再生骨料特性对再生混凝土强度和碳化性能的影响

第１５卷第２期　２０１２年４月　建筑材料学报　Ｖｏ１．１　５．ＮＯ．２　Ａｐｒ．，２０１２　ｊｏＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＢＵＩＩ　ＤＩＮＧ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　文章编号：１００７—９６２９（２０１２）０２—０２６４—０４　再生骨料特性对再生混凝土强度和碳　化性能的影响　崔正龙　，　路沙沙　，　汪振双　（１．辽宁工程技术大学建筑工程学院，辽宁阜新１２３０００；　２．大连理工大学建筑材料研究所，辽宁大连１１６０２４）　摘要：为了评价再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生混凝土性能的影响，以再生骨料表面不　同的砂浆强度及附着率为变量，配制了不同强度等级的再生骨料混凝土，通过对比性强度试验和　碳化试验评价了再生混凝土内部存在的２个界面过渡区与混凝土性能的关系．结果表明：以高强度　原生混凝土为再生骨料配制相对较低强度等级的再生骨料混凝土时，其强度与普通混凝土几乎相　同，再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生骨料混凝土强度影响不大，但碳化深度有所增大；以　相对较低强度原生混凝土为再生骨料配制同强度等级以上的再生骨料混凝土时，其强度与普通混　凝土相差较大，再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生混凝土强度影响较大，碳化深度也相应　增大．　关键词：再生骨料混凝土；砂浆附着率；砂浆强度；界面过渡区　中国分类号：ＴＵ５２８．７９　文献标志码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７—９６２９．２０１２．０２．０２３　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｒｅｃｙｃｌｅｄ　Ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｏｎ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　Ａｎｔｉ—ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｒｅｃｙｃｌｅｄ　Ａｇｇｒｅｇａｔｅ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ＣＵＩ　Ｚｈｅｎｇ—ｌｏｎｇ　，ＬＵ　Ｓｈａ—ｓｈａ　，　ＷＡＮＧ　Ｚｈｅｎ—ｓｈｕａｎｇ　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　ａｎｄ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｉ　ｉａｏｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ　１２３０００，Ｃｈｉｎａ　２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｄａｌｉａｎ　ＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ　１　ｌ　６０２４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｒｔａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ａｄｈｅｓｉｖｅ　ｒａｔｅ　ａｒｏｕｎｄ　ｃｏａｒｓｅ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｏｎ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ａｇｇｒｅ—　ｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＲＡＣ）ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｗｅｒｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ａｇｇｒｅ—　ｇａｔｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｒｔａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ａｄｈｅｓｉｖｅ　ｒａｔｅ　ｔｏ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ　ｔｈｅｉｒ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｓｈｏｗｎ　ｔｈａｔ，ｆｏｒ　ｌｏｗ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈｅｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｔｈｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｎｄ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｒｅ　ｎｅａｒｌｙ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｒｔａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ａｄｈｅｓｉｖｅ　ｒａｔｅ　ａｒｏｕｎｄ　ｃｏａｒｓｅ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｏｎ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｉｓ　ｌｏｗ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｄｅｐｔｈ　ｏｆ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　ｈａｎｄ，ｆｏｒ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｌｏｗ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｇｒｅａｔ　ｄｉｆｆｅｒ　ｅｎｃｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｎｄ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｒｔａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ａｄｈｅｓｉｖｅ　ｒａｔｅ　ａｒｏｕｎｄ　ｃｏａｒｓｅ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｏｎ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｉｓ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ａｎｄ　ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｄｅｐｔｈ　ｉｓ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｍｏｒｔａｒ　ａｄｈｅｓｉｖｅ　ｒａｔｅ；ｍｏｒｔａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｉｎｔｅｒｒａｃｉａｌ　ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　ｚｏｎｅ　收稿日期：２０１０－１２－０１；修订日期：２０１１－０８—０１　基金项目：辽宁省教育厅资助项目（２００８２８２）；博士后基金资助项目（２００８Ａ００２）　第一作者：崔正龙（１９７４），男，吉林延吉人，辽宁工程技术大学副教授，工学博士．Ｅ～ｍａｉｌ：ｃｕｉ０８ｌ５＠１２６．ｃｏｒｎ　第２期　崔正龙，等：再生骨料特性对再生混凝土强度和碳化性能的影响　２６５　随着城市基础建设和新兴住房投资规模的不断　内部存在的２个界面过渡区与混凝土性能的关系．　扩大，混凝土已经成为使用量最多的建筑材料之一，　每年仅用于生产混凝土的天然骨料就要耗费掉几十　１　试验概况　亿ｔ，长此以往就不可避免地造成天然骨料资源的　１．１试验用材料　枯竭口］．据不完全统计，中国仅在建筑物的改建、扩　１．１．１再生粗骨料　建和旧建筑物拆除方面，每年就要产生０．３～０．４亿　试验用的再生粗骨料是先在实验室浇注强度等　ｔ混凝土固体废弃物＿２］．除此之外，地震等突发事件　级分别为Ｃ２０，Ｃ４ｏ，Ｃ６０的原生混凝土，自然养护６　也会给社会产生庞大的建筑垃圾，在五一二汶川大　个月后，用撞击式破碎机对原生混凝土进行１次破　地震中产生的混凝土固体废弃物量就达到了近２　碎、磨矿机研磨２次后分别制得骨料表面不同砂浆　亿ｔ［引．　附着率的再生粗骨料，经筛分组配后再生粗骨料的　从保护环境以及资源有效利用等观点出发，有　最大粒径控制在２５　ｍｍ．表１为再生粗骨料和对比　效处理和再生利用混凝土固体废弃物，使它成为反　用普通天然骨料的基本性质．表１中的附着砂浆强　复循环型可利用再生资源，不仅有利于保护天然骨　度是指配制各强度等级原生混凝土时所取的砂浆经　料资源免于枯竭［４］，也能减轻对环境的破坏，保护　自然养护６个月后的抗压强度，砂浆附着率是指附　人类赖以生存的环境，走上可持续发展的良性循环　着砂浆占再生骨料质量的比值，计算方法如下：　道路．　砂浆附着率一　＿二　×１００％　本文以再生骨料表面不同的砂浆强度及砂浆附　ｊ　ｈ　着率为变量，配制不同强度等级的再生混凝土，通过　式中：ｍ　为附着砂浆状态试料的绝干质量，ｋｇ；　对比性强度试验和碳化试验来评价再生骨料混凝土　为用盐酸浸渍后除去附着砂浆试料的绝干质量，ｋｇ．　表Ｉ不同粗骨料的基本性质　Ｔａｂｌｅ　１　Ｂａｓｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏａｒｓｅ　ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ　１．１．２再生混凝土　《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行．再生骨　试验采用由不同强度等级原生混凝土制备的再　料混凝土与对比用普通游凝土试件均为边长　生粗骨料（编号分别为Ａ，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ）来配制Ｃ３ｏ，　１５０　ｍｍ的立方体标准试件，经２８　ｄ标准养护之后　Ｃ５Ｏ再生骨料混凝土试件，同时制备对比用普通混　进行抗压强度测试．　凝土试件．水泥采用４２．５普通硅酸盐水泥，密度为　１．２．２混凝土碳化试验　３．１６　ｇ／ｃｍ。；细骨料使用河砂，表观密度为２．６５　ｇ／　混凝土的碳化试验根据ＧＢ／Ｔ　５００８２－－２００９￣（普　ｃｍ。，吸水率为２．９６　９／６（质量分数），细度模数为　通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行，　２．７８；混凝土拌和物坍落度控制在（８±２．５）ｃｍ，含　即在（２０±２）℃，相对湿度（７０±５）　，二氧化碳质　气量控制在（３．５±１．５）　（体积分数）；外加剂采用　量分数为（２０±３）　的条件下试件开始碳化试验，达　了多羧酸系高性能ＡＥ减水剂；配制Ｃ５０混凝土时　到３，７，１４，２８　ｄ龄期时分别测其碳化深度．不同骨料再　添加了掺和料硅粉（ＳＦ），其密度为２．２０　ｇ／ｃｍ￣，比表面　生混凝土与普通混凝土试件均为１００　ｍｍＸ　１００　ｍｍ￣　积为２０２．５　ｍ２／ｋｇ，Ｓｉ０２含量（质量分数）为９６．２　，　４００　１ＴｌＩｎ的长方体试件，试验前提前２　ｄ将试件从标准　以内掺法取代水泥质量的１ｏ　；水为普通自来水．　养护箱中取出，在６Ｏ℃下烘干４８　ｈ之后进行碳化　表２为Ｃ３０，Ｃ５０混凝土的配合比．　试验．　１．２试验方法　１．２．１强度试验　混凝土抗压强度试验根据ＧＢ／Ｔ　５００８１－－２００２　第２期　崔正龙，等：再生骨料特性对再生混凝土强度和碳化性能的影响　２６７　再生骨料混凝土强度影响较大，使其碳化深度也相　应增大．　（３）以相对较低强度原生混凝土为再生骨料配　制同等强度等级以及较高强度等级再生骨料混凝土　时，因原生骨料表面附着的旧砂浆的强度比新砂浆　的强度低，混凝土的裂缝发生在原生骨料表面与附　着砂浆的旧界面过渡区，而不是在新砂浆的界面过　渡区．与此相反，以相对较高强度原生混凝土为再生　骨料配制相对较低强度等级的再生骨料混凝土时，　混凝土的裂缝发生在再生骨料与新砂浆的新界面过　Ｃ２０－Ａ　Ｃ４０一Ｂ　ｌ　Ｃ４０一Ｂ２　Ｃ６０一Ｃ　Ｎ—Ｄ　图３　Ｃ３ｏ，Ｃ５０混凝土的碳化深度　Ｆｉｇ．３　Ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ　ｄｅｐｔｈ　ｏｆ　Ｃ３０　ａｎｄ　Ｃ５０　ｃｏｎｃｒｅｔｅ（２８　ｄ）　３　结论　（１）以高强度的原生混凝土为再生骨料来配制　相对较低强度等级的再生骨料混凝土时，再生骨料　混凝土的强度与普通混凝土几乎相同，再生骨料表　面附着砂浆的强度及附着率对再生骨料混凝土强度　影响不大，但使其碳化深度有所增大．　（２）以相对较低强度原生混凝土为再生骨料配　制同强度等级以及较高强度等级再生骨料混凝土　时，再生骨料混凝土的强度与普通混凝土相差较大，　也就是说再生骨料表面附着砂浆的强度及附着率对　渡区，而不是原生骨料表面与附着砂浆的旧界面过　渡区．　参考文献：　［１］邓寿昌，张学兵，罗迎社．废弃混凝土再生利用的现状分析与研　究展望ＥＪ］．混凝土，２００６（１１）：２０—２４．　ＤＥＮＧ　Ｓｈｏｕ—ｃｈａｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｘｕｅ—ｂｉｎｇ，ＬＵＯ　Ｙｉｎｇ—ｓｈｅ．Ａｂａｎ—　ｄｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｂｏｒｎ　ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ　ａ—　ｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｕｔｌｏｏｋＥＪ］．Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，２００６（１１）：２０—　２４．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　Ｅｚ］张金喜，张建华，邬长森．再生混凝土性能和孔结构的研究口］．　建筑材料学报，２００６，９（２）：１４２—１４７．　ＺＨＡＮＧ　Ｊｉｎ—ｘｉ，ＺＨＡＮＧ　Ｊｉａｎ—ｈｕａ，ＷＵ　Ｃｈａｎｇ—ｓｅｎ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｐｏｒｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ｃｏｎｅｒｅｔｅＥＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００６，９（２）：１４２—１４７．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　Ｅ３３崔正龙，北迁政文，田中礼治．固体废弃物再生骨料混凝土的耐　久性试验研究ＥＪ］．硅酸盐通报，２００９，２８（５）：１０４２—１０４５．　ＣＵＩ　Ｚｈｅｎｇ—ｌｏｎｇ，ＫＩＴＡＴＳＵＪＩ　Ｍ　Ｈ，ＴＡＮＡＫＡ　Ｒ　Ｊ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｄｕｒａｂｌｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｆ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｕｓｅｄ　ｂｙ　ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅ［Ｊ］．Ｂｕｌｌｅｔｉｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｃｅｒｒｍｉｃ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００９，２８　（５）：１０４２—１０４５．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　Ｅ４］崔正龙，庄宇，汪振双．关于再生骨料混凝土干燥收缩裂缝的试　验研究ＥＪ］．四川大学学报：工程科学版，２０１０，４２（５）：１６０—１６３．　ＣＵＩ　Ｚｈｅｎｇ—ｌｏｎｇ，ＺＨＵＡＮＧ　Ｙｕ，ＷＡＮＧ　Ｚｈｅｎ—ｓｈｕａｎｇ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｄｒｙｉｎｇ—ｓｈｒｉｎｋｉｎｇ　ｃｒａｃｋ　ｏｆ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１０，４２　（５）：１６Ｏ一１６３．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）