高利珍

（山西盛世興工程技術(shù)檢測咨詢有限公司，山西太原 030100）

0 引言

社會的快速發(fā)展，推動公路事業(yè)的建設(shè)進(jìn)程，促使其規(guī)模不斷擴(kuò)大，從而增加水泥混凝土的需求，同時由于養(yǎng)護(hù)工程也在不斷增長，將產(chǎn)生大量的廢棄混凝土材料，在此情況下，將對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。再生大骨料自密實(shí)混凝土具有很好的粘結(jié)性和強(qiáng)度，它是一種新型堆積體混凝土材料。路面的強(qiáng)度會高于廢棄混凝土的強(qiáng)度，由于再生骨料自密實(shí)混凝土水灰比例較低，因此可以提升其粘接性，從這可以表明，再生大骨料強(qiáng)度高，則粘結(jié)性就會越好，表面就會變得很粗糙。本文重點(diǎn)研究再生大骨料自密實(shí)混凝土的宏觀與微觀之間的聯(lián)系，探究宏觀力學(xué)性能與微觀粘結(jié)性之間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1 再生大骨料自密實(shí)混凝土研究概述

1.1 再生大骨料自密實(shí)混凝土研究狀況

堆石混凝土是研究再生大骨料自密實(shí)混凝土的主要材料基礎(chǔ)，利用SCC 的大流動、抗離析性澆筑大塊石堆積體，通過此項(xiàng)研究還提出來關(guān)于堆石混凝土的建筑施工技術(shù)，并申請國家專利。經(jīng)過多年研究及創(chuàng)新，堆石混凝土的各種性能都得到大幅提升，大量實(shí)驗(yàn)證明其施工的可能性，雖然再生大骨料的起步相對較晚，但是有堆石混凝土研究方面的相關(guān)數(shù)據(jù)支撐，推動其研究得到更快的進(jìn)展，國內(nèi)有關(guān)學(xué)者和機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始對SCC 與再生大骨料自密實(shí)混凝土的關(guān)系進(jìn)行了初步探索研究，未來將有亮眼的結(jié)果出現(xiàn)在大眾視野。

1.2 研究內(nèi)容分析

學(xué)術(shù)上，BRAFc 是再生大骨料自密實(shí)混凝土的簡稱，S 廢棄混凝土堆積體填充為SCC。再生大骨料自密實(shí)混凝土中填充廢棄混凝土堆積體的強(qiáng)度經(jīng)過調(diào)節(jié)，用三種不同強(qiáng)度的自密實(shí)混凝土（S35、S26、S51）與同一強(qiáng)度的廢棄混凝土進(jìn)行搭配結(jié)合，等待自密實(shí)混凝土發(fā)生硬化之后，通過回彈和取芯的方式測量強(qiáng)度，分析兩者關(guān)聯(lián)，并將自密實(shí)混凝土強(qiáng)度與填充廢棄混凝土堆積體的強(qiáng)度進(jìn)行對比，得到三者之間的關(guān)系。然后再分析大骨料自密實(shí)混凝土的破壞機(jī)理，觀察破壞形式，確定強(qiáng)度的影響因素是由于內(nèi)部被破壞的薄弱層是否為廢棄混凝土與SCC 的粘結(jié)面。

著重分析廢棄混凝土與SCC 粘結(jié)性能，可以在SCC 中添加膨脹劑進(jìn)行對比分析。設(shè)計(jì)三種不同強(qiáng)度的自密實(shí)混凝土（S35、S26、S51）與同一強(qiáng)度的廢棄混凝土進(jìn)行搭配，其中廢棄混凝土的表面特征各不相同，通過對比兩者之間的劈裂抗拉強(qiáng)度來驗(yàn)證SCC 與廢棄混凝土的粘結(jié)性的差異，用此法來驗(yàn)證增加廢棄混凝土的粘結(jié)性是否與SCC 添加膨脹劑有關(guān)。

在大體積混凝土方面再生大骨料自密實(shí)混凝土用途較為廣泛，通常來說，水工建筑物種大體積混凝土的應(yīng)用較多，如重力壩、擋土墻等，雖然大多數(shù)都是在強(qiáng)度為C15～C3 的混凝土當(dāng)中使用，但對于抗?jié)B透性的要求很高。可以在實(shí)驗(yàn)中選取SCC 強(qiáng)度等級為C35 的灌入廢棄混凝土堆積體重，并在其中一塊SCC 中添加膨脹劑，從而對比兩組實(shí)驗(yàn)土塊的強(qiáng)度和抗?jié)B透性，通過此種實(shí)驗(yàn)對再生大骨料自密實(shí)混凝土進(jìn)行研究可以驗(yàn)證水工混凝土的可行性，且還能分析膨脹劑對再生大骨料自密實(shí)混凝土的滲透影響和整體強(qiáng)度。

1.3 再生大骨自密實(shí)混凝土特點(diǎn)

自密實(shí)混凝土具有流動性強(qiáng)、填充性好、穩(wěn)定、不用攪拌等優(yōu)點(diǎn)，利用自身重力即可達(dá)到密實(shí)狀態(tài)，是一種高性能的混凝土。

（1）自密實(shí)混凝土在施工方面，操作簡單，容易上手。

（2）能夠解決施工過程中攪拌方面的大量問題。

（3）提升工人澆灌速度，節(jié)約大量工人的使用，減少建設(shè)工期。

（4）摻合料使用率較高，工業(yè)廢料利用率提升，有效減少環(huán)境污染降低造價成本。

（5）SCC 硬化后仍然可以抵抗外部環(huán)境的侵蝕。

基于自密實(shí)混凝土的以上優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)，大多應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榇篌w積混凝土工程、較復(fù)雜特殊的混凝土工程及需要結(jié)構(gòu)加工的工程中，自密實(shí)混凝土由于水膠低、漿骨高，從而會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部粉體和漿體占比偏高，致使混凝體提前收縮，會產(chǎn)生混凝土開裂現(xiàn)象，這樣會直接影響建筑物的美觀性，嚴(yán)重危及建筑物的安全。

2 再生大骨料自密實(shí)混凝土的實(shí)驗(yàn)分析

2.1 再生大骨料自密實(shí)混凝土作用原理分析

再生大骨料作為一種新型混凝土材料，其主要的技術(shù)原理就是自密實(shí)堆石混凝土與再生混凝土在其自身物理原因的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)結(jié)合。其施工工藝的順序相對較為簡單，再生大骨料入倉后將其進(jìn)行自密實(shí)混凝土澆筑即可完成工序流程。通過一段時間的融合，即形成真正的再生大骨料自密實(shí)混凝土。

2.2 再生大骨料自密實(shí)混凝土實(shí)驗(yàn)

（1）準(zhǔn)備材料：水泥、粉級煤灰、普通河砂、碎石、減水劑PC3外加劑、膨脹劑、廢棄混凝土塊。其中廢棄混凝土塊的厚度均為300mm。

（2）試驗(yàn)材料選取。為了符合工程試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在自密實(shí)混凝土的選擇上，以較低等級來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)組數(shù)據(jù)對比。由于等級較低的混凝土不僅粉體系數(shù)相對較高，且含砂率也較高，導(dǎo)致其耐縮性能較低，易出現(xiàn)裂縫。因此，對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相對簡答，對照組A 中不添加膨脹劑；而對照組B 中加入膨脹劑。

（3）實(shí)驗(yàn)流程。①選擇破碎路面，范圍在140～350mm 之間；②對路面進(jìn)行清理，保證路面無雜物及碎石塊；③首先對自密實(shí)混凝土進(jìn)行前期的生產(chǎn)；如混凝土的攪拌和運(yùn)輸至試驗(yàn)路面。然后將自密實(shí)混凝土進(jìn)行路面澆筑；④對混凝土路面進(jìn)行處理，平整和壓實(shí)，達(dá)到路面施工標(biāo)準(zhǔn)；⑤劃分不同區(qū)域，將不同材料與自密實(shí)混凝土相結(jié)合，對A、B 對照組進(jìn)行澆筑配比材料；⑥等到混凝土初步凝固以后，方可進(jìn)行人工抹面處理。

2.3 再生大骨料自密實(shí)混凝土性能檢測及結(jié)果分析

2.3.1 混凝土強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)檢測

在壓強(qiáng)為47.5 時進(jìn)行自密實(shí)混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)檢測，測試抗壓強(qiáng)度的承受大小。在對比兩種養(yǎng)護(hù)時間為5d、12d 和22d 的配比自密實(shí)混凝土?xí)r，無添加膨脹劑的A 組土塊所承受的壓力分別為38.2MPa、48.3MPa、52.5MPa，；添加膨脹劑的B 組土塊受壓強(qiáng)度為33.5MPa、37.1MPa 和46.8MPa；從兩組對比試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，A 組土塊受壓強(qiáng)度高于B 組土塊受壓強(qiáng)度。

另外，通過對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)觀察檢測兩種不同澆筑路面混凝土承壓強(qiáng)度。當(dāng)養(yǎng)護(hù)時間分別為5d、16d、25d 和86d 時，A 組混凝土土塊承壓的結(jié)果分別為46.6MPa、47.9MPa 和50.87MPa、52.6MPa；當(dāng)養(yǎng)護(hù)時間與A 組養(yǎng)護(hù)時間一致時，B 組混凝土土塊承壓結(jié)果為46.52MPa、42.26MPa 和49.26MPa、51.63MPa。從兩組對比時間組短承壓檢測結(jié)果分析，時間較長時，混凝土塊短承壓能力較強(qiáng)。

通過對不同混凝土土塊強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)，混凝土承壓能力與自密實(shí)混凝土的黏結(jié)性有直接關(guān)系。隨著時間的增長，自密實(shí)混凝土的強(qiáng)度在短時間內(nèi)可以超過路面混凝土強(qiáng)度。自密實(shí)混凝土的強(qiáng)度比廢棄混凝土大骨料強(qiáng)度和路面混凝土的強(qiáng)度都要高。

再次，在對密實(shí)混凝土短效果測試中，進(jìn)行膨脹劑與承壓強(qiáng)度之間的試驗(yàn)測試。在摻6%膨脹劑的情況下，其強(qiáng)度與不摻膨脹劑的混凝土承壓力要強(qiáng)。在養(yǎng)護(hù)時間為7～28d 內(nèi)進(jìn)行膨脹劑試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)與未摻膨脹劑短混凝土塊承壓相比，承壓值低12.9%～30.6%左右。通過對比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)摻加膨脹劑可以增強(qiáng)混凝土路面抗壓強(qiáng)度。以此，在工程的再生骨料自密實(shí)混凝土應(yīng)用中具有強(qiáng)大的推廣價值。

2.3.2 混凝土粘結(jié)性檢測

在對混凝土土塊進(jìn)行粘結(jié)性檢測試驗(yàn)時，可以看出在部分混凝土的空隙中一些水泥砂漿滲入進(jìn)來，會產(chǎn)生裂紋等破壞混凝土粘性的作用。但在大骨料堆積體之中，自密實(shí)混凝土分布均勻，就算有水泥砂漿等雜物滲進(jìn)來，也對混凝土短粘性造成太大影響，砂漿、骨料未出現(xiàn)相互分離現(xiàn)象，由此可見再生大骨料在自密實(shí)混凝土之中起到良好的填充作用。

另外，對混凝土粘結(jié)面進(jìn)行對比檢測。并沒有看到自密實(shí)混凝土和廢棄混凝土界面之間出現(xiàn)粘結(jié)破壞的現(xiàn)象。在混凝土斷面遭到剪切等嚴(yán)重破壞時，混凝土粘結(jié)性也被破壞，毛石恢復(fù)原來狀態(tài)。但在自密實(shí)混凝土與再生大骨料進(jìn)行粘結(jié)性試驗(yàn)檢測時，毛石和自密實(shí)混凝土之間粘結(jié)能力有所降低，但是還存在粘結(jié)性能。所以，在對混凝土短粘結(jié)性實(shí)驗(yàn)中，利用再生大骨料與混凝土技術(shù)結(jié)合，有利于其粘結(jié)增強(qiáng)。

3 結(jié)語

綜合來看，再生大骨料自密實(shí)混凝土是一門新型技術(shù)，目前國家有關(guān)機(jī)構(gòu)的研究尚處起步階段，進(jìn)行的常規(guī)實(shí)驗(yàn)也只能解決一部分現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)的問題，無論是宏觀力學(xué)性能或微觀粘結(jié)性方面的驗(yàn)證。雖然這種材料可以用于現(xiàn)代的建筑施工之中，但國家沒有相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，無法進(jìn)行大規(guī)模普及，希望未來的發(fā)展中，有關(guān)機(jī)構(gòu)能夠盡快制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的內(nèi)容編寫。