废弃混凝土再生利用的研究进展

3.2再生混凝土性能研究进展
发达国家早在二次世界大战后即开展了再生混凝土方面的研究，取得了许多重要的研究成果，再生混凝土新技术已成为国内外工程界和学术界关注和研究的热点课题之一。
3.2.1再生混凝土力学性能研究现状
对再生混凝土主要力学性能的研究，大多侧重于抗压性能和弹性模量。再生骨料来源不同，组成成分、性能、碳化程度、配合比、养护条件、试验条件和试验方法各异，导致再生混凝土抗压强度试验数据离散性较大。李俊、尹健等[7]采用三因素、三水平的正交试验设计方法，探讨了水胶比、再生骨料掺量、超细粉煤灰掺量等试验因素对再生混凝土强度的影响规律和机理，采用多元回归分析方法，建立了再生混凝土强度与水胶比、再生骨料掺量、超细粉煤灰掺量的经验公式。结果表明:水胶比是影响再生混凝土强度的最主要因素，也是最显著因素；与同强度等级的高强混凝土相比，掺粉煤灰再生混凝土的拉压比较大，抗裂能力好；再生混凝土抗折强度与胶水比、再生骨料掺量以及超细粉煤灰掺量之间线性关系良好。陈兵[8]研究表明，与天然骨料混凝土相比，部分再生骨料混凝土后期抗压强度较高。全部使用再生骨料的混凝土抗压强度比天然骨料混凝土下降约8%。掺加微细硅粉与高效减水剂后，再生骨料混凝土抗压强度及劈裂抗拉强度显著提高。肖建庄[9]对再生混凝土棱柱体试件进行单轴直接拉伸试验，结果表明与普通混凝土相比，再生混凝土峰值拉应变较大，弹性模量较低。随再生粗骨料取代率的增加，再生混凝土抗拉强度逐渐减小，弹性模量逐渐降低。再生粗骨料取代率为100%时，与普通混凝土相比，其抗拉强度减小31%，原点切线模量降低29%。相同应力水平下，再生混凝土变形较大。夏琴[10]对再生混凝土与普通混凝土的单轴受压性能进行了对比试验，发现：在相同配合比条件下，再生混凝土弹性模量比普通混凝土降低8%～15%；再生混凝土的破坏形态与普通混凝土类似，其单轴受压的应力应变曲线上升段形状与普通混凝土相似；再生混凝土单轴受压峰值应变比普通混凝土高约10%。邓旭华[11]通过试验建立了再生混凝土配制强度公式fcu,i=0.37fce(C/W+0.0071)。石建光[12]在水灰比0.55和水泥、细骨料、粗骨料的配合比为1∶2∶2.75时，测试了不同粗骨料级配情况下的再生混凝土工作性能和抗压强度，结果表明：γ（包裹骨料需要的水泥浆体积与混凝土中水泥浆总体积的比值）大于0.085时，混凝土工作性能较差，抗压强度低；γ小于0.085时，混凝土工作性能较好，抗压强度高。采用再生骨料自然级配制备的混凝土尽管γ值较小，但工作性能差，抗压强度低。再生骨料取代率分别为50%、60%、100%时，调整粒径范围9.5~26.5mm的骨料，使其级配接近，再生混凝土强度高于天然骨料的混凝土强度。
孙成城[13]通过试验发现相同配合比条件下，再生粗骨料二次搅拌工艺拌制的混凝土强度比一次搅拌工艺拌制的混凝土高约12%。邓旭华[14]结合超声和回弹的测试方法，探讨了水灰比对再生混凝土抗压强度的影响，结果表明：当水灰比大于0.57时，再生混凝土的抗压强度随着水灰比的增大而减小；当水灰比小于0.57时，再生混凝土的抗压强度随着水灰比的增大而增大。基准混凝土和再生混凝土超声声速和回弹值随水灰比的变化规律与其实际抗压强度值的变化规律基本一致。王军强[15]发现随着再生骨料取代率的提高，再生混凝土的7d和28d抗压强度总体呈下降趋势；再生骨料取代率为100%时，与普通混凝土相比，再生混凝土28d抗压强度下降约5%。再生混凝土的相对动弹性模量低于普通混凝土。
3.2.2再生混凝土耐久性研究现状
对再生混凝土的研究大多集中在物理性能与力学性能方面，而对其耐久性方面的研究相对较少，尤其对于多因素复杂环境条件下再生混凝土耐久行为与特性的研究尚显薄弱。对再生混凝土在多种破坏因素作用下的耐久性能进行研究，可为再生混凝土耐久性评估体系的建立提供科学的理论依据。崔正龙[16]研究表明随着水灰比的增加，全再生混凝土抗冻融循环的耐久性指数及抗碳化能力均有所降低；水灰比分别为0.45、0.55时，全再生混凝土的耐久性指数比普通混凝土分别降低6%和9%，抗碳化能力差，碳化速度比普通混凝土几乎快3倍。张雷顺[17]发现，加入引气剂后再生混凝土能达到甚至超过普通混凝土的抗冻融性能；降低水灰比，再生混凝土抗冻性能提高；宜于采用强度损失表征再生混凝土抗冻性能。宋少民[18]研究表明再生混凝土收缩较大，抗碳化和抗氯离子渗透性能中等，抗冻融性较差。掺加粉煤灰和高效减水剂、降低水胶比可以提高再生混凝土耐久性。掺加粉煤灰后，再生混凝土密实度增大，抗氯离子扩散性能增大，碳化深度稍有增大，深度为10mm，可以满足工程需要。孙家瑛[19]研究表明：再生混凝土坍落度随再生骨料的增加而降低，抗渗性和抗碳化能力较普通混凝土差；掺加活性掺合料后，再生混凝土工作性可有效改善，抗气渗性和抗碳化能力大幅度提高。朱崇绩[20]研究了颗粒整形对再生骨料混凝土耐久性的影响，结果表明颗粒整形去除了骨料表面粘附的水泥石，再生骨料变得圆滑，混凝土需水量减小，显著改善了混凝土收缩性、抗氯离子渗透性、抗碳化性能和抗冻性能。陈爱玖[21]发现：随着再生粗骨料掺量的增加，再生混凝土抗冻融能力减弱，但较普通混凝土的抗冻性降低不多；引气减水剂掺量是影响再生混凝土抗冻性的主要因素，再生粗骨料掺量为70%、聚丙烯纤维掺量为0.7kg/m3、引气减水剂掺量为0.6%的配合比拌制的再生混凝土抗冻耐久性较好，抗冻等级可达到F250以上；提出将饱和面干吸水增长率作为评判再生混凝土抗冻性能的技术指标。考虑再生混凝土的强度和耐久性，吴红利[22]建议再生混凝土水胶比不高于0.36，在不影响早期强度的情况下尽量掺加30%左右粉煤灰，再生骨料的最大粒径建议使用16mm。