再生骨料强化处理方式对高强度混凝土性能的影响

再生粗骨料、再生粗骨料混凝土和天然骨料普通混凝土的区别在于再生骨料的表面性能，只要改善再生骨料的表面性能就能提高再生骨料混凝土的性能。从再生混凝土的高吸水率、破碎值较高的问题出发，可通过机械研磨对再生骨料进行物理强化，使再生粗骨料相互碰撞摩擦去除表面的砂浆，从而改善其粒 型；还可通过包浆法改变搅拌工艺和包浆配合比，对再生粗骨料进行优化处理。

再生粗骨料表面粗糙，包裹水泥浆可减少骨料界面空隙和棱角，提高粘结强度（图1）。本试验还采用化学补强，将再生骨料浸泡在浓度为3%的水玻璃溶液中1?h，可使再生混凝土的抗压强度得到较大 提升。

                       （a）                                              （b）

图1??再生骨料包浆前后对比

（a）包浆前；      （b）包浆后

1??试验原材料

本试验采用唐山产P·O 42.5普通硅酸盐水泥，其28?d抗压强度为54.3?MPa；F类Ⅱ级粉煤灰，细度25.3%；S95级高炉矿渣粉，28?d活性指数 98%；天津产聚羧酸高性能减水剂；河北玉田中砂，细度模数为2.7，含泥量为1.2%；粗骨料种类与物理性能见表1。

表1??粗骨料物理性能

2??配合比试验设计

2.1??再生混凝土的配合比

本试验设计的再生混凝土强度等级为C50。依据JGJ55—2011《混凝土配合比设计规程》 设计混凝土配合比，见表2。

表2??再生混凝土配合比           kg/m3

2.2??再生混凝土试验

对表2中的配合比拌合物进行工作性及力学性能试验，结果见表3。

表3??再生混凝土配合比试拌情况

2.3??试件制作与试验方法

在实验室内，采用机械搅拌再生混凝土，使用150?mm×150?mm×150?mm试模成型，制作后24?h拆模，在标准养护室养护7?d、28?d后用YE3000C数显式液压型压力试验机进行荷载试验。

3??结果与分析

根据配合比设计规程，C50混凝土的配制强度不应低于58.3?MPa，从图2可看出，相同再生骨料混凝土抗压强度随水胶比的降低而增加，在水胶比相同的情况下，普通混凝土强度最高，ZS-4水玻璃浸泡骨料次之，ZS-2, ZS-3, ZS-5对再生骨料处理的混凝土强度相近，再生骨料未处理的ZS-1强度最低。

（a）

（b）

图2??骨料处理方式对再生骨料混凝土强度的影响

（a）水胶比0.33；（b）水胶比0.28

从图3可看出，相同再生骨料混凝土的劈裂抗拉强度随水胶比降低而增加，在水胶比相同的情况下，普通混凝土强度最高，ZS-4水玻璃浸泡骨料次之，ZS-2，ZS-3，ZS-5对再生骨料处理的混凝土强度相近，再生骨料未处理的ZS-1强度最低。

（a）

（b）

图3??骨料处理方式对再生骨料混凝土劈裂抗拉强度的影响

（a）水胶比0.33；（b）水胶比0.28

由水泥浆包裹处理再生骨料配制的混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的提高作用不明显，其原因是水泥浆包裹处理填充了再生骨料的部分孔隙与裂纹，只提高了其抗裂缝扩展的能力，但未提高其强度。

4??结论

（1）采用机械研磨的物理强化、水玻璃浸泡的化学强化、包浆强化等方案，均能提升再生粗骨料的性能，结合最佳的配合比，可得到强度较高的混凝土。

（2）提升再生粗骨料性能的方法很多，但各有优缺点。结合经济性、实用性及再生粗骨料的性能，采用二次机械研磨生产的再生粗骨料混凝土性能 较佳。

（3）应用再生粗骨料具有巨大的经济、环境和社会效益，是再生混凝土发展的方向。可结合智能破碎工艺、机器学习和大数据等现代技术来促进精细加工和精准设计，以实现再生混凝土的安全应用。

（4）本试验对再生粗骨料的缺陷、再生粗骨料混凝土性能的影响研究仅限于宏观角度，对再生粗骨料中附着的砂浆和石子中的细微裂纹与孔隙在受压加载下的演变，及导致再生粗骨料混凝土性能下降的机理尚待进一步研究。