肖建莊，朱冀棟,，朱敏濤，易卓然

(1. 同濟大學 土木工程學院，上海 200092； 2. 上海建工材料工程有限公司，上海 200086)

0 引 言

廢棄新拌混凝土占每年商品混凝土產量的1%～1.5%。2017年，中國商品混凝土產量22.98×108m3，廢棄新拌混凝土達到2 000×104～3 400×104m3，數(shù)量龐大[1-2]。針對廢棄新拌混凝土的再生利用，中國商品混凝土企業(yè)主要通過摻加水和外加劑對廢棄新拌混凝土進行坍落度調整，然后再與新拌混凝土一同拌制成再生新拌混凝土[3-5]。然而，由于混凝土水化反應不可逆，再生新拌混凝土的和易性會受到摻加其中的廢棄新拌混凝土原有的水化進程影響，相較于正常新拌混凝土，隨著報廢時間的增長，再生新拌混凝土的工作性能會不斷加速劣化，同時由于廢棄新拌混凝土的等待時間到達其初凝時間，有時往往無法進行再生利用。

針對廢棄新拌混凝土由于凝結時間而無法進行再生利用的情況，袁惠星等[6]提出了休眠-喚醒的處理思路：先通過水化抑制劑使廢棄新拌混凝土的水化減緩至接近停滯，然后在合適的時間通過摻加水化喚醒劑使水化反應重新恢復到正常速率，使廢棄新拌混凝土的再生利用在一定時間內不受凝結時間的限制。

目前對于休眠-喚醒處理措施的研究主要為休眠-喚醒處理措施對于新拌混凝土中水泥水化作用機理，僅針對沒有進入水化加速期的廢棄新拌混凝土的再生利用[7]。實際生產過程中廢棄新拌混凝土往往已開始發(fā)生水化反應，和易性已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的劣化。此時，不僅要實現(xiàn)水化反應的抑制和恢復，還應著眼于和易性的恢復；同時，廢棄新拌混凝土的取代量對再生新拌混凝土性能的影響鮮有文獻報道。

本文采用拌制后經(jīng)過一段時間和易性出現(xiàn)劣化的復合膠凝材料凈漿，通過研究經(jīng)休眠-喚醒處理后廢棄新拌混凝土休眠時間、凝結時間和流動度的變化規(guī)律，確定處于同一時間段廢棄新拌混凝土的休眠-喚醒處理措施，以及采取這些措施并取代新拌混凝土拌制成再生新拌混凝土的凝結時間、坍落度和強度的變化規(guī)律，分析處理措施同這些性能指標之間的關系，提出一種簡易的廢棄新拌混凝土再生利用休眠-喚醒處理措施的確定方法，為廢棄新拌混凝土的再生利用提供研究基礎。

1 試驗設計

1.1 休眠時間

傳統(tǒng)廢棄新拌混凝土報廢時間指廢棄新拌混凝土從開始拌制到返廠再生利用所經(jīng)過的時間，這個時間通常是在8 h以內。為了與傳統(tǒng)的報廢時間加以區(qū)別，本文將廢棄新拌混凝土保持水化活性直到其恢復水化然后進行再生利用所經(jīng)過的時間定義為休眠時間。休眠時間由兩部分組成：混凝土或凈漿加水拌制后到廢棄的時間(報廢時間)及加入水化抑制劑使其保持水化活性直到其恢復水化進行再生利用的時間。

1.2 基本思路

在工程實踐中經(jīng)過粗略統(tǒng)計，報廢時間在2 h及以內的廢棄新拌混凝土約占20%；報廢時間在2 h到6 h的廢棄新拌混凝土約占60%；剩余20%的廢棄新拌混凝土都在6 h至8 h以內。由此可知，報廢時間在2 h到6 h的廢棄新拌混凝土占商品混凝土企業(yè)報廢混凝土的大多數(shù)，且這一時間段是混凝土中水泥水化開始加速，和易性出現(xiàn)明顯劣化的階段。本文的研究對象為已經(jīng)拌制完成后一段時間，出現(xiàn)了和易性劣化的新鮮報廢混凝土，考慮到本文試驗需要具有代表性，確定研究對象是報廢時間為4 h的廢棄新拌混凝土。

試驗設計流程如下：

(1)進行復合膠凝材料凈漿預試驗，探究水化抑制劑摻量、水化喚醒劑摻量及附加減水劑摻量對復合膠凝材料凈漿休眠時間、凝結時間和流動度變化的影響規(guī)律，從而確定廢棄新拌混凝土的休眠-喚醒措施中的最優(yōu)外加劑摻量。其中水化抑制劑的作用是促使凈漿的水化停止，水化喚醒劑的作用是使凈漿和廢棄新拌混凝土的水化恢復，而附加減水劑的作用是使已經(jīng)出現(xiàn)和易性損失的凈漿在經(jīng)過長休眠后恢復和易性。對于凈漿休眠時間的確定，可檢測其在摻加水化抑制劑后的流動度經(jīng)時損失，當總經(jīng)時損失大于30 mm時，則認為該凈漿結束休眠，水化恢復，從該凈漿加水到此刻的時間為休眠時間。

(2) 進行廢棄新拌混凝土休眠-喚醒試驗，研究休眠時間、取代率對再生新拌混凝土的坍落度、凝結時間和抗壓強度的影響規(guī)律。由于常規(guī)C30混凝土的初凝時間在12 h左右，而本文研究目的是使廢棄新拌混凝土的再生利用能夠在一定時間內不受到凝結時間的限制，因此本文中的休眠時間起始數(shù)值確定為12 h。在不能預見未來生產任務而無法進行廢棄新拌混凝土再生利用的情況下，必須使廢棄新拌混凝土能夠休眠足夠長的時間，然后在有合適生產任務后通過喚醒措施使長休眠的廢棄新拌混凝土恢復水化，從而進行再生利用，因此本文確定了2個較長的休眠時間24 h和48 h。取代率是指廢棄新拌混凝土取代部分新拌混凝土制成再生新拌混凝土后，廢棄新拌混凝土在再生新拌混凝土中的比例，根據(jù)實際生產情況設置為10%，30%，50%和100%。

1.3 原材料

水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，礦粉采用S95，粉煤灰采用Ⅱ級高鈣灰；粗骨料采用破碎安山巖，5～25 mm連續(xù)級配；天然砂細度模數(shù)為2.5；減水劑與附加減水劑均為同品種聚羧酸高性能減水劑；水化抑制劑選用檸檬酸和改性磷酸的復配水劑；水化喚醒劑選用Ca(NO3)2，Al2(SO4)3，Ca(OH)2三種化學藥劑的復配粉劑。

1.4 配合比設計

經(jīng)過試配，試驗用復合膠凝材料凈漿和混凝土配合比如表1所示。

表1 凈漿和混凝土配合比Tab.1 Mix Proportions of Paste and Concrete

1.5 技術要求

為了確保本文研究的再生新拌混凝土能夠滿足實際生產的需要，參考《混凝土外加劑》(GB 8076—2008)的受檢混凝土性能指標，對經(jīng)休眠-喚醒處理的凈漿和再生新拌混凝土的技術要求進行設定，其中，初始時間即為經(jīng)過休眠處理的凈漿和廢棄混凝土開始進行喚醒處理的時間；2 h的計時起點即為進行喚醒處理的時間；抗壓強度比為再生新拌混凝土的抗壓強度與相同齡期基準樣混凝土的抗壓強度的比值，具體技術指標如表2和表3所示。

表2 休眠-喚醒處理后凈漿的技術要求Tab.2 Technical Requirements for Dormancy-recovery Treatment of Paste

表3 休眠-喚醒處理后再生新拌混凝土的技術要求Tab.3 Technical Requirements for Dormancy-recovery Treatment of Recycled Fresh Concrete

2 試驗結果與討論

2.1 凈漿試驗

復合膠凝材料凈漿的流動度測試方法參照《混凝土外加劑勻質性試驗方法》(GB/T 8077—2012)進行；凝結時間的測試方法參照《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》(GB/T 1346—2001)進行。對復合膠凝材料凈漿進行休眠處理的方式是，在凈漿加水拌制4 h以后，摻加水化抑制劑并快速攪拌30 s。喚醒處理的方式是，在凈漿休眠時間達到48 h時，摻加水化喚醒劑和附加減水劑，然后快速攪拌60 s。

復合膠凝材料凈漿試驗的基準樣初始流動度為285 mm，2 h流動度為230 mm，4 h流動度(凈漿在達到報廢時間進行休眠處理時的流動度，當休眠期間的凈漿流動度相較于基準樣4 h流動度減少了30 mm以上，確認為凈漿休眠時間結束)為140 mm；初凝時間為640 min，終凝時間為955 min。

2.1.1 水化抑制劑對凈漿休眠時間的影響與分析

水化抑制劑摻量對復合膠凝材料凈漿休眠時間的影響如圖1所示。從圖1可以看出，隨著水化抑制劑摻量(質量分數(shù))提高，凈漿的休眠時間快速增大，當水化抑制劑摻量從0.3%增加到0.4%時，凈漿的休眠時間增加6 h；當水化抑制劑摻量從0.7%增加到0.8%時，凈漿的休眠時間增加29 h。

圖1 水化抑制劑對凈漿休眠時間的影響Fig.1 Effect of Hydration-inhibitor Agent on Paste Dormancy Time

這種現(xiàn)象是由于磷酸鹽和檸檬酸復合作用所造成的。在常規(guī)情況下，檸檬酸形成的不穩(wěn)定絡合物會隨著水化過程的進行而破壞，但是在磷酸鹽復合使用的情況下，水化抑制效果成倍增加，附著在水泥顆粒表面阻礙水化的膜層更厚且不易破壞，使得凈漿的休眠時間顯著增加。

2.1.2 水化抑制劑對凈漿凝結時間的影響與分析

水化抑制劑摻量對復合膠凝材料凈漿凝結時間的影響如圖2所示。隨著水化抑制劑摻量的增大，復合膠凝材料凈漿的初凝時間和終凝時間隨之增加，初凝終凝的時間間隔也呈指數(shù)增加。相對于基準樣，當水化抑制劑摻量為0.3%時，水泥凈漿的初凝時間增加了115 min，終凝時間增加了80 min；摻量為0.8%時，水泥凈漿的初凝時間增加了1 180 min，終凝時間增加了2 180 min。另外當水化抑制劑摻量為0.3%時，初凝和終凝的時間差為280 min，摻量為0.8%時，時間差為1 315 min。

圖2 水化抑制劑對凈漿凝結時間的影響Fig.2 Effect of Hydration-inhibitor Agent on Paste Setting Time

這表明在復合膠凝材料凈漿中摻加水化抑制劑不僅能夠延長初凝時間，在凈漿到達初凝后仍能有效控制水泥水化進程，延緩水化速率，延長終凝時間。如果將水化抑制劑單獨應用在混凝土中，將會引起2個問題：混凝土不能及時硬化，從而影響施工進度；混凝土強度不能在規(guī)定時間內達到設計值，且易受到外界影響造成永久性破壞。因此，在廢棄新拌混凝土的再生利用中需要其他外加劑與水化抑制劑共同使用。

水化抑制劑摻量為0.6%時，凈漿的休眠時間為33 h；摻量為0.7%時，休眠時間為51 h；當摻量達到0.8%時，休眠時間為80 h；當摻量為0.7%時，凈漿的休眠時間與本文最大休眠時間48 h最為接近，因此本試驗中水化抑制劑最優(yōu)摻量為0.7%。

2.1.3 水化喚醒劑和附加減水劑對凈漿流動度的影響與分析

對于摻加0.7%水化抑制劑的復合膠凝材料凈漿，在不同的休眠時間摻加不同摻量的水化喚醒劑和附加減水劑，所得到的凈漿流動度數(shù)據(jù)如圖3所示，其中曲線各點數(shù)據(jù)為附加減水劑摻量。

圖3 水化喚醒劑和附加減水劑對休眠凈漿流動度的影響Fig.3 Effect of Hydration-recovery Agent and Additional Water-reducing Agent on Dormancy Paste Fluidity

可以看到：在水化喚醒劑和附加減水劑摻量相同時，凈漿的初始流動度和2 h流動度隨休眠時間的增加而減少，流動度損失逐漸增加；休眠時間相同，水化喚醒劑摻量一致時，凈漿的初始和2 h流動度隨附加減水劑摻量的增加而增加，流動度損失逐漸減少；休眠時間相同，附加減水劑摻量一致時，凈漿的初始流動度和2 h流動度隨著水化喚醒劑摻量的增加而減少，流動度損失逐漸增大。

隨著休眠時間的增加，凈漿的水化反應逐漸恢復，降低了凈漿的流動度，而摻加的附加減水劑是在原有流動度的基礎上，提高凈漿流動度，因此隨著長休眠時凈漿流動度的減小，喚醒后的凈漿流動度也減??；由于水化反應始終在進行中，隨著休眠時間的增加，水化抑制劑逐漸消耗，凈漿恢復水化所需的水化喚醒劑減少，剩余的水化喚醒劑增加。由于水化喚醒劑可促進水化，因此隨著休眠時間增加和摻量增加，2 h流動度減小，流動度損失增加。

2.1.4 水化喚醒劑和附加減水劑對凈漿凝結時間的影響與分析

對于摻加0.7%水化抑制劑的水泥凈漿，在不同休眠時間分別摻加不同摻量的水化喚醒劑和附加減水劑，所得到的凝結時間數(shù)據(jù)如圖4所示。

圖4 水化喚醒劑和附加減水劑對休眠凈漿凝結時間的影響Fig.4 Effect of Hydration-recovery Agent and Additional Water-reducing Agent on Dormancy Paste Setting Time

可以看到：在休眠時間相同、水化喚醒劑摻量一致時，各組凈漿初凝和終凝時間差隨附加減水劑摻量的增加而增加，初凝和終凝之間的時間間隔也同步增加；休眠時間相同、附加減水劑摻量一致時，各組凈漿初凝和終凝時間差都隨水化喚醒劑摻量的增加而減少，初凝和終凝之間的時間間隔也同步減少；水化喚醒劑和附加減水劑摻量相同時，凈漿初凝和終凝時間差隨水化喚醒劑摻量的增加而減少，初凝和終凝之間的時間間隔也同步減少。

由于水化反應始終在進行當中，隨著休眠時間的增加，水化抑制劑被逐漸消耗，凈漿恢復水化所需要的水化喚醒劑減少，剩余的水化喚醒劑增加，由于水化喚醒劑可促進水化，因此隨著休眠時間增加和摻量增加，凝結時間縮短；附加聚羧酸性減水劑除了可以調節(jié)凈漿流動度外，其羥基(-OH)和羧酸基(-COOH)還具有一定的緩凝作用，因此水泥凈漿凝結時間將有所增加。

根據(jù)不同休眠-喚醒措施對復合膠凝材料凈漿各項性能的影響，參照表2中的技術要求，確定廢棄新拌混凝土在不同的休眠時間相對應的休眠-喚醒措施(表4)，具體為：廢棄新拌混凝土的休眠措施為摻加0.7%的水化抑制劑；對于休眠時間為12 h時的廢棄新拌混凝土，喚醒措施為摻加6%的水化喚醒劑和0.2%的附加減水劑；對于休眠時間為24 h時的廢棄新拌混凝土，喚醒措施為摻加6%的水化喚醒劑和0.3%的附加減水劑；對于休眠時間為48 h時的廢棄新拌混凝土，喚醒措施為摻加4%的水化喚醒劑和0.4%的附加減水劑。

表4 各休眠時間下水化喚醒劑和附加減水劑最適摻量Tab.4 Suitable Content of Hydration-recovery Agent and Water Reducing Agent Under Each Dormancy Time

2.2 混凝土試驗

混凝土的坍落度和凝結時間測試方法參照《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》(GB/T 50080—2016)進行；抗壓強度的測試方法參照《混凝土物理力學性能試驗方法標準》(GB/T 50081—2019)進行。對廢棄新拌混凝土進行休眠處理的方式是，在廢棄新拌混凝土摻加水化抑制劑后用攪拌機攪拌60 s。喚醒處理的方式是，在廢棄新拌混凝土的休眠時間達到48 h時，摻加水化喚醒劑和附加減水劑快速攪拌60 s，然后按照不同的取代率同新拌混凝土混合拌制60 s，制成再生新拌混凝土。

混凝土試驗的基準樣初始坍落度為200 mm，2 h坍落度為170 mm，4 h坍落度(休眠處理時的坍落度)為150 mm；初凝時間為690 min，終凝時間為1 095 min；7 d抗壓強度為27.0 MPa，28 d抗壓強度為40.8 MPa，56 d抗壓強度為44.4 MPa。

2.2.1 僅進行休眠處理對廢棄新拌混凝土的影響

根據(jù)復合膠凝材料凈漿試驗確定的休眠措施使廢棄新拌混凝土進行休眠，在休眠時間達到48 h后直接進行坍落度、凝結時間和立方體抗壓強度試驗。試驗發(fā)現(xiàn)，僅進行休眠處理而未經(jīng)喚醒處理的廢棄混凝土初始坍落度為155 mm，2 h坍落度為155 mm；初凝時間為1 496 min，終凝時間為2 810 min；7 d抗壓強度由于數(shù)值過小，超出壓力機測量范圍而無法讀數(shù)，28 d抗壓強度為19.3 MPa，56 d抗壓強度為27.6 MPa。

可以看到，在坍落度方面，由于沒有進行喚醒處理，在水化抑制劑的作用下，經(jīng)過長休眠的廢棄新拌混凝土，初始坍落度和2 h坍落度與休眠時的坍落度基本相同。

在凝結時間方面，經(jīng)過長休眠的廢棄新拌混凝土在沒有喚醒處理的情況下，其初凝時間是基準樣的217%，終凝時間是基準樣的257%。

在沒有喚醒處理的情況下，經(jīng)過長休眠的廢棄新拌混凝土的抗壓強度出現(xiàn)了大幅降低現(xiàn)象，其56 d抗壓強度只能與基準樣的7 d抗壓強度相一致。這說明水化抑制劑不僅抑制了水泥早期的水化，而且延緩了整個水化過程，使得混凝土抗壓強度增長極其緩慢，但是在不受其他因素影響的情況下，最終會隨著時間的推移達到正常混凝土的強度水平。

綜上，如果不對長休眠處理的廢棄新拌混凝土進行喚醒處理，其技術指標尤其是凝結時間和抗壓強度將難以合格，不能直接應用于正常的商品混凝土生產。

2.2.2 休眠-喚醒處理對再生新拌混凝土坍落度的影響

根據(jù)復合膠凝材料凈漿試驗確定的休眠措施使廢棄新拌混凝土進行休眠，經(jīng)過不同的休眠時間喚醒后，按照不同取代率取代新拌混凝土獲得再生新拌混凝土，其坍落度的變化規(guī)律如圖5所示。

圖5 休眠-喚醒處理對再生新拌混凝土坍落度的影響Fig.5 Effect of Dormancy-recovery Treatment on Recycled Fresh Concrete Slump

可以看到，所有試驗組再生新拌混凝土的坍落度和2 h坍落度損失都滿足技術要求。在休眠時間相同，水化喚醒劑摻量一致時，再生新拌混凝土初始坍落度基本保持一致，2 h坍落度隨著取代率的增加逐漸減少，坍落度損失除休眠時間12 h，取代率50%和100%時為35 mm外，其余最大為25 mm，都好于基準樣30 mm的坍落度損失。這是因為隨取代率增加，廢棄新拌混凝土增加，使再生新拌混凝土的和易性下降。但隨著休眠時間的增加，水化喚醒劑減少降低水化速率外，還有附加減水劑摻量逐步提高使再生新拌混凝土坍落度損失逐漸減小，這個效應更加明顯。

2.2.3 休眠-喚醒處理對再生新拌混凝土凝結時間的影響

經(jīng)過休眠的廢棄新拌混凝土按照不同的休眠時間進行喚醒，然后按照不同取代率取代新拌混凝土獲得再生新拌混凝土，其凝結時間的變化規(guī)律如圖6所示。

圖6 休眠-喚醒處理對再生新拌混凝土凝結時間的影響Fig.6 Effect of Dormancy-recovery Treatment on Recycled Fresh Concrete Setting Time

可以看到，所有試驗組再生新拌混凝土的初凝和終凝時間差都滿足技術要求。休眠時間相同、水化喚醒劑摻量一致時，再生新拌混凝土的初凝時間和終凝時間隨取代率的增加逐漸增加；取代率和水化喚醒劑摻量相同時，再生新拌混凝土的初凝時間和終凝時間隨休眠時間的增加逐漸減少?？梢娝瘑拘褎搅渴怯绊懩Y時間的重要因素，廢棄新拌混凝土在與新拌混凝土混合成再生新拌混凝土的過程中，摻加的水化喚醒劑會分散到新拌混凝土中，而新拌混凝土的水泥顆粒表面由于沒有水化抑制劑存在，因此也就更容易與水化喚醒劑發(fā)生作用，從而促進水泥水化，但是隨著取代率的增加，新拌混凝土的水泥量減少，促進水化的效應減少，因此初凝時間和終凝時間隨之增加。

2.2.4 休眠-喚醒處理對再生新拌混凝土抗壓強度的影響

廢棄新拌混凝土經(jīng)過不同的休眠時間后喚醒，然后按不同取代率取代新拌混凝土獲得再生新拌混凝土，其抗壓強度的變化規(guī)律如圖7所示。

圖7 休眠-喚醒處理對再生新拌混凝土抗壓強度的影響Fig.7 Effect of Dormancy-recovery Treatment on Recycled Fresh Concrete Compressive Strength

可以看到，在休眠時間相同、水化喚醒劑摻量一致時，再生新拌混凝土的7，28，56 d抗壓強度都隨著取代率的增加逐漸減少，7 d抗壓強度比最大值與最小值差為12%～14%，28 d抗壓強度比最大值與最小值差為7%～10%，56 d抗壓強度比最大值與最小值差為4%～6%。

上述水化喚醒劑影響再生新拌混凝土凝結時間的原因相同：由于新拌混凝土的水泥顆粒減少，水化喚醒劑促進水化效果減弱，使得抗壓強度降低；在相同取代率和水化喚醒劑摻量下，再生新拌混凝土抗壓強度隨著休眠時間的增加而增大，且7 d抗壓強度的增長幅度要大于28 d抗壓強度，這是由于隨著休眠時間增加，水化抑制劑逐漸消耗，水化抑制效應相應減少，相同摻量的水化喚醒劑帶來水化促進作用。

所有試驗結果均表明，試驗組的7 d抗壓強度比和28 d抗壓強度比都滿足技術要求。同時7 d抗壓強度都高于基準樣，28 d抗壓強度基本與基準樣相同，56 d抗壓強度低于基準樣，而7 d到28 d和28 d到56 d的抗壓強度增長幅度都小于基準樣對應的抗壓強度增長幅度，尤其是休眠時間12 h和24 h的再生新拌混凝土，相同取代率下28 d抗壓強度增長明顯小于休眠時間48 h的再生新拌混凝土。

引起上述這一強度規(guī)律的原因是水化喚醒劑中Al2(SO4)3成分能在水泥水化早期促成大量鈣礬石生成，這些鈣礬石雖然能大幅提高混凝土的早期強度，但是其會包裹住水泥礦物，從而延緩了水泥后期水化進程，導致水化產物生長和填充受到限制，減緩了水泥石孔結構的細化，最終結果就是混凝土后期強度增長緩慢。在休眠時間12 h和24 h時，其水化喚醒劑摻量為6%，相對于休眠時間48 h時4%的水化抑制劑摻量，鈣礬石產生量更多，因此在休眠時間12 h和24 h時再生新拌混凝土的后期強度增長更慢。

2.3 休眠-喚醒處理措施的機理分析

廢棄新拌混凝土休眠-喚醒處理措施的作用機理是先通過摻加水化抑制劑，延緩水泥熟料礦物的水化，控制水泥水化的所有階段[8-12]，使混凝土中水泥的水化速率減緩從而使混凝土的凝結時間大幅度延長。本文采用檸檬酸和改性磷酸的復配水劑作為水化抑制劑，其抑制水化的機理是：檸檬酸屬于羥基羧酸型的緩凝劑，在混凝土的堿性環(huán)境中能與Ca2+離子形成不穩(wěn)定的絡合物，從而在水泥顆粒表面形成無定型的絡合物膜層，產生抑制水化的作用；改性磷酸屬于無機物緩凝劑，其在外摻時會與水化產物中的Ca(OH)2反應，在已生成的水化產物表面形成“不溶性”的磷酸鈣，阻止水化反應的進一步發(fā)生，從而達到抑制水化的作用[13]。2種緩凝劑產生復合作用，使得緩凝效果成倍增加，水泥水化速率大幅降低，隨著水化反應的進行，產生的水化熱會破壞水泥顆粒及水化產物表面的膜，但是在沒有水化喚醒劑的作用情況下，這種水化速率將是極其緩慢的，從而導致混凝土的強度增長緩慢。因此，這種有明顯抑制水化速率的水化抑制劑會用在超大體積混凝土的澆筑，控制由水化放熱導致的裂縫產生，但是在體積較小的混凝土澆筑情況下，沒有摻加水化喚醒劑或者足夠的水化熱，會由于強度增長緩慢而影響到混凝土的正常使用。

在廢棄新拌混凝土摻加水化抑制劑休眠到一定時間后，再摻加水化喚醒劑使得混凝土的水化反應恢復正常速率。本文采用Ca(NO3)2，Al2(SO4)3，Ca(OH)2三種化學藥劑的復配粉劑，其喚醒水化的機理是：Al2(SO4)3具有較高的極性，能夠奪取被水化抑制劑分子包裹住的Ca2+離子，同時加速 C3A—石膏—水體系形成鈣礬石，使混凝土開始正常水化、凝結、硬化，形成強度[14-20]，但是生成的鈣礬石會包裹住水泥礦物，從而延緩了水泥后期水化進程，導致水化產物生長和填充受到限制，減緩了水泥石孔結構的細化，且有可能在水泥水化后期由于過量的鈣礬石在其體積膨脹時對混凝土結構造成損害，形成裂縫導致強度降低；Ca(NO3)2和Ca(OH)2的摻加能夠在混凝土中吸附緩凝劑，同時能夠增加Ca(OH)2晶核，便于水泥顆粒中Ca(OH)2的析出，從而加速水泥中C3S的水化，因為其主要的水化產物Ca(OH)2晶核并非水泥水化產物強度的主要來源，所以其增強效果要比Al2(SO4)3差，但是其能在混凝土中生成大量的Ca(OH)2晶核，起到填充混凝土孔隙的作用，提高混凝土密實性，從而提高混凝土的耐久性[21-23]。

通過上述休眠-喚醒的機理分析可以看到，水化抑制劑的摻加在正常情況下只能抑制混凝土的水化速率，不會影響最終的水化產物，如果摻加水化喚醒劑使混凝土恢復正常水化速率就不會對其耐久性造成危害。在水化喚醒劑的方面，Al2(SO4)3的摻加可能會導致混凝土耐久性和后期強度的降低，而Ca(NO3)2和Ca(OH)2的摻加會提高混凝土的耐久性。從混凝土抗壓強度的數(shù)據(jù)來分析，其后期抗壓強度只是增長緩慢，沒有明顯的降低，側面說明水化喚醒劑的摻加至少沒有降低混凝土原本的耐久性。這一結論仍需要在未來通過試驗來證明。

3 結 語

(1)對于商品混凝土生產過程中出現(xiàn)的廢棄新拌混凝土，為了減少質量風險和經(jīng)濟損失應在其初凝前及時進行再生利用。本文所論述的休眠-喚醒處理措施是在廢棄新拌混凝土初凝前不能進行再生利用的情況下，使其再生利用擺脫凝結時間的限制。在經(jīng)過最長2 d的休眠時間后，再生新拌混凝土可獲得與新拌混凝土類似的和易性和抗壓強度。

(2)廢棄新拌混凝土的休眠-喚醒處理措施可以通過對使用相同膠凝材料和相同配合比復合膠凝材料凈漿進行休眠-喚醒預試驗來確定，從而簡化商品混凝土企業(yè)的處理流程。當混凝土原材料和配合比發(fā)生變化時都應先對休眠-喚醒的處理措施進行調整方可使用。

(3)對廢棄新拌混凝土進行休眠處理，而不采取喚醒處理，將導致生產的再生新拌混凝土凝結時間嚴重延長和抗壓強度大幅下降，將無法滿足實際施工的需求。

(4)在相同休眠時間下，隨著廢棄新拌混凝土取代率的增加，再生新拌混凝土強度都呈現(xiàn)逐漸減少的情況，7 d抗壓強度減少12%～14%，28 d抗壓強度減少7%～10%，56 d抗壓強度減少4%～6%。

(5)在相同休眠時間下，隨著廢棄新拌混凝土取代率的增加，初凝時間和終凝時間逐漸增加，初凝時間的最大增加幅度為95 min，終凝時間的最大增加幅度為80 min。

(6)在相同休眠時間下，除了休眠時間12 h、取代率50%和100%的試驗組坍落度損失為35 mm以外，其余試驗組坍落度損失最大為25 mm，普遍好于基準樣30 mm的坍落度損失。

(7)本文是針對某商品混凝土企業(yè)所使用的C30混凝土配合比和原材料，取報廢時間值為4 h的廢棄新拌混凝土所進行的再生利用試驗研究。在未來的研究過程中將基于本次試驗的結果，進行耐久性能的研究。