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w, Laterals材料
再生混凝土耐久性探究
Study on Durability of Recycled Concrete
李景民(山西省城乡规划设计研究晥,山西太原030001)
摘要:通过分析再生混凝土的抗渗性、抗冻融性、抗疏酸盐侵蚀、抗离子滲透、抗碳化性能、耐磨性、徐変、碱集料反应,指出其耐久性
较普通混凝士差。同时又指出通过采取降低水胶比、掺加粉煤灰,采用二次抗拌工艺、减小再生集料的最大粒径,采用半饱和面干的再生集
料等措施,可使再生混凝土的耐久性得到显著改善。最后,就再生混凝土的推广应用提出了一些建议。
地词:再生混凝士;耐久性;再生粗集料
中分类:TU50文は识:B文ヨ:1674-814X(2015)01-0063-03
述
制定了 JISTRA006《再生集料和再生混凝土使用规范
随着我国城市化进程日益加快,建筑业进入高速发展《资源重新利用促进法》;并要求施工过程中产生的渣土、
阶段。大量既有建筑或因功能落后,或因城乡规划调整混凝土块等建箆垃圾,必须送往“再生资源化设施”进行处
需要拆除,据估算每拆1m?的混凝土建篼,将产生1t的理。美国政府也制定了《超基金法》,规定“任何生产有
建筑垃圾。目前建筑垃圾数量已占到我国城市垃圾总量的工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾
30%-40%1。我国每年施工建设产生的建筑垃圾已达4倒。”这个规定为再生混凝土的发展提供了法律保障。
000万吨,其中废弃混凝士约1640万吨2。废弃混凝土除
我国对再生混凝士的研究工作目前还停留在实验室研究
少部分用于各种建筑的基础垫层外,绝大部分作为垃圾填阶段。在政府的支持下,科研部门取得了ー些成果,主要为
埋。这样不仅占用了大量土地,而月造成了环境污染;另再生集料的基本性能及强化,再生混凝土的配合比设计,物
方面更有大量的城市公用与民用建筑及市政设施需要新理力学性能等方面。但有关再生混凝土耐久性的研究还不够
建。我国每年需生产大員混凝士以满足新建工程的需要,以多,也缺乏系统性。本文通过对大量文献的分析,总结了有
2010年为例,我国商品混凝士产量达到11.8亿m,按照关再生混凝士耐久性最新研究成果,其中包括再生混凝土的
生产1m的混凝土需要1700~-2000kg的砂石集料计算,抗渗性、抗冻融性、抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透、抗碳化
需要砂石集料约20~24亿吨。若再考虑到采石,采砂所消性能、耐磨性、徐变、碱集料反应等,并就耐久性提出了改
耗的能源及对环境的破坏,混凝土生产对生态的影响将是巨善措施,最后对再生混凝土的推广及应用提出了ー些建议。
大的。因此利用废弃混凝土加工再生集料生产再生混凝土以
代替普通混凝土就成为保护环境,实现可持续发展最迫切,2再生土的久性
最行之有效的途径之一。
2.1再生虫的抗浪性
国外对于再生混凝土的研究比较早,大约起步于第二次
再生混凝土由于再生集料的加入,其內部孔结构新增如
世界大战结束之后。连年的战争使大量建筑物成为废墟,许下影响因素:再生集料在加工过程中产生的裂缝、表层水泥
多国家尤其是欧洲国家面临重建家园和如何处理建筑废弃物砂浆的孔隙、再生集料中的老界面,因此较普通混凝土増大
的双重任务。20世纪50年代苏联和徳国为了处理大量废弃了孔隙率,进而増大了渗透能力。为此提高混凝土密实度的
混凝土,同时为城市重建提供新的原材料,相继开展了再方法就成为改善其抗渗性能的主要途径。肖开涛利用快速
生混凝土技术的研究工作。1977年和1991年日本政府先后氯离子渗透法测得随着再生集料取代率的增加,再生混凝士
万方数据
、色建筑63
材料 New Materials
的氖离子扩散系数不断增大,即混凝士的抗渗性能越来越抗渗性越来越差。当体系中加入粉牒灰后,再生混凝土的抗
差。另外又通过扫描电镜分析(SEM)掺与未摻粉煤灰的再渗性能得到了较大提高,再生混凝土具有普通混凝土的抗渗
生混凝士试块,发现没有掺加粉煤灰的再生混凝土试块的界能力,当加入高效减水剂和矿物外加剂时,再生混凝土具有
面上有明显裂缝,而掺加粉煤灰的再生混凝土试块,其界面接近于高性能混凝士的抗渗能力。吴红利等人通过试验表
上裂缝明显减少,结构较为密实,进而证实可以通过掺加粉明,同一水胶比下再生混凝士的氮离子渗透深度较普通混凝
煤灰提高再生混凝士的抗渗性。杜焞也通过试验指出粉牒士略大,并且氯离子滲透深度随着水胶比増加而增加,并且
灰、矿粉等矿物掺合料可以有效地改善再生混凝士的离子发现在较高水胶比条件下,随着再生集料掺量的増加氯离子
渗透性。
扩散系数也随之増加,但在水胶比较低的情況下,再生集料
2.2再生混凝土的抗冻性
掺量的影响变得不大,造成这一结果的主要原因是由于再生
有关再生混凝土的抗冻融性,研究者得出两种不同的结集料的孔隙率高。试验表明通过掺加粉煤灰可以改善混凝土
论,一是认为再生混凝士具有良好的抗冻性能,甚至优于同的渗透性,这是由于加入的粉煤灰填补了再生集料中的裂纹
水灰比的普通混凝士;二是认为再生混凝土的抗冻性能低于或者是集料与集料之间的间隙,使混凝土集料与水泥砂浆的
普通混凝士,并认为再生粗集料是抗冻性能的薄弱环节。认界面更加严密,从而使抗氯离子渗透性得到加强。另外试验
为抗冻性能优于普通混凝士的,其理由类似轻集料混凝土
还指出,掺加粉煤灰同时又采用蔡汽养护能使提高再生混凝
再生集料较大的孔隙率起到了微养护的作用,另外也降低了土抗氯离子渗透性能的效果更加显著;采用两次搅拌工艺,
界面处水泥砂浆的水胶比,从而提高了再生混凝土的抗冻性可以使再生混凝土抗氯离子渗透性能提高26%
能。认为抗冻性能低于普通混凝士的,其主要理由是再生粗2.5再生混漫抗化性能
集料很容易吸收水分,并达到饱和。有资料显示,冻融破
空气中的CO2通过混凝土的孔隙向内部扩散,导致混凝
坏的临界饱和度约为92%,对于再生混凝士,10min可达土孔溶液的pH值降低。这种现象就是混凝士的碳化。当混
饱和程度的85%以上,30min可达饱和程度的95%左右,凝土的pH<10时,钢筋的钝化膜被破坏,钢筋发生锈蚀,
因此再生粗集料容易先于新水泥基体发生冻融破坏。另外原体积膨胀,混凝士开裂,与钢筋的粘结力降低,混凝土保护
始混凝士是否掺加引气对再生混凝士的抗冻性能有很大影层剥落,钢筋面积缺损,导致混凝土耐久性降低。
响。未加引气剂的再生粗集料,往往就是抗冻性能的薄弱环
再生集料的孔隙率比天然集料大,导致再生混凝土的孔
节。改善抗冻性能的途径有:①降低水胶比以减小混凝土内隙率与同水胶比的普通混凝土有较大的增加,从而降低了混
部的孔径;②掺加引气剂以减少空气泡间距;③掺加掺合料凝土的抗碳化性能。随再生粗集料的取代率增加,再生混凝
以细化混凝士内部的孔结构;④减小再生粗集料最大粒径。土的碳化深度增大。大量试验表明,再生混凝土抗碳化性能
以上各种途径以掺加引气剂的效果最好。
略低于同水胶比的普通混凝士。再生混凝土抗碳化性能的基
2.3再生混凝抗酸盐侵烛
本规律是:随新水泥浆体密实度的増大(如减小水胶比、掺
硫酸盐侵蚀是指硫酸盐与混凝土中水化产物发生化学反加适量矿物摻合料、采用二次搅拌工艺等),再生混凝士的
应,导致混凝土产生体积膨胀而破坏。肖开涛的试验得出,碳化深度减小;对再生粗集料进行表面改性并不能明显改善
再生混凝士抗硫酸盐侵蚀性能随再生集料取代率的增加而降抗碳化性能;随再生粗集料的取代率增加,再生混凝土的碳
低,再生粗集料取代率小于50%,其性能较普通混凝土