■聂 宇，杜文汉，王 孟，谢云霞，江晨辉 ■河海大学土木与交通学院，江苏 南京 210000

再生粗骨料是将废旧混凝土经过一定的工艺流程处理后用于代替混凝土中部分或者全部石子用于混凝土生产的骨料。近年来，我国经济发展迅速，土木建筑行业也进入高速发展期，随着全国各地大兴土木的同时，拆除许多老旧建筑物产生了大量的废弃混凝土建筑垃圾。然而我国再生粗骨料混凝土技术的推广和应用还处于初步阶段，现行的标准和规范不适合再生粗骨料混凝土，因此对再生粗骨料混凝土的研究还有很长的路需要走。相对而言，国内对粉煤灰混凝土性能的研究做了大量的工作，取得了一系列的成果并积极推广应用于实际工程。从已有的研究成果来看，粉煤灰的掺量对混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能有很大的影响。

本文针对不同掺量的粉煤灰及再生粗骨料混凝土在硫酸盐侵蚀下的抗压强度进行了研究，以验证各种混合方案的可行性。

1 试验机理和目的

与天然粗骨料相比，再生粗骨料混凝土具有较大的吸水率和较好的亲水性，使得新的水泥颗粒能够进入再生骨料表面的细微裂缝中，形成致密的界面结构。包裹在再生粗骨料表面的水泥砂浆加强了再生粗骨料表面的粗糙程度，棱角更多，从而增强了骨料之间、骨料与浆体之间的啮合力［1-2］。粉煤灰的掺入可以改善混凝土的性能，粉煤灰三大效应即形态、活性、微集料，可显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。本实验利用再生粗骨料和粉煤灰的有利作用，采用正交实验法交替改变再生粗骨料和粉煤灰的掺量，研究不同组合条件下混凝土在低浓度硫酸盐侵蚀下的抗压强度变化规律。

2 试验原材料和试验方法

2.1 试验原材料

(1)粉煤灰选用南京聚力粉煤灰厂生产的Ⅱ级粉煤灰。

(2)水泥采用南京海螺水泥厂生产的复合硅酸盐水泥P.C32.5级水泥。

(3)细骨料为河沙，细度模数为2.8，级配合格。

(4)粗骨料为连续级配碎石，粒径10～20mm。

(5)再生粗骨料为河海大学结构实验室自制，粒径10～20mm。

(6)无水硫酸钠(Na2SO4):上海太平洋化工无水硫酸钠分析纯试剂。

表1 无水硫酸钠技术性质

2.2 试验方法

本试验混凝土设计强度为C35，采用的试件为100mm×100mm×300mm的棱柱体。保持水灰比(=0.55)一定，交替改变粉煤灰和再生粗骨料的掺量(每组试件为五个，分别编号为A1～A5)，根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55-2000)确定本实验所用混凝土配合比如表2所示.考虑混凝土腐蚀程度等因素对受腐蚀混凝土性能的影响以及同龄期受腐蚀混凝土和未腐蚀混凝土的力学性能，将混凝土试件分成受腐蚀试件和未受腐蚀试件。受腐蚀试件浸泡于浓度5%的硫酸钠溶液中进行养护，试件分组见表3。浸泡溶液的液面要高于被浸泡的试件顶面10mm，定期观察溶液液面变化情况，所有溶液每隔20天更换一次［3］。

表2 混凝土配合比

表3 试件分组

3 试验结果与数据分析

3.1 不同再生粗骨料掺量对硫酸盐侵蚀下混凝土抗压强度的影响

图1是不同再生粗骨料掺量混凝土在硫酸盐侵蚀下的抗压强度经时变化曲线。图中结果表明，当粉煤灰的掺量为0时，不同再生粗骨料掺量混凝土随着硫酸盐浸泡养护时间的变化抗压强度曲线波动较大，但混凝土的整体强度较高。当粉煤灰掺量为10%和20%，不同再生粗骨料混凝土试件抗压强度曲线随硫酸盐浸泡养护时间增加变化波动较不大，抗硫酸盐侵蚀的性能较好。当粉煤灰掺量较高达到30%时，不同掺量的再生粗骨料混凝土的抗压强度偏低，总体比较接近。纵向比较图1中的强度曲线图，再生粗骨料掺量为25%的混凝土试件在不同粉煤灰掺量条件下具有较高的抗压强度值。

图1

3.2 不同粉煤灰掺量对硫酸盐侵蚀下混凝土抗压强度的影响

图2是不同粉煤灰掺量混凝土在硫酸盐侵蚀下的抗压强度经时变化曲线。图中结果表明，当粉煤灰掺量为0时，随着硫酸钠浸泡养护时间增长混凝土抗压强度总体是最高的，但随时间变化不稳定，抗硫酸盐侵蚀性能较差。不同再生粗骨料掺量的混凝土试件总体符合随着粉煤灰掺量的增加抗压强度逐渐降低这一规律。

图2

4 结论

(1)粉煤灰的掺量对混凝土抗硫酸盐侵蚀起主导作用;相同再生粗骨料掺量下，混凝土抗压强度随着粉煤灰取代率的增加而降低。

(2)相同粉煤灰掺量下，由于再生粗骨料与天然骨料的性能差异等因素导致不同掺量再生粗骨料混凝土抗压强度的差别。

(3)综合考虑，在掺有等量粉煤灰的混凝土中，再生粗骨料含量为25%的混凝土强度较高，抗硫酸盐侵蚀性能较好;在掺有等量再生粗骨料的混凝土中，粉煤灰含量为零的混凝土抗压强度较高，但抗硫酸盐侵蚀性能不突出，而粉煤灰掺量为10%的混凝土具有较好的抗硫酸盐侵蚀性能以及强度保证。考虑到经济效益建议选用F10G25，即粉煤灰掺量10%，再生粗骨料掺量25%的混凝土。

［1］匡成钢.钢纤维粉煤灰再生混凝土力学性能的实验研究［D］.2013，4:55-56.

［2］石建光.再生骨料对混凝土性能影响的试验研究和计算分析［D］.2010，3∶9-10.

［3］杜建民，梁咏宁，张风杰.地下结构混凝土硫酸盐腐蚀机理及性能退化［M］.中国铁道出版社，2011，4.