、使用环境与碳化程度各不相同,解体、破碎的工艺及质量控制措施的差异,导致再生混凝土强度变化的规律性较差。

文献[9]掺入不同百分比废弃骨料所制的再生混凝土和普通混凝土相比,经过相同的冻融循环次数后,质量损失率变化不大。再生粗骨料的取代率对再生混凝土的抗压强度影响很大;再生粗骨料取代率不同,再生混凝土抗压强度与水灰比的关系不尽相同;再生混凝土的抗压强度与其密度之间基本为线性关系。与单一来源再生混凝土相比,不同来源再生混凝土抗压强度的均值较低,方差较大,变异系数较大,且变异系数随水灰比的降低而增加。诸多影响中,再生骨料组成成分的多样性对再生混凝土抗压强度的影响最大,且影响程度随水灰比的降低而降低。另外,再生混凝土框架具有良好的承载能力,变形能力,耗能能力和抗震性能,应用于实际工程是可行的。

值得指出,文献[13]研究表明再生骨料表面包裹着水泥砂浆,使再生骨料与新的水泥砂浆之间弹性模量相差较小,界面结合可能得到加强。同时,再生骨料表面的许多裂缝会吸入新的水泥颗粒,使接触区的水化更加完全,形成致密的界面结构。由于界面结构得到加强,因再生骨料强度降低而导致的再生混凝土性能的劣化得到一定程度的补偿。

5、结语

再生混凝土用到建筑物上,不仅能降低成本,节省天然骨料资源,缓解骨料供求矛盾,还能减轻对城市环境的污染,具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。但是,经济性是阻碍再生混凝土大规模推广应用的主要原因之一。由于再生骨料的生产要耗费较多的人力物力, 致使目前的再生混凝土的生产成本要高于天然骨混凝土。对再生混凝土的经济分析应当从社会、 经济、环境效益上进行综合考虑;同时,为了使废弃混凝土实现再生和高效利用,当前必须采取措施降低再生混凝土的造价。

【参考文献】

[1] 邓寿昌,张学兵.废弃混凝土再生利用的现状分析与研究

展望[J].2006.

[2] 肖建庄,李家彬,兰阳.再生混凝土技术研究进展与评述[J].2003.

[3] 孙跃东,肖建庄.再生混凝土骨料研究[J]2004

[4] 邢正贤,周日农.再生混凝土的基本性能研究[J].2007

[5] 肖建庄,雷斌.再生混凝土耐久性能研究[J].2005

[6] 秦洪根,孙伟,郝东明.再生混凝土配合比设计初探[J].2006

[7] 肖建庄,李家彬.再生混凝土的抗压强度研究[J].2008

[8] 陈云刚,肖建庄.再生混凝土界面结构特点及其改善措施[J].2004

[9] 罗延明.再生混凝土剪切性能与梁抗剪性能实验研究[J].2008

[10] 杜婷,李慧强,吴贤国.混凝土再生骨料强化试验研究[J].建筑石膏与胶凝材料,2002

[11] 史巍,侯景鹏.再生混凝土技术及其配合比设计方法[J].2001

[12] 柯国军.再生混凝土的实用性研究[J].2002

[13] 黄文锋.再生骨料及掺合料对再生混凝土力学性能影响实验研究[J].2009.

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