楊 焜 喻展展 汪俊杰 鄭鈺婷 李 浩
(西安航空學(xué)院 陜西西安 710077)
再生混凝土以廢棄混凝土塊作為骨料以替代天然砂石,因此再生混凝土的指標(biāo)以及特性和普通混凝土相比都有了一定的變化,再生混凝土的孔隙率更大,而且吸水性也更強(qiáng),混凝土的強(qiáng)度不如普通混凝土,正是由于這些特征,極大的限制了再生混凝土的使用范圍,就目前的應(yīng)用范圍來說,再生混凝土主要應(yīng)用于配置一些低強(qiáng)度的混凝土,如果想將再生混凝土應(yīng)用到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中去,則必須保證再生混凝土的強(qiáng)度以及性能,因此如何提高再生混凝土的強(qiáng)度以及性能已經(jīng)成為當(dāng)今建筑行業(yè)的重要研究課題之一。
在混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)中,抗壓強(qiáng)度是混凝土最為重要的一個(gè)力學(xué)性能,在普通的混凝土中,只包含有骨料-漿體一個(gè)截面的過渡區(qū),但是在再生骨料中,卻有原生骨料和附著漿體兩部分,因此在再生混凝土中有兩個(gè)過渡區(qū),由原生骨料-附著漿體構(gòu)成的成為舊界面過渡區(qū),附著漿體-新漿體之間構(gòu)成的成為新界面過渡區(qū),由于再生混凝土存在兩個(gè)過渡區(qū),因此再生骨料的抗壓強(qiáng)度受到了再生骨料以及礦物摻合料的影響?;诖耍竟?jié)主要探討了再生骨料和礦物摻合料對(duì)再生混凝土的抗壓強(qiáng)度的影響。
2.1.1 再生骨料
我國的現(xiàn)代化建筑行業(yè)起步較晚,因此對(duì)于再生骨料的開發(fā)利用也比發(fā)達(dá)國家相對(duì)較晚,但是隨著我國加大了對(duì)建筑垃圾循環(huán)再利用的重視程度,近年來再生骨料在建筑行業(yè)得到了日益廣泛的利用。
(1)為了讓界面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度提高,再生骨料要進(jìn)行充分的破碎,從而改變其粒形。
(2)由于再生骨料的自身孔隙相對(duì)較大,為了解決這一問題,可以將水泥和外摻超細(xì)礦物粉以及水按照一定比例進(jìn)行調(diào)和,成為一種漿液,并將再生骨料浸泡在漿液中,并進(jìn)干燥處理,這樣可以對(duì)再生骨料中一些孔隙起到填充作用,而且還有些成分可以和骨料中的一些成分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),其生成物可以有效的粘合再生骨料中的細(xì)小裂縫,從而有效的改善再生骨料的孔隙結(jié)構(gòu),使其能夠達(dá)到制配高性能混凝土的要求。
再生骨料來源不一,因此再生骨料的性能具有很大的離散性,因此在實(shí)際利用中,要因地制宜,根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況采取有針對(duì)性的措施,利用廢棄混凝土制備的再生混凝土可以用于基礎(chǔ)墊層、水溝、排水槽等結(jié)構(gòu)中,有著非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。而且再生混凝土還具有自重小、脆性低等特點(diǎn),因此在抗裂和保溫方面具有非常突出的優(yōu)點(diǎn),因此在未來的發(fā)展中,可以將其應(yīng)用在砌塊、空心磚等材料中,將其代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黏土實(shí)心磚。
2.1.2 礦物摻合料
在普通混凝土中,礦物摻合料主要是利用和火山灰的反應(yīng)來提高混凝土的抗壓強(qiáng)度,而在再生混凝土中,除了和火山灰反應(yīng)外,摻合料還具有和微集料填充的作用,因此在再生混凝土中,礦物摻合料對(duì)其抗壓強(qiáng)度的影響比普通混凝土要大的多。其中微集料效應(yīng)能填充附著漿體以及附著漿體-骨料的舊界面,火山灰反應(yīng)消耗掉新、舊界面的Ca(OH)2,生成更多C-S-H改善雙界面。而且礦物摻合料的顆粒越細(xì),活性越高,對(duì)于再生混凝土的抗壓強(qiáng)度提升效果越好。此外,硅灰的增強(qiáng)效果要比粉煤灰效果好,這主要是因?yàn)楣杌业募?xì)度更小,活性也更高。粉煤灰由于活性低,而且和火山灰的反應(yīng)也比較慢,降低了再生混凝土的早起抗壓強(qiáng)度,因此如果需要使用粉煤灰,則要保證摻量不能超過20%,此時(shí)對(duì)于混凝土的抗壓強(qiáng)度影響不大,一旦超過35%,則再生混凝土的抗壓強(qiáng)度就會(huì)大幅度降低。
在計(jì)算混凝土的結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形以及裂縫控制時(shí),混凝土的彈性模量是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。骨料來源和混凝土的彈性模量與混凝土的抗壓強(qiáng)度是成正比的,而且在大部分情況下,再生混凝土同樣如此。這主要是由于原生混凝土強(qiáng)度越高,再生骨料的壓碎值就越低,進(jìn)而就提高了再生混凝土的彈性模量。但是根據(jù)相關(guān)資料顯示,強(qiáng)度相同的再生混凝土其彈性模量波動(dòng)比較大,甚至?xí)霈F(xiàn)強(qiáng)度較低而彈性模量卻非常高的現(xiàn)象,造成這種現(xiàn)象主要是因?yàn)楣橇系亩嗝嬉蛩赜绊懙搅嗽偕炷恋目箟簭?qiáng)度和彈性模量之間的關(guān)聯(lián)性。而且多組成骨料比單組成骨料對(duì)于再生混凝土的彈性模量的不利影響更大,而且由于多組成骨料的吸水率差異也比較大,這就導(dǎo)致再生混凝土的孔隙分布不均衡,進(jìn)而降低了其彈性模量。
根據(jù)上文的分析可以了解到再生混凝土在力學(xué)性能方面還有所欠缺,但是再生混凝土的利用可以有效的實(shí)現(xiàn)混凝土的循環(huán)利用,降低對(duì)環(huán)境的污染。因此在將來對(duì)于再生混凝土的研究將不斷深入,就目前來說,一般將再生混凝土應(yīng)用與一些路面基礎(chǔ)中或者非承重的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目中,并且已經(jīng)取得了不錯(cuò)的效果。例如在河南省開封地區(qū),在開蘭路的改建工程中就在其中的一段試驗(yàn)路面中利用的再生混凝土路面,現(xiàn)已經(jīng)使用數(shù)年,和普通路面的狀況沒有區(qū)別。
再生混凝土的應(yīng)用,有利于節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境,而且對(duì)于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也有很好的作用,因此將其應(yīng)用到我國的建筑工程中就有非常廣闊的前景。本文主要就其抗壓強(qiáng)度、彈性模量進(jìn)行了分析,希望對(duì)我國的再生混凝土的應(yīng)用有所幫助。
[1]左祥祥.再生磚骨料混雜纖維混凝土剪切性能[D].鄭州大學(xué),2016.
[2]王繼忠.型鋼-再生混凝土組合梁受力性能研究[D].沈陽建筑大學(xué),2016.