再生混凝土

再生集料成分不僅有少量脫離砂漿的石子、部分包裹砂漿的石子，還有少量獨立成塊的水泥砂漿。因為水泥砂漿的表面粗糙、稜角多並且在混凝土構建破壞和集料生產過程中集料內部出現大量微細裂縫，從而導致再生集料孔隙率大，進而使得表觀密度和堆積密度降低。研究認為，再生集料的表觀密度為天然集料的85%以上，並且其離散性很大。

由於廢舊混凝土在破碎過程中受到較大外力作用，在集料內部會出現大量微細裂縫，使得再生集料的吸水率和吸水速率都遠高於天然集料。研究認為，再生集料的吸水率是天然集料的6-8倍。一般認為，再生細集料的吸水率超過10%，而再生粗集料一般吸水率為5%左右。由於再生集料的孔隙率較大，在短時間內再生集料就可以吸水飽和。在再生混凝土配合比設計時需要考慮再生集料的高吸水率問題。

再生粗集料的高吸水率和低表觀密度的特徵均是由於集料表面附著的廢舊砂漿所致，因此再生粗集料的吸水率與表觀密度存在一定的相關性。根據國內研究成果，再生粗集料的表觀密度與吸水率之間具有如下公式所示的關係。

ρ=2.7/2.7W+1

式中：ρ——再生粗集料的表觀密度，g/cm^3；

W——再生粗集料的吸水率，%。

集料的形狀和表面特徵對混凝土性能有影響，立方體或球狀顆粒且表面光滑時，對新拌混凝土的流動性有利，但與水泥石的黏結較差。與天然集料相比，大部分再生集料表面都包裹著砂漿，因此表面很粗糙、比表面積大，這對提高與水泥石的黏結有利，但對於新拌混凝土的流動性不利，還會增加水泥的用量。

為了定量描述再生粗集料的表面粗糙度，國內部分研究人員提出以相對錶面粗糙度來表徵再生粗集料的表面特徵。相對錶面粗糙度的測試方法為：取乾燥狀態的單級試樣（10-15mm或15-20mm）不少於1kg，倒入水灰比為0.6的基準水泥凈漿中，迅速攪拌均勻；然後倒入篩孔為10mm的圓孔篩中，將多餘凈漿篩去；移入標準養護室中養護7d（或28d）；取出放入烘箱中烘乾至恆溫，放在天平上稱量試樣裹漿后的質量，相對錶面粗糙度用式計算。

λ=1000（M-m）/m

式中：λ——相對錶面粗糙度；

M——裹漿后的質量，g；

m——裹漿前的質量，g。

由於再生集料在性能上較天然集料差，對再生混凝土的許多性能產生不利影響，因此可以通過改善再生集料性能來提高再生混凝土的性能。

（1）機械活化

其目的在於破壞弱的再生顆粒或去除黏附於再生顆粒表面的水泥砂漿，從而提高再生集料的強度。但該方法能耗較高，同時會產生大量難以處理的粉末。

（2）酸液活化

將集料置於酸液中，如冰醋酸、鹽酸溶液中，利用酸液與再生集料中的水泥水化物Ca(OH)2反應，起到改善再生集料顆粒表面的作用，從而改善再生集料的性能。

（3）化學漿液處理

用高強度水泥和水按照一定比例調成水泥漿。利用漿液對再生集料進行浸泡、乾燥處理，以改善再生集料的空隙結構，從而提高再生集料質量。

（4）水玻璃溶液處理

用水玻璃溶液浸漬再生集料，利用水玻璃與再生集料表面的水泥水化物填充再生集料孔隙，從而改善再生集料的密度。