再生混凝土抗渗性试验研究

【摘 要】党的十提出了“生态经济”口号，在新时期我国城市化进程将会进一步加快，城市大规模建设中钢筋混凝土的使用比例逐渐增加，再生混凝土的出现，不仅解决了建筑垃圾占地空间大，不易清理的特点，因此还可以节约天然骨料资源，为社会可持续发展，实现生态经济具有重要意义。本文探讨了再生混凝土的特点，针对再生混凝土的抗渗试验进行了研究，为提高再生混凝土性能提出有针对性的措施。

【关键词】再生混凝土；抗渗性；抗渗性试验研究

1、引言

混凝土抗渗性的高低与混凝土的耐久性有很大关系，抗渗性低，有害气体和液体渗入混凝土内部，腐蚀混凝土内部钢筋，混凝土结构稳定性遭到破坏，混凝土体积膨胀，从而导致应力集中产生混凝土开裂或者剥落现象。并且混凝土的吸水量增加，混凝土由于热胀冷缩而抗冻能力下降。为此，研究混凝土抗冻性对提高再生混凝土的耐久性具有重要的意义。

2、再生混凝土抗渗性试验研究

2.1渗透机理及检测方法

混凝土是多孔非均质复合建筑材料，混凝土一般是配合钢筋和水泥共同使用的。第一，为了防止混凝土沉降，再生混凝土需要经过搅拌，并且加注水泥，水泥的用水，水的冲刷作用，更加容易将再生骨料表面剥蚀，再生骨料本身结合不规则，再生混凝土的空隙较多，抗弯和抗压能力减弱；第二，水泥硬化后也不可能充满整个空间，外界水分很容易通过混凝土表面空隙深入到内部，从而破坏混凝土内部结构。

作为混凝土抗渗性的表征国内外有三种，即透水性、透气性和抗氯离子渗透性。国标JTG3O-2005中测试混凝土抗渗性能方法是通过给受检混凝土施水压的方式，使水在混凝土中迁移，通过不同混凝土中水的迁移差异来描述混凝土的抗渗性能的。然而，国标中的混凝土抗渗性检测方法，在实际生产生并不适用，而且浪费大量水资源，可操作性不强，试验现象不明显而没有的到推广。有国内外学者做过类似的抗渗性实验试验。

2.2再生混凝土抗渗性综合试验案例分析

2.2.1再生混凝土抗渗性的透水性试验

合肥工业大学张李黎[2]等人在2009年的文章《再生混凝土抗渗性试验研究》中，就采用了JTG3O-2005公路工程水泥及水泥馄凝上试验规程中的透水性再生混凝土抗渗性试验方法。

实验准备：水泥采用巢湖关东牌32.5矿渣硅酸盐水泥，密度2900kg/m3，初凝时间184 min，终凝时间457 min。细骨料为普通河砂，水为自来水。再生骨料的基体混凝土为合肥市黄山路废弃混凝土路面板破碎加工而成。

实验过程：试验按JTG30-2005中的水泥混凝土抗渗性试验方法进行。混凝土的抗渗等级以每组6个试件中4个未发现渗水现象时的最大水压力表示，记录第3个试件出现渗水时的水压。

实验结果：（1）凝土设计强度等级C20的5组试件的抗渗等级差别较为明显。（2）混凝土设计强度等级C30的12组试件总体上天然混凝土和再生混凝土的抗渗性差别不大。（3）C30下的再生混凝土的抗渗等级略高于C20下的再生混凝土。

实验分析：总体上再生混凝土的抗渗性比天然混凝土的抗渗性差，再生混凝土的抗渗性随混凝土强度等级的提高而增加，随水灰比的增加而降低。生混凝土的抗渗性随水灰比的增大而降低，随强度的增大而增大，砂率对其影响不大。

2.2.2再生混凝土抗渗性的抗Cl-试验

武汉理工大学肖开涛[3]在《再生混凝土的性能及其改性研究》中，对再生混凝土抗渗性的抗Cl-试验进行了研究。

实验准备：试件采用由100×300mm的圆柱体，成型一天后脱模，然后放入20+3℃水中养护至28d，取出试样后，在切割机上切去试样两端少许，最后将试样切割成三块高度为50mm的薄饼试块。

实验过程：将所有由100×50mm试块在真空条件下吸水饱和，然后将试块放在试验箱上，侧面用玻璃胶密封。安装到两端安置铜网电极的Cl-渗透仪上，并用玻璃胶密封接口处。在正极端注入0.3moFL的NaOH溶液，负极端注入质量百分比浓度3%的NaCl溶液，试验在60V电压下，每隔30分钟记录一次电流，持续试验6小时，计算6小时通过的总电量（C），用以评价混凝土的渗透性。

实验结果：（1）孔径大或者水灰比大的混凝土在单位时间通过单位混凝土截面的电量大，因而氯离子的扩散系数也大，混凝土的抗氯离子渗透性也就越差；（2）随着再生骨料取代率的增加，再生混凝土的氯离子扩散系数不断增大，即混凝土的抗渗性越来越差；（3）用聚合物或有机硅防水剂对再生骨料进行表面处理也利于降低氯离子的扩散系数，即有利于提高再生混凝土的抗渗能力。

实验分析：再生骨料用量的增加，其渗透性变大。这是由于混凝土块在使用期间被破坏，或者在解体、破碎过程中也可能存在损伤积累，使再生骨料内部存在大量的微裂纹。过掺加粉煤灰可以改善混凝土的抗渗性。掺高效减水剂也可降低氯离子扩散系数。生骨料的表面处理也可改善混凝土的抗渗性。

3、再生混凝土抗渗性试验对比启示

3.1影响再生混凝土抗渗性的因素多样

孔隙率，再生混凝土特殊的孔结构（混凝土的孔结构包括水泥浆基体孔隙，骨料中的孔隙，基体与骨料界面过渡区的孔隙。决定其抗渗性的劣势。组成混凝土的硬化水泥砂浆体和骨料具有不同的孔结构。水灰比，水灰比越大，水泥浆中用于水泥水化外的水分增多，这样导致水在水泥石中逐渐形成相互贯通的、无规则的毛细孔系统，待水分燕发后使水泥石的孔隙率不断增加，混凝土的抗渗性就越差。粉煤灰量，粉煤灰的活性成分与硅酸盐水泥水化时析出的大量氢氧化钙结合生成比较稳定的硅酸钙水化物，这种水化物不仅有助于混凝土后期强度的增长，而且由于水化物在反应过程中体积膨胀，使混凝土结构结合更加密实，增加了阻水作用，从而使混凝土的抗渗性能得到改善。

3.2改善再生混凝土抗渗性的方法多样

为了得到抗渗性能好的再生混凝土，应尽量用小的水灰比，控制水泥用量和砂率，掺人适量的粉煤灰可明显改善其渗透性，同时还要控制施工质量，由于受试验条件的限制欠考虑之处有待进一步研究，但是再生混凝土每立方价格较普通混凝土要少10%～15%左右，经济效益还是相当可观的。生骨料的表面处理也可改善混凝土的抗渗性。这是由于再生骨料经过表面处理后，聚合物或有机硅防水剂填补了骨料表面的裂缝，并改善了再生骨料的界面结构，从而使骨料与骨料、骨科与水泥砂浆之间的结合更密实，减少了裂缝、空隙，从而使混凝土的抗渗性变强。

3.2再生混凝土具有广阔发展前景

对比上述两种抗渗性实验结果，笔者发现再生混凝土的抗渗性是可以较大程度的改进，并且进入一些化学配制剂能够让再生混凝土达到天然骨料的混凝土的强度指标，具有广阔的运用前景。一般施下条件下，再生混凝土的抗渗等级能够达到《地下工程防水技术规范》相关规定，抗渗混凝土的最低要求，能够作为抗渗混凝土使用。再生骨料混凝土的开发应用从根本上解决了天然骨料的日益匮乏以及大量混凝土废弃物造成生态环境日益恶化等问题，保证了人类社会的可持续发展。随着我国可持续发展战略的确立，加强环境保护的各项法律法规的颁布和实施，再生骨料混凝土的研究和应用必将得到重视和发展。

4、结束语

总之，由于再生混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及施工工艺等方面存在重要的差别，现行普通混凝土的标准、规程等不适合再生混凝土。所以.应结合再生骨料分级标准的建立，制定出适合国内情况的再生混凝土的有关标准和规程，同时在我国推广应用再生混凝土也十分需要政府的产业政策扶持和国家的法律法规保障，打破再生混凝土使用面积窄的尴尬局面。

参考文献：

[1]赵铁军.混凝土渗透性[M].北京：科学出版社，2005，23-37.

[2]张李黎，柳炳康，胡波.再生混凝土抗渗性试验研究[J]，合肥工业大学学报（自然科学版），2009（4）.

[3]肖开涛.再生混凝土的性能及其改性研究[D]，武汉理工大学，2004.