再生混凝土应用于水利工程的主要性能研究摘要:再生混凝土性能研究和开发应用已日益受到关注。通过强度和耐久性能试验,对比不同水灰比条件下普通混凝土和再生混凝土的性能差异,研究再生混凝土应用于水利工程的主要性能及其影响因素,从而提出需解决的实际问题和措施。关键词:再生混凝土;强度;耐久性;水利工程1问题的提出目前,全世界混凝土的年产量约28亿m3,我国的混凝土年产量达到13亿～14亿m3,约占世界总量的45%。据测算,我国每年解体旧混凝土的发生量约在4000万t以上,它的产生与处理已经对环境造成了很大的负荷。混凝土生产过程中骨料一般占混凝土总量的75%,将废弃混凝土进行资源化利用,已成为材料科学中的一个重要课题。在水利工程中,混凝土用量较大,若能有效处理和利用废弃混凝土,加工成再生骨料进而配制成再生混凝土,使它成为循环性可利用再生资源,既能减轻废弃混凝土对环境的污染,又能减小大量开采天然骨料对生态环境的影响,符合生态可持续发展的要求,具有明显的社会、经济和环境效益。本文主要从分析再生混凝土的强度和耐久性能的角度,研究该材料在水利工程中应用的可行性和适应性。2试验设计2．1试验材料水泥为32.5R海螺牌普通硅酸盐水泥,其表观密度为3100kgPm3。砂为普通黄砂,细度模数为2.75。天然粗骨料为连续级配的碎石,最大粒径为31.5mm。再生骨料由某路面废弃混凝土破碎加工而成,该废弃混凝土的技术资料不详。水为普通自来水。粗骨料的基本性能见表1。由表1可见,与天然粗骨料相比,再生骨料的密度低、吸水率高、压碎指标大,表明再生骨料孔隙率高,强度低,其主要原因是由于其表面附着有大量水泥砂浆。2．2混凝土配合比混凝土共分8组,其中4组编号为NC的是普通混凝土,其余4组编号为RC的是再生混凝土,再生骨料取代率取100%。采用C20、C30不同的强度等级,经过多次的试配,在满足混凝土和易性的基础上确定了再生混凝土和普通混凝土的配合比(见表2)。2．3试件的浇注与养护所有混凝土搅拌设备为一容量为50L的搅拌机。投料顺序为首先加入黄砂和水泥,再加入粗骨料,最后加入水,搅拌3～5min后测其坍落度。坍落度试验完毕后将混凝土拌和物注入钢模,24h后拆模,立即放入养护室,在标准条件下养护28d后取出进行试验。所有试件均为一批浇注完成。2．4试验方法混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及耐久性能试验均按照《水工混凝土试验规程》(SL352—2006)进行[1]。3试验结果与分析3．1混凝土的强度从混凝土强度试验结果(见表3)中可以看出,再生粗骨料对混凝土立方体抗压强度起着较大影响,对于混凝土的28d强度,同一水灰比的再生混凝土的抗压强度比普通混凝土低5%～20%。这与国内外许多研究结论相符。混凝土抗压强度降低的原因主要是:①由于再生粗骨料与新旧砂浆之间存在的粘结较为薄弱;②再生骨料吸水率大,再生混凝土本身的用水量有所增加;③由于再生粗骨料孔隙率高,在承受轴向应力时,容易形成应力集中;④再生粗骨料的强度较低,表现在压碎值较大;⑤由于初始损伤和2次破坏损伤使得再生粗骨料内部存在大量微裂缝。图1给出了再生混凝土抗压强度随水灰比的变化关系。从图中可以看出,当水灰比高于0.5时,再生混凝土的抗压强度随水灰比的增大而减小,这一点与普通混凝土基本一致;当水灰比低于0.5时,再生混凝土的抗压强度随水灰比的降低而有效增加不明显。因此严格控制水灰比对再生混凝土的强度有重要意义。对于再生混凝土抗拉性能,试验结果表明,再生混凝土的劈裂抗拉强度较普通混凝土降低2%～10%。再生混凝土抗拉强度可取为立方体抗压强度的1/15～1/10,其拉压比较普通混凝土略高。3．2混凝土的耐久性3．2．1抗渗性抗渗性是混凝土耐久性的核心问题,主要包括气体分子,水分子,以及氯离子的扩散。本文主要研究再生混凝土在抵抗水的渗透方面与普通混凝土的差异。从各组混凝土试件的抗渗性试验结果(见表4)中可以看出:①混凝土设计强度等级为C20的前4组试件的抗渗等级差别较为明显,其中普通混凝土的抗渗等级明显高于再生混凝土,并且水灰比为0.5的再生混凝土的抗渗等级高于水灰比为0.55的再生混凝土;②混凝土设计强度等级为C30的后4组试件,普通混凝土和再生混凝土的抗渗性差别不大。但从趋势上看,普通混凝土的抗...
