摘要：将废弃混凝土制成再生砂能够实现该种固体垃圾的资源化利用。以不同掺量的再生砂代替天然河砂，按标准试验方法研究了再生砂超高性能混凝土（UHPC）的各类力学性能，探究用再生砂制备UHPC的可行性。研究结果表明：根据再生砂UHPC的各种力学强度结果，再生砂在UHPC中的优选掺量为40%-60%。当再生砂的的替代率为60%时，再生砂UHPC具有较好的力学性能，其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、弹性模量依次为170.26MPa、19.45MPa、12.17MPa、50.65GPa，在该种情况下，再生砂UHPC的力学强度分别比对照组提高了1.88%、12.88%、8.27%、5.65%。此外，研究还发现随着再生砂替代率的增加，再生砂UHPC中的毛细孔的占比呈现出先增大后减小的趋势，这表明由于再生砂的掺加，在一定程度上可以优化再生砂UHPC的孔径结构。
关键词：超高性能混凝土；再生砂；力学性能；微观结构；孔隙率
1前言
进入到21世纪之后，国民经济取得了更加迅猛的发展，社会各发展建设领域也取得了长足的进步。公路交通的发展是最为基础性的建设内容，能够直观反映出同时期整个国民经济以及社会发展水平的高低。简言之，保障公路道路交通的安全，是关乎国计民生的大事。故此，在施工建设领域，运用高质量的施工控制技术很有必要。水泥混凝土路面施工技术凭借着独有的技术优点和质量控制保障性，在公路道路工程施工建设领域的应用越来越广泛。
2混凝土路面施工流程
关于混凝土路面施工方法及其技术操作，应具体结合工程项目特点以及所在施工地点的实际情况，包括地形地貌、环境条件、施工组织结构等。通常情况下，路面施工多采用综合机械作业的方式。基本流程如下：第一步，施工前的准备工作；第二步，测量放样与复测高程；第三步，清理路面基层；第四步，安装模板；第五步，对配制准备好的水泥混凝土进行浇筑；第六步，使用机械设备将浇筑过的混凝土路面抹平并压纹；第七步，拆除之前安装好的模板；第八步，切缝，养生并安装路缘石；最后，结合整个施工控制期间的质量监督和现场管理数据，严格审核，达到标准要求后竣工验收。
3试验
3.1试验材料
采用小野田PII52.5水泥、埃肯微细硅灰和珠海明惠I级粉煤灰。采用南京苏博特新材料有限公司生产的固含量为40%的减水剂，其减水率大于33%。试验采用的细骨料为天然河砂，细度模数2.68，表观密度2642kg/m3；对比试验采用的再生砂来自于中等强度（C35）等级的道路混凝土，其细度模数2.62，表观密度2586kg/m3。采用埃肯公司生产的平直钢纤维，其直径为0.20mm，长度为13.0mm。
3.2试验配合比
用UR0代表参考配合比，在该配合比中再生砂的掺量为0%。UR20、UR40、UR60、UR80、UR100分别表示再生砂的替代率依次为20%、40%、60%、80%和100%。为了保证不同类型UHPC的工作性能一致，调整其减水剂的掺量，使其坍落扩展度基本相同（55010mm）。
3.3试验方法
再生砂UHPC的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量均参照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081—2002）执行，其中抗压强度和劈裂抗拉强度采用100100100mm的试件，抗折强度、弹性模量分别采用100100400mm、100100300mm的试件。采用压汞试验测量了再生砂UHPC的孔隙率和孔径分布，所用的压汞仪器为MicromeriticsIV-9510。
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4试验结果与分析
4.1抗压强度
随着再生砂替代率的增加，UHPC的抗压强度呈现先增大后减少的趋势。UR0，UR20，UR40，UR60，UR80，UR100的抗压强度分别为167.12、170.18、173.74、170.26、167.69、163.75MPa，这表明当再生砂的替代率低于80%时，再生砂UHPC的抗压强度高于对照组；当再生砂的替代率为100%时，再生砂UHPC的抗压强度略低于对照组。对再生砂UHPC的抗压强度而言，再生砂的最优掺量为40%，在这种情况下，再生砂UHPC的抗压强度比对照组提高了3.96%。由于UHPC内含水量非常低，UHPC的抗压强度主要取决于其内部的集料和胶凝材料的堆积密度。当天然砂被比其细度模数更小的风积沙替代时，导致UHPC混凝土的堆积密度在一定范围内是增大的。
4.2抗折强度
与UHPC的抗压强度变化规律一致，随着再生砂替代率的增大，UHPC的抗折强度也表现出先增大后减少的趋势。UR0，UR20，UR40，UR60，UR80，UR100的抗折强度分别为17.23、18.22、18.73、19.45、17.89、17.38MPa，这表明不管再生砂的替代率为多少，再生砂UHPC的抗折强度均高于对照组。对再生砂UHPC的抗折强度而言，再生砂的最优掺量为60%，在该种情况下，再生砂UHPC的抗折强度比对照组提高了12.88%。
4.3劈裂抗拉强度
与UHPC的抗压强度、抗折强度变化规律一致，随着再生砂替代率的增大，UHPC的劈裂抗拉强度也表现出先增大后减少的趋势。UR0，UR20，UR40，UR60，UR80，UR100的抗折强度分别为11.24、12.00、12.11、12.17、11.35、10.97MPa，这表明当再生砂的替代率低于80%时，再生砂UHPC的劈裂抗拉强度高于对照组；当再生砂的替代率为100%时，再生砂UHPC的劈裂抗拉强度低于对照组。对再生砂UHPC的劈裂抗拉强度而言，再生砂的最优掺量为60%，在该种情况下，再生砂UHPC的抗折强度比对照组提高了8.27%。
4.4弹性模量
与UHPC的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度变化规律一致，随着再生砂替代率的增大，UHPC的弹性模量也表现出先增大后减少的趋势。UR0，UR20，UR40，UR60，UR80，UR100的弹性模量分别为47.94、48.15、48.83、50.65、46.78、44.37GPa，这表明当再生砂的替代率低于60%时，再生砂UHPC的弹性模量高于对照组；当再生砂的替代率高于80%时，再生砂UHPC的弹性模量低于对照组。对再生砂UHPC的弹性模量度而言，再生砂的最优掺量为60%，在该种情况下，再生砂UHPC的弹性模量比对照组提高了5.65%。混凝土所采用骨料的刚度和内部界面过渡区的数量，对其弹性模量影响较大。一般来讲，再生砂的刚度会低于天然河砂的刚度，从这个角度来讲，由于再生砂的掺加会导致UHPC的弹性模量降低。
4.5孔径分布和孔隙率
随着再生砂替代率的增大，UHPC的孔隙率表现出先减小后增大的趋势。UR0，UR20，UR40，UR60，UR80，UR100的孔隙率分别为2.27%、2.22%、2.16%、2.13%、2.29%、2.32%，这表明当再生砂的替代率低于60%时，再生砂UHPC的孔隙率低于对照组；当再生砂的替代率高于80%时，再生砂UHPC的孔隙率高于对照组，这与前文中再生砂UHPC的各种力学性能先增大后减小的实验结果基本一致。对再生砂UHPC的孔隙率而言，再生砂的最优掺量为60%，在该种情况下，再生砂UHPC的孔隙率比对照组减小了6.17%。
5结语
公路道路施工的施工质量，直接关系到地区内经济的发展建设、人们出行的财产与生命安全，故此，道路施工质量的控制一直都是施工监管的重中之重
参考文献
[1]陈胜.混凝土路面施工技术[J].黑龙江交通科技，2017，40（11）：59-60.
[2]王淑兰.市政道路改性沥青混凝土路面施工技术[J].建筑知识，2016（9）：224.
论文作者:毛汗青
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：抗压强度论文; 弹性模量论文; 强度论文; 抗拉强度论文; 孔隙论文; 对照组论文; 混凝土论文; 《基层建设》2019年第15期论文;