水灰比对再生混凝土抗压强度影响的研究

水灰比对再生混凝土抗压强度影响的研究

佟大鹏魏夏永孟博雯

黑龙江大学黑龙江省哈尔滨市150080

摘要：为了响应国家保护环境方面的号召，于是将环保引入建筑行业，加大了对建筑材料的分析和运用，以再生混凝土为例，再生混凝土是将废弃混凝土经过清洗、破碎、分级，并按一定比例相互配合后得到的，是将再生骨料作为部分或者全部骨料配置的混凝土。水灰比是影响混凝土的抗压强度的主要因素。此文就是通过实验的方法来分析水灰比对再生混凝土抗压强度影响的研究。

关键词：再生混凝土；水灰比；抗压强度

引言：

废旧混凝土如果直接丢弃却不加以利用，就会变成为自然环境中的废弃物，对环境带来不利的影响。但是将其制成再生混凝土，不仅可变废为宝，而且能减少制造新混凝土时对土地等其它资源的浪费，以及减少环境污染。混凝土的抗碳化性能、强度、耐久性能都是混凝土的重要性能。再生混凝土是一种绿色材料，为了满足工程建筑的需要，它必须满足这些性能要求。在再生混凝土实际工程投入使用当中，由于再生骨料具有较大的孔隙率、较高的吸水率，且表面较为粗糙，如果完全以正常混凝土水灰比配制标准进行配制，就很可能影响再生混凝土的力学性能，特别是在抗压强度方面所受到的影响会更为明显。

1我国对再生混凝土的使用情况

我国再生混凝土不仅运用到建筑业，而且很多再生混凝土运用在在交通行业中，当混凝土道路的混凝土路面到达其使用年限，或者重物碾压等原因破损，则需要修补或者重建时，现在的一般做法是破除并废弃旧的水泥混凝土面层，修补基层后，重新进行铺筑。目前，在我国水泥混凝土路面再生技术中主要应用的是现场再生技术，即破碎或粉碎现有路面，然后将破碎或粉碎后的路面用作新路面结构中的基层或底基层，这一种做法在我国公路养护维修中普遍采用。

2有关再生混凝土抗压强度受水灰比影响的试验

对于再生混凝土抗压强度，在许多的实验中发现了一个规律，就是受水灰比配制的影响特别的明显，例如：有学者提出在同样水灰比下，对一般混凝土与再生混凝土抗压强度进行比较，可发现再生混凝土要低出8MPa，若采取水灰比减小的方式，可使抗压强度就会增加。再如有学者在试验中发现，在水灰比为0.36情况下，相比一般混凝土抗压强度，再生混凝土将为其59%，如果控制水灰比为0.61以上，再生混凝土抗压强度将为其75%。对此情况在再生混凝土应用中，可采取清洗再生骨料的措施，有利于混凝土抗压强度的增加。所以可以得出，再生混凝土受水灰比影响极为明显。文章在研究中主要以100%再生粗骨料为主，判断水灰比所带来的影响。

2.1试验材料和仪器的选择

试验仪器主要是撞击式破碎机，原生混凝土经过仪器破碎后经过筛选，便可得到再生粗细骨料，其中再生骨料最大粒径在30mm。在试验中为更加直观的研究和分析水灰比对再生混凝土的影响，所以把一般天然骨料混凝土引入其中。并且，在水泥选择上，主要以32.5硅酸盐水泥为主。粗细骨料在性质上主要从以下三个方面进行研究，他们分别是表观密度、吸水率以及堆积密度方面。可判断再生粗骨料在表观密度、吸水率与堆积密度上分别为2.47g•cm、3.53%、1.18kg•L；再生细骨料三个物理性质分别为2.67g•cm、6.39%、1.26kg•L；天然细骨料三个物理性质分别为3.54g•cm、2.30%、1.31kg•L；而天然粗骨料为2.52g•cm、5.78%、1.25kg•L。

2.2试验过程的开展与结论分析

试验是分为两个模块进行，一是碳化试验，二是抗压强度。在碳化试验中应该注意的两点，一是混凝土是否具备抗碳化性能方面，二是需要避免钢筋出现锈蚀问题。分别选取0.47水灰比与0.65水灰比进行碳化试验，试件尺寸以100mm×100mm×400mm为标准的分别取一般混凝土与再生混凝土试件。RV表示再生混凝土试验结果，OC表示一般混凝土试件结果，选用0.47水灰比时，并且一般混凝土与再生混凝土都保持中性26W，试验发现一般混凝土与再生混凝土二者在中性化深度上分别为8.8mm与23.6mm。比较得出在抗碳化能力方面上，再生混凝土抗碳化性能较差。并且对比一般混凝土试件，再生混凝土试件中，如果水泥石具有较低的密度、较大的水泥石渗透系数，混凝土中就会有较多二氧化碳气体渗入。另外，如果采取增大水泥用量，拌合物含水量将因水泥浆过多而增加，从而影响混凝土的密实强度，最终抗碳化性能上也会有所降低。除此以外，原始混凝土强度、骨料取代率等因素都会影响再生混凝土抗碳化性能。所以，在实际工程施工中应综合考虑这些问题。在抗压强度试验方面，选用100%取代率的粗细骨料，我们注意到这种骨料往往有较多旧水泥砂浆附着其中，会增大再生混凝土吸水率，这样在混凝土浇筑工序完成后，再生混凝土将具有较大的干燥性收缩率。因此，在试验操作过程中可将20kg•m钙系膨胀剂引入其中。分别利用RC与OC表示再生混凝土、普通混凝土，并选取95%RH湿度、20±2℃温度作为试验中混凝土养护条件。在此基础上选取不同水灰比，对二者进行强度测试，分别为普通混凝土试件、再生混凝土试件，试件尺寸选用150mm×150mm×150mm，记OC为一般混凝土试验结果，RC为再生混凝土结果。水灰比为0.47时，养护时间分别为7d，14d，28d，60d。OC为29.4MPa、37.8MPa、42.1MPa、45.3MPa，RC为22.2MPa、35.1MPa、43.8MPa、47.2MPa。水灰比为065时，养护时间分别为7d，14d，28d，60d。OC为14.7MPa、19.7MPa、22.1MPa、44.6MPa，RC为12.3MPa、18.6MPa、27.6MPa、45.1MPa。对比试验可以得出以下结论，当养护期超过28d时，再生混凝土的抗压强度增速大于一般混凝土的抗压强度，其增速特别显著，因为在于拌和骨料时，其中的水泥水化不断释放，所以再生混凝土抗压强度会不断增加。同理，在骨料选择上以再生粗骨料为主，仍可得到同样的结论。还得出了一个重要的结论，水灰比不同，抗压强度也不同，适当的控制水灰比的数值能有效的控制抗压强度，水灰比对混凝土的影响是最显著的。

3结束语

再生混凝土是绿色的材料，并且拥有很强的经济性，其抗压强度受多种因素的影响，但是受水灰比的影响尤为突出。同时试验表明，相比一般混凝土，再生混凝土不具备较好的抗碳化性能，且自身密实度较低，直接使用无法保证工程质量的安全。但如果水灰比的控制得当，再生混凝土的性能将得到很大程度的提升，抗压强度尤为突出，抗压强度也就能达到工程要求，从而就能用于工程施工中。

参考文献：

[1]卢钵.柳炳康、改性再生混凝土抗压强度试验研究及数值模拟[D].合肥工业大学2013.

基金项目：黑龙江大学创新实验室项目不同水灰比对混凝土强度的影响分析。