施茂松

(廣東華路交通科技有限公司，廣州 510420)

0 引言

隨著我國早期修建的基礎設施陸續(xù)進入維修期和擴建期，這部分基礎設施已不滿足當前社會經(jīng)濟發(fā)展的需求和技術(shù)標準，大量的水泥混凝土建筑物需要拆除或加固，產(chǎn)生了數(shù)以億噸的廢舊水泥混凝土。針對這部分廢棄物的處理問題，將其集料化生產(chǎn)，形成再生骨料水泥混凝土(簡稱RACC)，以提高經(jīng)濟效益，避免資源浪費和環(huán)境污染，是解決這一問題的主要方式之一[1-4]。

RACC性能滿足技術(shù)要求是其在工程中應用的前提條件。針對這一問題，楊俊[5]研究了再生骨料取代天然骨料且取代率為100%的條件下再生水泥混凝土的力學性能和工作性能，結(jié)果表明，再生水泥混凝土的強度能滿足輕交通等級面層的要求，和易性和保水性較好，但其坍落度較小。劉炤偉和楊剛[6-7]研究了水灰比、RACC抗壓強度、坍落度三者之間的關系，結(jié)果表明，水灰比大，坍落度大，抗壓強度大。楊剛[7]研究了RACC抗壓強度、坍落度和外加劑摻量、含泥量的關系，結(jié)果表明，減水劑添加量和混凝土坍落度及抗壓強度呈正相關關系，含泥量與混凝土坍落度及抗壓強度呈反相關關系。嚴天巍[8]研究了表面處理方式對再生集料性能的影響，結(jié)果表明，表面處理可提高再生集料的性能，建議采用聚乙烯醇或有機硅憎水劑或鹽酸對再生集料的表面進行處理，應避免采用水泥漿對再生集料的表面進行處理。

綜上所述，針對RACC力學性能的研究較多，但主要集中于RACC的力學性能和再生集料表面處理方面，對于RACC工作性能的主要影響因素及其改善措施方面仍缺乏相關的研究成果，實際工程中RACC的砂率、再生骨料取代率和減水劑添加量仍存在一定的不確定性。本文通過室內(nèi)試驗研究砂率、再生骨料取代率和減水劑對RACC工作性能的影響，旨在提出RACC工作性能改善措施即砂率、再生骨料取代率和減水劑的合理控制范圍，為RACC的工程應用提供參考經(jīng)驗。

1 試驗設計

1.1 影響因素

已有的研究成果表明：水泥混凝土的砂率、骨料和減水劑添加量對水泥混凝土的工作性能具有明顯的影響，但由于RACC中加入了再生集料，砂率、骨料和減水劑的添加量和普通水泥混凝土的影響規(guī)律是否一致，在RACC中砂率、骨料和減水劑添加量的合理范圍等尚有待進一步研究。因此，本文通過室內(nèi)試驗研究砂率、骨料和減水劑的添加量對RACC工作性能的影響規(guī)律，提出RACC砂率、再生骨料取代率和減水劑添加量的合理控制范圍。

1.2 試驗方案

砂率、骨料和減水劑的添加量為RACC工作性能的主要影響因素，為考察上述三個因素對RACC坍落度、棍度、粘聚性和保水性等工作性能評價指標的影響，并在此基礎上提出相應的改善措施，本文設計了如表1所示的試驗方案。

表1 RACC工作性能影響因素及改善措施試驗方案

根據(jù)表1所示的試驗方案和表2所示的基準配合比，試驗過程中保證水灰比不變，僅調(diào)整砂、骨料和減水劑的比例?？紤]砂和骨料的比例變化范圍為34%～40%，再生骨料替代石子的比例為50%，砂和骨料的比例按照2%變化依次減少；考慮再生骨料替代石子的比例變化范圍為0%～100%，固定砂子與石子比例為38%，按照20%或30%的比例調(diào)整再生骨料替代石子的質(zhì)量；考慮減水劑添加量的比例控制變化范圍為0.10%～0.35%，此時，再生骨料替代石子的比例為50%，固定砂子與石子比例為38%，通過0.05%～0.10%比例調(diào)整減水劑的添加量。按照T0522試驗方法進行試驗。

表2 RACC基準配合比

2 試驗結(jié)果

2.1 砂率

按照表1所示的方案進行試驗，試驗結(jié)果見表3和圖1所示。

表3 砂率對RACC工作性能的影響

圖1 砂率對RACC坍落度影響的試驗結(jié)果

從表3和圖1可知：RACC坍落度隨著砂率的增加而逐漸減小，保水性和粘結(jié)度反而逐漸變差，粘聚性變化不大。根據(jù)試驗結(jié)果，當砂率為38%時，RACC工作性能可達到理想的效果。對這種現(xiàn)象進行分析，認為主要是如砂率大、砂子多、骨料總表面積大，在相同的水灰比下，RACC會出現(xiàn)干稠的現(xiàn)象，流動性降低。如砂率太小，RACC中石多砂少，石與石之間的摩擦力大，沒有足夠的砂提供潤滑，RACC石與石、石與砂之間的粘聚力不足，容易造成石與砂之間產(chǎn)生離析。因此，RACC砂率處于合理水平，砂子能夠提供足夠的潤滑作用，同時也需要保證RACC中骨料的總表面積合理，有足夠的水泥漿包裹住骨料。試驗結(jié)果表明，37%～39%的砂率是較為合理的。

2.2 再生骨料的取代率

按照表1所示的方案進行試驗，試驗結(jié)果見表4和圖2所示。

表4 再生骨料替代天然石子RACC工作性能試驗結(jié)果

圖2 再生骨料取代天然碎石RACC坍落度試驗結(jié)果

由表4和圖2可知，再生骨料替代石子的量對RACC工作性能可產(chǎn)生明顯的影響。具體表現(xiàn)為：保證其他因素不變，再生骨料替代石子的量越多，RACC坍落度越小，再生骨料替代石子的量≤30%時，RACC會出現(xiàn)水析出，且再生骨料與石子之間、再生骨料之間沒有較好的粘結(jié)力；再生骨料替代石子的量≥80%時，RACC沒有泌水問題，且石子與再生骨料之間、再生骨料之間粘結(jié)力較好，但RACC此時坍落度較小。對這種現(xiàn)象進行分析：由于再生骨料空隙率和吸水率大的原因影響了RACC和易性，隨著再生骨料取代率增大，而不改變水灰比，骨料表面將大量的水吸收，從而造成了骨料之間的潤滑作用缺失，引起了RACC坍落度減小，但粘聚性和保水性卻有所改善。

2.3 減水劑

按照表1所示的方案進行試驗，試驗結(jié)果見表5和圖3所示。

表5 不同減水劑添加量下RACC坍落度試驗結(jié)果

圖3 不同減水劑添加量下RACC坍落度試驗結(jié)果

由圖3可知，RACC中逐漸增加減水劑添加量，坍落度明顯增加，粘聚性和流動性明顯改善，但RACC中減水劑添加量>0.3%，RACC的保水性不良。RACC中減水劑添加量<0.2%時，RACC坍落度較低。RACC中減水劑添加量為0.2%～0.3%時，RACC具有較好的坍落度，且粘聚性和保水性均較好。根據(jù)試驗結(jié)果可知，減水劑添加量為0.2%～0.3%是較為合適的。減水劑添加量在0.2%以下時，因部分水泥未能完全被減水劑吸附，水泥顆粒間的摩擦作用較大，流動性不足；減水劑添加量>0.3%以上時，水泥流動性被充分改善，但由于減水劑添加量過大，保水性不易滿足技術(shù)要求。

3 影響因素及改善措施

3.1 影響因素

根據(jù)本文試驗結(jié)果，分析砂率、再生骨料取代率和減水劑添加量對RACC工作性能的影響，并找出其影響規(guī)律(表6)。

表6 RACC工作性能影響因素

3.2 改善措施

根據(jù)表6所示RACC工作性能的影響分析，結(jié)合本文試驗結(jié)果，提出針對性的RACC工作性能改善措施(表7)。

表7 RACC工作性能影響因素及改善措施

4 結(jié)論

本文通過室內(nèi)坍落度試驗，確定了砂率、再生骨料取代率和減水劑添加量對RACC工作性能的影響，得到以下主要結(jié)論：

(1)隨著RACC中砂率的增加，RACC坍落度逐漸減小，棍度、粘聚性和保水性逐漸改善，建議砂率控制為37%～39%。

(2)隨著RACC中再生骨料取代率的增加，RACC坍落度逐漸減小，棍度、粘聚性和保水性逐漸改善，建議再生骨料取代率控制為30%～80%。

(3)隨著RACC中減水劑添加量的減小，RACC坍落度逐漸減小，棍度、粘聚性和保水性逐漸改善，建議減水劑添加量控制為0.2%～0.3%。