再生混凝土在大体积混凝土施工中的研究与应用

再生混凝土在大体积混凝土施工中的研究与应用

陈旖

七冶建设集团有限责任公司 贵州贵阳 550014

摘要：随着经济的发展，建设规模的增加，大体积混凝土的浇筑量也随之增加。全国各地推行绿色施工，利用科学管控和技术创新，最大限度的保护资源并发挥最佳效益。本文主要对再生大体积混凝土工艺原理进行论述，指出该施工工艺的流程及操作要点。研究结果表明，施工工艺的改变使再生大体积混凝土强度在满足设计要求的前提下可追求最佳的经济效益。

关键词：再生大体积混凝土 预浸法 正交试验 斜面分层 冷却循环水

引言

再生混凝土既合理利用了建筑废料，也节约了砂石等天然资源。通过利用废旧混凝土破碎筛分成为各个粒径级别的颗粒替代天然骨料，从而实现建筑资源循环利用。但是再生骨料的吸水率大，致使再生混凝土比普通混凝土的干缩率大，而混凝土开裂的主要原因是混凝土收缩变形过大造成的^[1]。同时再生大体积混凝土中水化热导致的温度应力裂缝也是工程的主要问题^[1]。因此，再生大体积混凝土工艺原理改进及各个施工步骤的操作要点控制为再生大体积混凝土的施工质量提供保证。

1 工艺原理

用废旧混凝土破碎筛分成为各个粒径级别的颗粒，选大粒径颗粒作为混凝土的部分粗骨料，起到可再生循环的效果。采用预浸处理方法减小空隙体积，从而减小再生混凝土的干缩率，同时添加膨胀剂可以补偿再生混凝土的干缩，避免收缩变形过大产生裂缝，并且可提高抗碳化能力。采用正交法确定再生大体积混凝土最优配合比，添加粉煤灰等减小再生混凝土的水化热，避免温度应力过大造成裂缝。斜面分层推移式连续浇筑降低水化热高峰，确保振捣全覆盖。利用再生混凝土预埋的冷却循环水系统调节再生混凝土内部温度变化，预埋循环系统管网内的流动水吸收再生混凝土内部温度导致末端管口可流出温水，可采用温水喷洒至表面，提高表层混凝土温度，降低再生混凝土内外温差。^[2]

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

再生粗骨料生产→再生混凝土生产→施工准备→再生混凝土浇筑方案确立→绑扎钢筋、安装模板（清理、湿润）→再生混凝土运输→卸料→浇筑、振捣→平整、养护（覆膜保湿）→拆除模板

2.2 操作要点

2.2.1再生粗骨料的生产

再生粗骨料可采用鄂式破碎机进行破碎，筛分机进行筛分，常规再生粗骨料是专门的再生粗骨料加工厂生产的。由于孔隙率高是再生粗骨料的特点，该特点使再生混凝土的抗碳化能力下降。需厂家对再生粗骨料进行预浸处理，在20℃的酸性环境中把再生粗骨料浸泡24h，然后用水洗涤再生粗骨料以除去酸性溶剂。再生粗骨料在水中浸泡24h，以确保酸或粘性砂浆残留物的排出。上述酸性溶液为0.1mol的盐酸或硫酸溶液。经处理的再生粗骨料拌制混凝土，混凝土的干缩性减小、耐久性增强。

2.2.2 再生大体积混凝土的生产

再生混凝土正交试验力学性能表

根据正交试验分析，再生大体积混凝土的最佳配合比为：水胶比控制在0.40，用30%的再生混凝土骨料替代天然粗骨料，聚羧酸盐高效减水剂掺量为3.5%，粉煤灰掺量20%。掺入粉煤灰的质量标准不得低于Ⅰ级。高性能膨胀剂掺量为20%。最好选用P.O52.5普通硅酸盐水泥，以便有效降低水化热。随着再生粗骨料在混凝土混合料中比例的提高，再生混凝土的和易性下降。一方面通过控制再生粗骨料的含水量，另一方面通过增加高效减水剂来解决。可用聚羧酸高效减水剂，含量约为3.5%。坍落度试验符合大体积混凝土坍落度140～160mm的要求。

2.2.3 再生大体积混凝土的运输

再生混凝土运输车辆应根据施工现场实际情况具有防晒、防雨和保温措施。严禁再生混凝土拌合物在运输中产生分层、离析现象。应将搅拌罐中积水排尽再进行装料，严禁向搅拌罐中的再生混凝土加水。在卸料前补充外加剂时，搅拌运输车应快速搅拌，且时长不应小于2min。再生混凝土从装料至卸料的运输时间不宜大于1小时，若运送时长较长，导致坍落度大于180mm，应在试验确定后加入适量减水剂重新拌合使其满足和易性要求。

2.2.4 再生大体积混凝土的浇筑、振捣施工

再生混凝土浇筑方案应根据现场情况、再生混凝土供应量、浇筑时间等确定泵的数量及位置。浇筑前，清除模板内的杂物并涂刷隔离剂。再生混凝土整体连续浇筑厚度应控制在300mm以内。斜面分层推移式连续浇筑应缩短间隙时间，在下层再生混凝土初凝前完成上层再生混凝土浇筑，当上下层间隙时间超过再生混凝土的初凝时间，层面应按施工缝处理。^[3]采用插入式振捣器应迅速插入缓慢拔出，移动间距应小于振捣器作用半径（一般为25cm以内），振捣器插入下层混凝土内的深度应大于50mm，用于消除两层之间的接缝。振捣上层混凝土时，应在下层混凝土初凝前进行。每次插入振捣的时间为20～30s，以混凝土不再显著下沉，不出现气泡，开始泛浆时为宜。再生混凝土表面可采用长刮杠刮平，木抹子拍实搓压后，再用压光机进行表面压光，保证表面的密实度和光洁度，减缓混凝土表面失水速度，防止表面龟裂。^[4]不宜在气温低于5℃时施工，如必须施工应采取保暖抗冻措施。雨天施工应采取遮雨措施。

2.2.5 再生大体积混凝土的养护

浇筑前用薄壁导热性良好的钢管或定制连续尼龙管，绑扎牢固，避免浇捣过程中脱落渗漏、移位、堵塞。浇筑完毕后，立刻铺设保温层。利用再生混凝土预埋的冷却循环水系统调节再生混凝土内部温度变化，预埋循环系统管网内的流动水吸收再生混凝土内部温度导致末端管口可流出温水，可采用温水喷洒至表面，提高表层混凝土温度，降低再生混凝土内外温差。^[3]在结构平面的对称轴和对角线上进行温度监测点设置，及时的反映现场温度的变化情况。平均温度小于等于5℃施工的再生混凝土面应采用阻燃保温被覆盖等保温措施。应分层拆除保温覆盖层，当再生混凝土表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。拆模后，地下结构应及时回填土，地上结构不宜长期暴露在自然环境中。^[5]

3 材料控制

再生粗骨料应符合现行国家标准《混凝土用再生粗骨料》GB/T 25177的Ⅰ级标准。再生粗骨料的替代率30%最佳，掺入粉煤灰的质量标准不得低于Ⅰ级。不同品种水泥不得混合使用，宜选用P.O52.5普通硅酸盐水泥。再生大体积混凝土的配合比应按《再生混凝土结构技术标准》JGJ/T 443-2018的规定，进行再生混凝土正交力学试验确定配合比。为提高再生混凝土的抗裂性能，可掺入0.7kg/m³～0.9kg/m³的聚丙烯纤维。

4 质量控制

再生混凝土施工质量执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2015、《大体积混凝土施工标准》GB50496-2018、《再生混凝土结构技术标准》JGJ/T 443-2018的相应条款。对再生大体积混凝土采用的再生粗骨料必须严格检验，防止不符合要求的废混凝土用于再生混凝土的生产。再生大体积混凝土在生产时要充分考虑材料吸水率，在振捣时，避免过振和漏振。浇筑前认真检查钢筋、模板，做到不漏浆、不变形。再生混凝土结构应严格制定养护方案，派专人负责养护工作。

5 安全措施

认真贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产方针。落实安全责任，实施责任管理。当发生堵管现象时，应反转泵机使再生混凝土重返料斗，不得强行加压泵送，以防发生炸管等事故。泵送再生混凝土浇筑时，严禁泵管前端站立人员，防止混凝土泵喷浆伤人。特殊工种必须持证上岗，严守操作规程。施工时间合理安排，防止疲劳作业。

6 环境保护措施

严格遵守国家和地方政府的有关环境保护的法律、法规和规章。加强对噪音、扬尘、废水废渣的控制和治理。驶离工地的车辆应进行冲洗，避免污染市政道路。污水排入现场的明沟及沉淀池。施工场内道路进行洒水降尘。按照相关要求规范对施工现场进行管理，进入施工现场的材料、设备、拆除的周转材料等整齐堆放。

结语

再生混凝土的生产过程同普通混凝土几乎一致，差距仅存在于再生混凝土中使用了天然骨料和再生骨料两种骨料（混合比为7:3）。目前市场上天然粗骨料的价格远高于再生粗骨料的价格，故每方再生混凝土成本略低，可提高经济效益。废旧混凝土作为部分粗骨料，减少了不可再生资源的使用量，同时减小废旧混凝土的排放和弃置。我国天然骨料资源丰富，但自然资源并不是取之不尽，用之不竭的。废旧混凝土再生利用，节约了砂石等天然资源，并减少采矿造成的温室气体排放，对保护我国生态环境平衡和可持续发展的意义重大。

参考文献

[1]王灵秀,蔡素燕,项斌峰,张利俊,邱洪华,秦宪明.有限元模拟分析大体积再生混凝土的开裂风险性[J].中国建材科技,2019,28(02):67-71.

[2]王凌秋.防止高原地区大体积混凝土裂缝施工技术[J].黑龙江科技信息,2012,{4}(23):250.

[3]李宗才. 大体积混凝土裂缝控制与工程应用[D].青岛理工大学,2014.

[4]刘波. 严寒地区超厚大筏板基础施工工法的研究[D].沈阳建筑大学,2014.

[5]吴元昌,黄鑫,张宇. 用于与跳仓法结合控制混凝土裂缝施工的膨胀加强带结构[P]. 广东省：CN209243778U,2019-08-13.