摘要:本文在对再生混凝土的性能研究的基础上，对添有外加剂的再生混凝土的性能进行了实验研究。通过外加剂对再生混凝土的抗压性能实验研究，结果说明，外加剂对再生混凝土早期抗压强度有着影响，其影响为，提高了再生混凝土早期的抗压强度。从而说明了要生产满足要求的再生混凝土，外加剂对再生混凝土抗压强度的改变有着重要作用。
　　关键词：再生混凝土；外加剂；抗压性能
　　Abstract: in this paper the performance of recycled concrete research, on the basis of recycled concrete admixture strength is the performance of the research. Through the admixture of recycled concrete compressive performance experiment research, the result shows that admixture of recycled concrete compressive strength has influence early, and its influence for, improve the regeneration of the early concrete compressive strength. Thus explain that to meet the requirements of production recycled concrete, admixture of recycled concrete compressive strength of the change has an important role.
　　Keywords: recycled concrete; Admixtures; Compression performance
　　
　　
　　中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
　　
　　前言
　　据有关资料介绍，经对砖混结构、全现浇结构和框架结构等建筑的施工材料损耗的粗略统计，在每万平方米建筑的施工过程中，仅建筑废渣就会产生500～600t。我国现有建筑总面积 400多亿平方米，预计到2020年还将新增建筑面积约300亿平方米[1]。照此推算，我国现有建筑面积将至少产生20亿t建筑废渣。其中废弃混凝土是建筑垃圾主要组成部分之一。长期以来以单一掩埋为主的处理方式不仅占用了大量宝贵的耕地，也对环境造成了严重的污染[2]。因此，在能源和资源日益短缺的今天，如何有效地利用这些建筑废弃物，对于我国的可持续发展和生态环境保护具有十分重要的意义。那么又如何有效地利用再生混凝土呢？再生混凝土在一些性能方面的不足，就需要外加剂来进行改善，这就使得本课题研究的意义更为重要。
　　1．再生混凝土特征性能及力学性能
　　1.1再生混凝土概述
　　再生混凝土 (Recycled Aggregate Concrete，RAC)简称再生混凝土(Recycled Concrete)，它是指将废弃混凝土块经过破碎、清洗与分级后，按一定的比例与级配混合形成再生混凝土骨料(Recycled Concrete Aggregate，RCA)，简称再生骨料(Recycled Aggregate)，部分或全部代替砂石等天然骨料配制而成新的混凝土[3]。
　　1.2再生混凝土的基本性能
　　再生骨料的掺量对混凝土基本性能的影响，在配合比和坍落度均相同的情况下，不同再生骨料掺入量混凝土的物理力学性能。
　　(1)配合比相同的情况下，混凝土的坍落度随着再生骨料掺入量的增加而降低。当再生骨料掺入量为 100%时，混凝土的坍落度仅能达到普通混凝土的20%左右[4]。
　　(2)在配合比相同的情况下，混凝土的抗压强度随着再生骨料掺入量的增加而降低。当再生骨料掺入量为 100%时，混凝土的抗压强度较普通混凝土降低11%左右。在坍落度相同的情况下，混凝土的抗压强度随着再生骨料掺入量的增加而降低更多[4]。
　　(3)在相同配合比的情况下，随着再生骨料掺入量的增加，混凝土的劈裂抗拉强度降低。当再生骨料取代率为 100%时，混凝土的劈裂抗拉强度降低35%左右[5]。
　　(4)在配合比相同的情况下，随着再生骨料掺入量的增加，混凝土的抗弯强度也逐渐降低。当再生骨料的掺入量为 100%时，混凝土的抗弯强度较普通混凝土降低 23%左右。在坍落度相同的情况下，随着再生骨料掺入量增加，混凝土的抗弯强度也逐渐降低，与相同配合比的情况相比，降低程度差别不大[6]。
　　(5)在配合比相同的情况下，混凝土的弹性模量随着再生骨料掺入量的增加而降低。当再生骨料掺入量为 100%时，混凝土的弹性模量较普通混凝土降低27%左右。在坍落度相同的情况下，混凝土的弹性模量也随着再生骨料掺入量的增加而逐渐降低，且较配合比相同的情况下降低更多[6]。
　　
　　2．外加剂对再生混凝土抗压强度的影响实验研究
　　取相同配合比配制的再生混凝土两个系列，B系列掺用高效减水剂，A系列不掺用任何外加剂。比较两系列的抗压强度。
　　2.1实验原材料
　　（1）水泥：本文采用新疆省阿克苏市青松建化厂生产的青松牌42.5R普通硅酸盐水泥。
　　（2）拌合用水：新疆省阿拉尔市塔里木大学生活用水。
　　（3）河砂：取自新疆省阿克苏地区河砂。
　　（4）天然骨料：取自新疆省阿克苏地区河石。
　　（5）外加剂：本文采的FDN高效减水剂，外观为粉状、呈黄褐色，减水量为15%～25%。本试验的掺量为水泥质量的0.6%。
　　（6）再生粗骨料：本文采用的第一批再生粗骨料（RCAⅠ）取自新疆省阿拉尔市塔里木大学建设项目工程中的废弃混凝土，平均强度15-20MPa，均经过人工破碎。RCAⅠ最大粒径30mm，再生粗骨料绝大部分为表面附着部分废旧砂浆的次生颗粒，少部分为与废旧砂浆完全脱离的原状颗粒，还有很少一部分为废旧砂浆颗粒。本文采用的第二批再生粗骨料（RCAⅡ）属于年代久、强度低、承重结构混凝土，代表着当前废弃混凝土的主流。
　　
　　2.2试验方法
　　本文采用萘系高效减水剂，混凝土试件共分为5个配合比，每个配合比有2组试块分别为：B0、B30、B50、B70、B100，分别表示再生骨料取代率为0%、30%、50%、70%、100%时的混凝土，见表2-1。用掺入高效减水剂再生混凝土（用B表示）和没有掺入高效减水剂再生混凝土（用A表示）强度进行对比分析。A系列和B系列配合比见表2-1、表2-2。
　　
　　
　　2.3试件浇筑与养护
　　 所有混凝土均为人工搅拌。投料顺序为首先加入砂和水泥，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（温度20±3℃，相对湿度≥90%）下养护，规定时间后在万能试验机上测试各龄期的强度。
　　 抗压强度试验按照GB/T50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法》进行，试验机加载速度为5kN/s。
　　2.4抗压试件破坏形态
　　加载初期, 再生混凝土试块表面未发现有裂缝出现。随着荷载增大, 试块内的应力不断增加, 试块开始出现裂缝。初始出现的裂缝靠近试块的侧表层, 在试块高度中央为垂直方向, 沿斜向往上、下端发展至加载面处转向试块角部。随着荷载的继续增加, 新的裂缝逐渐向里发展, 表面混凝土开始外鼓、剥落。最终的破坏形态为正倒相连的四角锥。再生混凝土試块的破坏断面发生在骨料与骨料之间的胶凝界面,未发现粗骨料被劈开, 表明再生混凝土的破坏形态与普通强度的天然混凝土比较接近。从破坏形态来看，再生混凝土的破坏基本上均为粗骨料和水泥凝胶体面之间的粘结破坏。同时试验也发现有些再生混凝土试块表现出较大的脆性, 尤其是在再生粗骨料取代率较大的情况下较为明显。
　　2.5试验结果分析
　　 按表2-1和表2-2所列配合比制作出的试块所得其抗压强度如表2-3所示。
　　
　　
　　 减水剂亦称分散剂，混凝土掺入减水剂后，可在不影响混凝土和易性的条件下，使新拌混凝土的用水量减少。其作用表现为：使水泥粒子分散，改善混凝土工作性；减少单位用水量，使混凝土强度增加并提高耐久性；减少单位水泥用量，有效地节约水泥。高效减水剂的特性：在保证混凝土工作性及水泥用量不变条件下，可大幅度减少用水量(减水率大于12%)，制备早强、高强混凝土。在减水剂作用下，根据以往的研究结果表明，高效减水剂在提高混凝土的早期抗压强度方面，有着显著的效果。为了证明这个结论同样适用与再生混凝土，再试验的过程中，我们进行了对不同再生骨料取代率时，掺用高效减水剂和不掺用高效减水剂的试验研究 并对试验结果进行了对比分析。对再生混凝土A系列和B系列的7d和28d的抗压强度进行比较，将表2-3绘制成图2-1和图2-2所示。
　　
　　
　　 从图2-1可以看出，在7天的时候，当再生骨料的取代率相同时，有萘系高效减水剂作用下的再生混凝土的抗压强度普遍比不掺用时大，这是因为加入了高效减水剂，使再生混凝土的水灰比有较大的下降，使再生混凝土结构更为致密，抗压强度显著提高。这说明高效减水剂在提高混凝土的早期强度方面有着良好的作用，同样适用于再生混凝土。
　　 我们建立了混凝土7天抗压强度增长率的公式如下：
　　公式2-1
　　式中：
　　——再生混凝土7天强度增长率，%；
　　——掺了某种减水剂的再生混凝土7天立方体抗压强度值，MPa；
　　——基准再生混凝土的7天立方体抗压强度值，MPa。
　　是个≥0的数。其值愈大，说明掺了减水剂的再生混凝土7天強度较基准再生混凝土强度增长率愈高。根据公式2-1我们算出了再生混凝土7天强度增长率见表2-4所示。
　　表2-4 外加剂的再生混凝土强度增长率（%）
　　再生骨料的取代率 0 30 50 70 100
　　强度增长率 62 8 4 8 19
　　从表2-4可以看出7天强度增长率都≥0，说明本实验中用到的高效减水剂是可以增强混凝土早期抗压强度的。
　　 对于图2-2来说，由于高效减水剂只会对混凝土早期强度起影响做，所以对28天的抗压强度没有影响作用。
　　
　　3．再生混凝土发展前景及外加剂对再生混凝土经济性研究
　　目前废弃混凝土在工程上用途日渐广泛。废混凝土产生于建筑物拆毁、维修和施工过程中，经破碎后可作为碎石直接用于地基加固、道路和飞机跑道的垫层、室内地坪垫层、预制混凝土空心砌块等，若进一步粉碎后可作为细骨料，用于拌制砌筑砂浆和抹灰砂浆。虽然现在国内再生混凝土理论研究不是太深入，再生骨料的回收、生产、利用的工艺方法也不成熟，使用再生骨料费用比较昂贵，再生混凝土的性能不及天然骨料混凝土，但随着理论探索和应用技术的研究，这种情况一定会得到改观。另外，在能源、资源短缺，生态恶化的今天，再生混凝土所能带来的经济、社会和生态效益无疑是巨大的。总之，再生骨料作为混凝土中天然骨料的可替代材料具有十分广阔的发展前景。
　　据资料统计: 生产1t普通型减水剂，把它应用在工程中，除可以改善混凝土工作性能、降低工程造价外，还可以节约8～10t 水泥(高效减水剂则节约水泥更多)。一条年产1万t普通型减水剂生产线，相当于为国家建设了一个年产8～10万t的水泥厂，节约建设投资约6000 万元，年节约标煤1.2～1.5万t。再生混凝土中掺入不同比例的混合外加剂，可以节约水泥，稳定再生混凝土强度，高效减水剂减少再生混凝土拌和用水量，提高其流动性能。当单位体积混凝土内掺入减水剂后，在水灰比不变条件下，水泥用量减少、和易性增强。
　　综上所述，从以上实验和对再生混凝土的发展前景来看，再生混凝土的经济效益和环境效益是很明显的，但由于传统观念对废骨料的影响以及再生骨料的来源不定性带来的强度不定性，所以在实际工程中，没有被广泛地接受。这就要求对这一技术和生成工艺做更进一步的研究，那么往再生混凝土中加入外加剂无疑是最佳选择。外加剂对再生混凝土某些性能起着不小的作用，要发展再生混凝土的应用前景就要让外加剂对再生混凝土性能的改善加以应用。
　　4．结论
　　通过对掺外加剂的再生混凝土抗压强度试验的分析，可以发现外加剂对再生混凝土抗压性能影响不可忽视，结论如下。
　　高效减水剂对再生混凝土早期强度起着提高的作用。外加剂主要是减少了混凝土的水灰比，从而使再生混凝土结构更为致密，抗压强度显著提高。说明外加剂对再生混凝土早期强度也是有着改善的作用。
　　
　　
　　参考文献：
　　[1]杨建斌，孙泓涛，朱栋梁.关于再生骨料与再生混凝土技术的评述[J].浙江建筑，2006，23（5）.
　　[2]董云.再生骨料及再生混凝土研究进展[J].基建优化，2006，27（1）.
　　[3]Olorunsogo F T, Padayachee N. Performance of recycled aggregate concrete monitored by durability indexes [J]. Cement and Concrete Research, 2002, 32: 179～185.
　　[4]许贤敏. 再生混凝土的性能[J]. 山东建材, 1999, (2) : 9～12.
　　[5]孔德玉,吴先君.再生混凝土研究[J].浙江工业大学学报，2003，31（1）.
　　[6]吴国祥，王奔.再生混凝土的基本性能[J].黑龙江科技学院学报.2006，16(2):120～123.
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。