屠艷平 程子揚(yáng) 陳旭勇 詹 旭

(武漢工程大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，武漢 430073)

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷推進(jìn)，廢舊小區(qū)和新建工程的增加，混凝土作為主要的建筑材料，廣泛的應(yīng)用于我國(guó)的工程建設(shè)中，但是其原材料中的砂石的獲取都依賴(lài)于人工開(kāi)采，也導(dǎo)致了我國(guó)一些地區(qū)的砂石這類(lèi)自然資源面臨著嚴(yán)重的資源匱乏。與此同時(shí)，一些廢舊小區(qū)拆除的老舊混凝土也產(chǎn)生了大量的廢棄混凝土，現(xiàn)有的處理方法大多為天然堆放或者直接填埋，這些方式既有可能造成環(huán)境的污染和土地的占用，也是資源的浪費(fèi)[1-2]。當(dāng)下我國(guó)廢舊輪胎較多，對(duì)于這種“黑色垃圾”的處理再利用，目前的方式主要有制作再生橡膠、輪胎翻新、熱裂解和膠粉生產(chǎn)等[3-4]。在我國(guó)廢舊輪胎的再利用方法中，再生橡膠占總量的72%，輪胎翻新占總量的12%，膠粉生產(chǎn)占總量的8%，其他方式占總量的8%[5]。但是，再生橡膠存在工藝復(fù)雜，能源消耗大，排放出的物質(zhì)會(huì)污染環(huán)境等問(wèn)題；輪胎翻新對(duì)于翻新技術(shù)的要求較高，行業(yè)的認(rèn)可度不高；熱裂解的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的氣體、廢渣等有害物質(zhì)[6]。相比之下膠粉的生產(chǎn)簡(jiǎn)單，能源消耗低，再利用率高，且膠粉使用的范圍廣，在土木工程中也有廣泛的應(yīng)用。對(duì)于建筑固廢和廢舊輪胎的資源化利用，不僅可以減少污染排放，保護(hù)環(huán)境，又能推動(dòng)綠色建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

廢棄混凝土在經(jīng)過(guò)分類(lèi)后，通過(guò)破碎機(jī)破碎得到再生骨料，但是再生骨料表層的老舊砂漿存在著大量的裂縫和孔洞，導(dǎo)致再生骨料具有較高的壓碎值和吸水率[7-8]。與此同時(shí)，再生骨料附著砂漿與骨料之間的老界面過(guò)渡區(qū)及再生骨料與新砂漿之間的新界面過(guò)渡區(qū)是再生混凝土的薄弱區(qū)域[9]。橡膠的摻入可以提高再生混凝土的和易性，但是會(huì)造成再生混凝土力學(xué)性能的降低[10]。周航等的研究指出，隨著橡膠取代率的增大和粒徑的減小，再生混凝土的含氣量增大，力學(xué)性能降低[11]。李?lèi)偟鹊难芯縖12]表明：橡膠顆粒摻入再生混凝土可以改善再生混凝土的和易性，隨著橡膠顆粒取代率的增加，再生混凝土的流動(dòng)性增強(qiáng)。納米SiO2作為一種本身就具有較高火山灰活性的材料，能夠在混凝土中與氫氧化鈉和水快速反應(yīng)生成水化硅酸鈣，由于納米級(jí)顆粒的表面張力和成團(tuán)效應(yīng)，使得納米SiO2在混凝土中具有成核作用，促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)，增強(qiáng)混凝土的性能[13]。肖建莊等通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，納米SiO2的摻入會(huì)提高再生混凝土的力學(xué)性能，但是會(huì)造成再生混凝土的坍落度降低[14]。Senff等研究[15]發(fā)現(xiàn)：納米SiO2由于自身的表面能較大，周?chē)嬖诖罅康牟伙柡玩I容易去吸附自由水，導(dǎo)致拌制混凝土的過(guò)程中的自由水減少，造成混混凝土的工作性能變差[15]?？傮w而言，橡膠和納米SiO2這兩種材料在再生混凝土中的單獨(dú)摻入使用都會(huì)對(duì)再生混凝土的部分性能有提高，但是也會(huì)導(dǎo)致再生混凝土其他性能的降低。兩者的結(jié)合可以做到互相彌補(bǔ)的作用，巧妙地解決這個(gè)問(wèn)題，迄今對(duì)于復(fù)摻這兩種材料對(duì)再生混凝土性能影響的研究較少。所以，有必要分析不同取代率的橡膠和納米SiO2在單摻和復(fù)摻的情況下對(duì)再生混凝土的坍落度和抗壓強(qiáng)度的影響。

1 試驗(yàn)方案

1.1 試劑與材料

水泥采用P·O 42.5級(jí)水泥，其主要的化學(xué)成分見(jiàn)表1，性能指標(biāo)見(jiàn)表2；天然粗骨料、天然細(xì)骨料、再生粗骨料和再生細(xì)骨料都來(lái)自同一家商品混凝土公司，再生粗骨料和再生細(xì)骨料均為同一廢舊建筑拆除后的混凝土塊破碎篩分所得，其中天然細(xì)骨料為天然河沙，屬于Ⅱ區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)為2.6,符合GB/T 14684—2011《建筑用砂》的要求，再生細(xì)骨料屬Ⅱ區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)為3.0，其級(jí)配都符合JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)》和GB/T 14684—2011的要求，骨料的各項(xiàng)性質(zhì)都按照規(guī)定進(jìn)行測(cè)試，詳細(xì)的性能指標(biāo)見(jiàn)表3；納米SiO2的技術(shù)指標(biāo)由廠家提供，詳細(xì)指標(biāo)見(jiàn)表4，對(duì)購(gòu)買(mǎi)的納米SiO2進(jìn)行了X射線衍射(XRD)測(cè)試，見(jiàn)圖1，可知此納米SiO2的狀態(tài)為無(wú)定形態(tài)；橡膠粉粒徑為0.178 mm；水為普通自來(lái)水；減水劑采用聚羧酸高效減水劑，其減水率為20%。

圖1 納米SiO2的衍射圖譜Fig.1 The diffraction pattern of nano-SiO2

表1 P·O 42.5水泥的化學(xué)成分Table 1 Chemistry of cement P·O 42.5 %

表2 水泥性能指標(biāo)Table 2 Performance indexes of cement

表3 骨料的性能指標(biāo)Table 3 Performance indexes of aggregate

表4 納米SiO2技術(shù)指標(biāo)Table 4 Technical indexes of nano-SiO2

1.2 配合比設(shè)計(jì)

采用的基準(zhǔn)組混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，水膠比取值為0.46，標(biāo)記為NAC。試驗(yàn)組在基準(zhǔn)組的基礎(chǔ)上，取代不同材料后得到相對(duì)應(yīng)的配合比。再生粗骨料和再生細(xì)骨料的取代率為30%(分別等質(zhì)量取代天然粗骨料和天然河沙)，橡膠粉的取代率為0%、1%、3%、5%(等質(zhì)量取代天然河沙)，納米SiO2取代率為0%、1.5%、3%(等質(zhì)量取代水泥)，共配制了13組不同配合比的試件。再生混凝土的編號(hào)用RAC30-m-n表示，其中RAC30代表再生混凝土，30代表再生骨料的取代率，m代表橡膠粉的取代率，n代表納米SiO2的取代率。為了探究納米SiO2和橡膠粉，單摻和復(fù)摻情況下對(duì)再生混凝土坍落度的影響，每組配合比的用水量和初始減水劑的用量保持不變，完成坍落度測(cè)試后，調(diào)整減水劑使得所有配合比的坍落度都達(dá)到35～50 mm內(nèi)，混凝土的配合比詳細(xì)見(jiàn)表5。

表5 混凝土配合比Table 5 Proportion of concrete mix

1.3 試驗(yàn)方法

再生混凝土的納米SiO2改性方法主要分為兩種，分別是直接摻入和浸泡法[16]。直接摻入納米SiO2攪拌的過(guò)程中，大多數(shù)的納米SiO2會(huì)跟砂漿混合在一起，增加水泥的水化反應(yīng)，只有少數(shù)的納米SiO2會(huì)對(duì)再生骨料表面砂漿的孔洞和骨料本身的微裂縫進(jìn)行填充[17]。對(duì)于直接摻入納米SiO2的攪拌方法進(jìn)行了優(yōu)化，具體分為步驟如下：1)將納米SiO2和一半的水先攪拌2 min；2)將再生骨料和含有納米SiO2的水放入攪拌機(jī)攪拌3 min；3)再將水泥、砂、減水劑和剩下一半的水倒入攪拌機(jī)中攪拌5 min。最后將混凝土拌和物倒入150 mm的立方體模具，放在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)密實(shí)后放置室內(nèi)24 h后拆模標(biāo)號(hào)，轉(zhuǎn)移進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，達(dá)到28 d后，對(duì)其進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度的測(cè)試。

2 結(jié)果與分析

2.1 骨料級(jí)配分析

a—粗骨料級(jí)配曲線；b—細(xì)骨料級(jí)配曲線。天然骨料；再生骨料；JGJ 53—2006上限；JGJ 53—2006規(guī)范下限。圖2 骨料級(jí)配曲線Fig.2 Gradation curves of aggregate

骨料的級(jí)配曲線見(jiàn)圖2，從圖2a可以看出，再生粗骨料各個(gè)粒徑含量相較于天然粗骨料要少，這是由于再生粗骨料中含有部分老舊砂漿塊，同時(shí)本身表面附著大量老舊砂漿，老舊砂漿相較于骨料的強(qiáng)度要低，在破碎的過(guò)程中，磨損脫落，導(dǎo)致再生粗骨料粒徑大的骨料相對(duì)天然骨料要少；由圖2b可知，再生細(xì)骨料相較于天然細(xì)骨料其骨料級(jí)配較粗，主要是由于再生骨料表面附著有老舊砂漿，還含有部分的老舊砂漿塊，棱角較多，不如天然河沙表面光滑。

2.2 坍落度結(jié)果和分析

所有配合比下的混凝土的坍落度結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知:在配合比和減水劑都一樣的情況下，NAC的坍落度遠(yuǎn)大于RAC，這是由于再生粗骨料具有較高的吸水率，能夠在短時(shí)間內(nèi)吸收大量拌和物中的自由水，導(dǎo)致拌和物中的自由水減少，流動(dòng)性變差。

表6 混凝土坍落度試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Slump test results of concrete

在減水劑相同的情況下，隨著納米SiO2取代率的增加，再生混凝土的坍落度逐漸降低，當(dāng)納米SiO2的取代率為1.5%時(shí)，坍落度降低的幅度最小，這是因?yàn)榧{米SiO2本身的粒徑很小，具有很高的表面能，能夠去吸附拌和物中大量的自由水，同時(shí)，其周?chē)纱罅康牟伙柡玩I，對(duì)水分子的吸引能力極強(qiáng)，致使水分子之間形成較為牢固的化學(xué)鍵，更大程度上減少了拌和物中的自由水，導(dǎo)致拌和物的流動(dòng)性降低[18]。納米SiO2的摻加，會(huì)導(dǎo)致拌和物流動(dòng)性降低，阻礙納米SiO2在工程中的應(yīng)用推廣。

相同減水劑的情況下RAC30-5-0在所有試驗(yàn)組中坍落度最大，是由于橡膠粉具有憎水性和引氣性，在攪拌過(guò)程中橡膠粉引入氣泡并包裹橡膠粉表面，減小了砂漿間的摩擦力，增加了混凝土的坍落度。RAC30-5-1.5在滿足坍落度要求的情況下減水劑的用量也僅次于NAC、RAC和RAC30-5-0，表明了納米SiO2和橡膠復(fù)摻能很好地解決單摻納米SiO2對(duì)于混凝土流動(dòng)性的影響。

2.3 抗壓強(qiáng)度結(jié)果和分析

圖 3為單摻納米SiO2的再生混凝土經(jīng)7，28 d養(yǎng)護(hù)試塊的抗壓強(qiáng)度。可知：經(jīng)7，28 d養(yǎng)護(hù)RAC的抗壓強(qiáng)度相對(duì)于NAC降低了3.8%、5.8%，這是由于：1)再生粗骨料相較于天然粗骨料自身附著有大量的老舊砂漿，并且其中含有部分的老舊砂漿塊，老舊砂漿相較于天然粗骨料，強(qiáng)度低，在受力過(guò)程中容易發(fā)生應(yīng)力集中，同時(shí)，老舊砂漿和新砂漿之間的黏結(jié)強(qiáng)度低于天然粗骨料和新砂漿的黏結(jié)強(qiáng)度，導(dǎo)致了再生混凝土的內(nèi)部出現(xiàn)多個(gè)薄弱的區(qū)域。2)再生細(xì)骨料相較于天然細(xì)骨料，主要成分是由砂漿顆粒組成，強(qiáng)度遠(yuǎn)低于天然細(xì)骨料，同時(shí)再生細(xì)骨料中含有部分的細(xì)微粉，細(xì)微粉中含有許多沒(méi)有完全水化的水泥顆粒和礦物添加劑，這些細(xì)微粉在再生混凝土內(nèi)部發(fā)生二次水化反應(yīng)，增加了再生細(xì)骨料與水泥砂漿之間的黏結(jié)和密實(shí)度，在一定程度上也彌補(bǔ)了摻入再生骨料后的強(qiáng)度損失[19]。3)摻入再生粗、細(xì)骨料后對(duì)強(qiáng)度的降低幅度較小，一些研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)再生粗、細(xì)骨料的取代率為30%時(shí)，對(duì)再生混凝土強(qiáng)度的影響較小[19-21]，其中再生細(xì)骨料30%的取代率還會(huì)提升再生混凝土的強(qiáng)度[22-23]，也從側(cè)面表現(xiàn)出當(dāng)再生骨料的取代率較大時(shí)，其強(qiáng)度降低的幅度將會(huì)很大，表明了尋找強(qiáng)化手段的必要性。單摻納米SiO2對(duì)再生混凝土的抗壓強(qiáng)度有提升，當(dāng)納米SiO2的取代率為1.5%、3.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)時(shí)，RAC第7天的抗壓強(qiáng)度分別提高了20.3%、36.3%，第28天的抗壓強(qiáng)度分別提高了13.3%、22.6%，作用效果顯著，尤其是第7天的強(qiáng)度。主要是因?yàn)榧{米SiO2一方面能夠填補(bǔ)再生粗、細(xì)骨料微裂縫和其表面附著的老舊砂漿的孔隙，改善再生粗骨料和再生細(xì)骨料的強(qiáng)度，另一方面早期水泥的水化反應(yīng)速度相對(duì)后期要快，納米SiO2本身又具有活性較高的特點(diǎn)，可以促進(jìn)水泥的早期水化反應(yīng)生成水化硅酸鈣，改善再生粗骨料和老砂漿、新砂漿和老砂漿之間的界面過(guò)渡區(qū)。同時(shí)，再生細(xì)骨料中含有部分細(xì)微粉，納米SiO2能夠促進(jìn)細(xì)微粉中未完全水化的水泥顆粒和礦物添加劑得到二次水化，增加再生細(xì)骨料和水泥砂漿之間的過(guò)渡區(qū)的密實(shí)度。因此對(duì)再生混凝土前期強(qiáng)度的提升效果要高于后期。

第7天；第28天。圖3 單摻納米SiO2的抗壓強(qiáng)度Fig.3 Compressive strength of concrete with nano-SiO2

圖4為單摻橡膠粉試件的第7、28天抗壓強(qiáng)度。由圖可知，當(dāng)橡膠粉取代率為1%、3%時(shí)，再生混凝土第28天抗壓強(qiáng)度相較于RAC分別提高了2.7%、4.8%，但是第7天的抗壓強(qiáng)度分別降低了3.3%、5.3%。當(dāng)橡膠粉取代率為5%時(shí)，第7、28天的抗壓強(qiáng)度相對(duì)于RAC降低了12.7%、4.3%。由此可知，在取代率不大的情況下，橡膠粉對(duì)再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響較小，第7天抗壓強(qiáng)度的趨勢(shì)是逐漸減少，第28天趨勢(shì)呈現(xiàn)先增加后減少的情況。主要是因?yàn)椋?)橡膠粉屬于有機(jī)材料，與水泥砂漿不反應(yīng)，起惰性填充料的作用；2)摻入再生粗骨料后，在養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中內(nèi)部由于前期水化反應(yīng)速率較快，產(chǎn)生一定的氣泡，造成再生混凝土經(jīng)過(guò)7 d養(yǎng)護(hù)，內(nèi)部產(chǎn)生一些孔洞和縫隙，這些孔洞和裂縫中，存在著一些由于本身太小無(wú)法被橡膠粉填充，只有部分被橡膠顆粒填充，使得再生混凝土的前期強(qiáng)度降低；3)經(jīng)過(guò)28 d的養(yǎng)護(hù)，再生混凝土內(nèi)部經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的水化反應(yīng)變得更加密實(shí)，那些無(wú)法被橡膠粉填充的孔洞和裂縫被水化產(chǎn)物填充，取代率過(guò)少的橡膠粉再生混凝土的強(qiáng)度就得到了提高，但是當(dāng)橡膠粉的取代率過(guò)大時(shí)，孔洞和縫隙都被填充后，多余的橡膠粉將會(huì)分散在混凝土內(nèi)部，與水泥漿體不反應(yīng)且不能很好地結(jié)合到一起，導(dǎo)致兩者之間的黏結(jié)性很差，成為一處薄弱界面；4)橡膠粉的彈性模量低于天然細(xì)骨料，強(qiáng)度達(dá)不到天然細(xì)骨料的強(qiáng)度，也進(jìn)一步會(huì)降低再生混凝土的強(qiáng)度。因此，在使用再生骨料造成混凝土的強(qiáng)度降低的情況下，使用橡膠粉勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度進(jìn)一步降低，會(huì)對(duì)橡膠粉再生混凝土在工程中建造和使用帶來(lái)巨大的難題。

第7天；第28天。圖4 單摻橡膠粉的抗壓強(qiáng)度Fig.4 Compressive strength of concrete with rubber powder

圖5a為納米SiO2取代率對(duì)橡膠粉再生混凝土第7、28天的抗壓性能的影響?？梢钥闯觯寒?dāng)橡膠粉取代率分別為1%、3%、5%時(shí)，隨著納米SiO2取代率的增加，再生混凝土的第7、28天抗壓強(qiáng)度逐漸增高。當(dāng)橡膠粉取代率增加，提升幅度逐漸降低。由此也可以認(rèn)為，橡膠粉再生混凝土中摻入納米SiO2可以改善再生混凝土內(nèi)的界面過(guò)渡區(qū)強(qiáng)度，增強(qiáng)橡膠粉水泥砂漿的強(qiáng)度，提高橡膠粉再生混凝土的第7、28天的抗壓強(qiáng)度。圖5b為橡膠粉取代率對(duì)納米SiO2再生混凝土第7、28天的抗壓強(qiáng)度的影響。由圖可知，當(dāng)納米SiO2取代率不變，隨著橡膠粉取代率的增加，納米SiO2再生混凝土第7、28天的抗壓強(qiáng)度逐漸降低，但是降低幅度要小于納米SiO2對(duì)橡膠粉再生混凝土的提升幅度，這也說(shuō)明摻入納米SiO2可以有效地彌補(bǔ)摻入橡膠粉將會(huì)降低再生混凝土抗壓強(qiáng)度的缺點(diǎn)，并且最終橡膠粉取代率為5%時(shí)，添加1.5%的納米SiO2，其第28天抗壓強(qiáng)度就達(dá)到了C30混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度值。

a—再生混凝土7 d的抗壓強(qiáng)度；b—再生混凝土28 d的抗壓強(qiáng)度。取代率0；取代率1%；取代率3%；取代率5%。圖5 納米SiO2和橡膠粉取代率對(duì)再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響Fig.5 Compressive strength of recycled concrete

綜合坍落度和抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果，不難發(fā)現(xiàn)納米SiO2和橡膠粉復(fù)摻能夠互相彌補(bǔ)彼此之間對(duì)再生混凝土造成的性能缺陷。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果的分析認(rèn)為：納米SiO2自身具有較高的火山灰活性和化學(xué)成核作用，在再生混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展過(guò)程中可以促進(jìn)水化反應(yīng)，同時(shí)可以填充內(nèi)部橡膠粉無(wú)法填充的裂縫和孔洞；橡膠粉本身不參與水化反應(yīng)，少量摻入時(shí)只起到填充作用，與骨料之間的應(yīng)力傳遞只有機(jī)械咬合力，而當(dāng)橡膠粉取代率較大時(shí)，其對(duì)再生混凝土的負(fù)面影響增大，導(dǎo)致再生混凝土強(qiáng)度降低。

2.4 微觀結(jié)構(gòu)分析

通過(guò)使用掃描電鏡(SEM)對(duì)NAC、RAC和RAC30-5-1.5的界面過(guò)渡區(qū)進(jìn)行了研究分析，如圖6所示。圖6a中NAC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為密實(shí)，水泥砂漿的孔隙較少，并且骨料和砂漿之間的過(guò)渡區(qū)連接緊密，裂縫較小且不明顯；圖6b中RAC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相較于NAC較為松散，水泥砂漿中存在大量的孔洞和裂縫，且再生粗骨料和水泥砂漿之間的過(guò)渡區(qū)存在著明顯的裂縫，這是再生混凝土內(nèi)部薄弱區(qū)域之一；圖6c中這部分相較于其他兩種，水泥砂漿中存在著更多裂縫和孔洞，且橡膠粉和水泥砂漿之間的界面過(guò)渡區(qū)裂縫更大，體現(xiàn)出橡膠粉和水泥砂漿之間的黏結(jié)很差，再生混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)較為疏松，是導(dǎo)致再橡膠粉再生混凝土破壞的薄弱界面之一。

RAC和RAC30-5-1.5的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)比見(jiàn)圖7。對(duì)比圖7a和圖7b可以發(fā)現(xiàn)，摻加納米SiO2后再生混凝土的微觀結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，部分微裂縫和孔洞得到了納米SiO2的填充，大片的水化硅酸鈣(C-S-H)凝膠相互連接形成一個(gè)整體，Ca(OH)2晶體被細(xì)化，水化產(chǎn)物的分布均勻。圖7c和圖7d是對(duì)兩者存在裂縫的放大，可以明顯的發(fā)現(xiàn)，RAC的裂縫內(nèi)部較為疏松，裂縫內(nèi)及其周?chē)嬖诖罅康陌鍫頒a(OH)2晶體出現(xiàn)，致使混凝土內(nèi)部堿性不斷的增加，而摻加納米SiO2后的裂縫周?chē)霈F(xiàn)了大量的絮狀C-S-H凝膠，裂縫內(nèi)填充了大量的C-S-H凝膠和棍狀鈣礬石。這是由于納米SiO2能夠和Ca(OH)2晶體反應(yīng)，生成C-S-H凝膠和鈣礬石等水化產(chǎn)物，使得再生混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得密實(shí)，界面過(guò)渡區(qū)得到了修復(fù)，再生混凝土的強(qiáng)度得到提升。

a—NAC；b—RAC；c—橡膠粉和砂漿過(guò)渡區(qū)。圖6 混凝土過(guò)渡區(qū)微觀結(jié)構(gòu)Fig.6 Microstructure of concrete in the transition zone

a—RAC；b—RAC30-5-1.5；c—RAC；d—RAC30-5-1.5。圖7 RAC和RAC30-5-1.5微觀結(jié)構(gòu)Fig.7 Microstructure of RAC and RAC30-5-1.5

3 結(jié)束語(yǔ)

1)納米SiO2摻入后會(huì)降低再生混凝土的坍落度，復(fù)摻橡膠粉可以有效地降低摻入納米SiO2造成的負(fù)面影響,提升再生混凝土的坍落度。

2)橡膠粉摻入后會(huì)降低再生混凝土早期抗壓強(qiáng)度。適量摻入時(shí)會(huì)提高再生混凝土第28天的抗壓強(qiáng)度，過(guò)量則會(huì)導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度降低?；诳箟盒阅芎凸虖U利用的原則，宜選擇橡膠粉的取代率為5%。

3)再生混凝土中摻入納米SiO2后第7、28天抗壓強(qiáng)度得到了顯著的提高，并且早期的效果要優(yōu)于后期，表明納米SiO2能夠提高再生混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展。基于抗壓性能和經(jīng)濟(jì)性的考慮，宜選擇納米SiO2的取代率為1.5%。

4)通過(guò)使用掃描電鏡(SEM)對(duì)混凝土第28天的形貌、界面過(guò)渡區(qū)和水化產(chǎn)物等微觀結(jié)構(gòu)的分析，可知，橡膠粉和再生骨料與水泥砂漿之間的界面過(guò)渡區(qū)存在著明顯的裂縫，相較于天然混凝土，界面過(guò)渡區(qū)周?chē)泊嬖谥罅康牧芽p和孔洞。摻入納米SiO2可以減少孔洞和裂縫，使得再生混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為密實(shí)，同時(shí)，減少裂縫中的Ca(OH)2晶體，填充大量的C-S-H凝膠和鈣礬石。

5)納米SiO2和橡膠粉復(fù)摻可以互相彌補(bǔ)自身對(duì)于再生混凝土的造成的缺陷，達(dá)到一種取長(zhǎng)補(bǔ)短的作用。從坍落度和抗壓強(qiáng)度的性能為標(biāo)準(zhǔn)，建議納米SiO2和橡膠粉的取代率宜為1.5%、5%。

6)復(fù)摻納米SiO2和橡膠粉對(duì)于再生混凝土的性能影響，不能僅僅從坍落度和抗壓強(qiáng)度上分析，后續(xù)還需要對(duì)抗折、軸壓、劈裂抗拉等力學(xué)性能和抗凍、抗?jié)B、硫酸鹽侵蝕等耐久性，進(jìn)行更加深入的研究。