淺談再生混凝土利用現(xiàn)狀研究

【摘要】現(xiàn)代社會(huì)城市化進(jìn)程的加快，使廢棄混凝土與日俱增而天然骨料資源日益枯竭，再生骨料和再生混凝土成為發(fā)展必然。對(duì)再生骨料進(jìn)行改性以及采用合理的再生混凝土配制技術(shù)可以解決再生混凝土應(yīng)用中存在的問題，再生混凝土的產(chǎn)業(yè)化符合國(guó)家節(jié)能減排、綠色、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

【關(guān)鍵詞】再生混凝土；再生骨料；利用現(xiàn)狀

前言：由于普通混凝土材料要使用大量的水泥、粗集料，生產(chǎn)這些要耗費(fèi)大量的石料等原生材料，而這些原生材料隨著日益的消耗終將枯竭，如果不采取必要的措施，人類社會(huì)的建設(shè)將面臨無材可用的地步$再生混凝土的研究應(yīng)用不僅使建筑垃圾得以再生利用，節(jié)省了自然資源，解決了陳舊建筑物拆除后垃圾處理等難題，減輕了建筑垃圾對(duì)城市環(huán)境的污染，與自然環(huán)境協(xié)調(diào)共生，為人類構(gòu)造舒適的生活環(huán)境。

1.再生混凝土的概念

再生混凝土又叫做再生骨料混凝土，是將廢棄混凝土經(jīng)過清洗、破碎、篩分按一定比例得到再生骨料，部分或全部代替砂石等天然骨料（主要是粗骨料）配制成新的混凝土。從廣義上講，再生混凝土骨料是指經(jīng)過特定處理、破碎、分級(jí)并按一定的級(jí)配混合后形成的、滿足配制不同性能和使用要求的混凝土骨料。

2.再生混凝土的利用效益

廢棄混凝土再生骨料的應(yīng)用既可以減少?gòu)U棄混凝土排放量和對(duì)環(huán)境造成的二次污染，節(jié)省大量的處理費(fèi)用，又可以減少建筑業(yè)對(duì)天然砂石的消耗，保護(hù)自然資源和人類的生存環(huán)境，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)保效益，此外，在廢舊混凝土中有未水化的水泥顆粒，可以激發(fā)其進(jìn)一步反應(yīng)。利用再生骨料可以降低水泥的用量，從而減少因生產(chǎn)水泥所帶來的污染，并且在大型建設(shè)工程中使用再生骨料能夠產(chǎn)生巨大的利益，其利用效益主要包括以下4點(diǎn)：

2.1再生骨料的應(yīng)用可以解決大量混凝土廢棄物處理困難和由其引發(fā)的對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響等問題，同時(shí)可以節(jié)省大量的垃圾清運(yùn)費(fèi)用和處理費(fèi)用，并減少其處理對(duì)環(huán)境的二次污染。

2.2再生骨料的應(yīng)用減少了對(duì)天然砂石的開采，從根本上解決了大量的砂石開采對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

2.3雖然再生骨料的生產(chǎn)成本較天然骨料要高，但其所增加的費(fèi)用很容易由其他方面的效益所補(bǔ)償，因此，具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

2.4利用廢棄混凝土循環(huán)再生骨料，有利于維持生態(tài)環(huán)境的平衡和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

3.再生混凝土研究現(xiàn)狀

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展比發(fā)達(dá)國(guó)家滯后約半個(gè)世紀(jì)，目前國(guó)內(nèi)對(duì)廢棄混凝土的研究還不夠深入。而且，廢棄水泥混凝土再利用需要經(jīng)過一系列的加工和分離處理，成本相對(duì)較高，這又進(jìn)一步妨礙了廢棄混凝土利用的研究和使用進(jìn)程。

目前，國(guó)內(nèi)數(shù)十家研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)開展了再生混凝土的研究，如東南大學(xué)、武漢理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京建工學(xué)院等已經(jīng)開展利用城市垃圾制取燒結(jié)磚和再生混凝土技術(shù)的研發(fā)。如同濟(jì)大學(xué)開展了將水泥混凝土廢棄物用于道路工程基層、面層、土基及防護(hù)工程的研究，并在河南湖北等地的舊路改造中進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，還在同濟(jì)大學(xué)校內(nèi)采用水泥混凝土廢棄物加工料建設(shè)了一條道路。上海市政工程局以再生混凝土為水泥穩(wěn)定碎石骨料，作為高等級(jí)公路面層下的主要承重層，最近在滬太路改造工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。試驗(yàn)獲得的各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?？傊m然我國(guó)對(duì)再生混凝土的研究起步較晚，大多還處在試驗(yàn)室階段，但也取得了相應(yīng)的成果。

3.1原材料相同而配合比不同的原生混凝土破碎而得到的不同再生骨料

在實(shí)際工程中，混凝土原材料基本上是相同的，只是混凝土的配合比不同，原材料相同而配合比不同的原生混凝土破碎后所得到的不同再生骨料之間性質(zhì)存在何種差異？中南大學(xué)土木研究學(xué)院就這一問題作了探討。結(jié)論是與原生骨料相比，經(jīng)人工破碎而得到的再生骨料視密度小，吸水率與壓碎指標(biāo)大，含泥量大，顆粒偏粗；由原材料相同而配合比不同的原生混凝土破碎而得到的不同再生骨料，其性質(zhì)間存在的差異很小。該結(jié)論對(duì)于減小再生骨料與再生混凝土的質(zhì)量波動(dòng)是非常有意義的。

3.2再生粗骨料不同取代率對(duì)混凝土和易性及強(qiáng)度的影響規(guī)律分析

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì)再生骨料不同取代率對(duì)混凝土和易性及強(qiáng)度的影響規(guī)律的研究，得到的結(jié)論是：隨著再生粗骨料取代率的不斷增大，再生混凝土的流動(dòng)性將有所降低，但變化不大，而粘聚性和保水性將明顯得到改善；再生粗骨料取代率在0-50% 變動(dòng)時(shí)，對(duì)再生混凝土的強(qiáng)度影響較小，但超過此范圍時(shí)，將顯著降低混凝土強(qiáng)度。

3.3不同齡期再生骨料對(duì)再生混凝土性能的影響

浙江大學(xué)郭昌生等在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制備一批原生混凝土，分別養(yǎng)護(hù) 1d，28d，111d，采用顎式破碎機(jī)將其破碎制成再生骨料后分別制成再生混凝土，以研究不同齡期原生混凝土制得的再生骨料中水泥水化程度對(duì)再生混凝土性能的影響。結(jié)論是：1 d 齡期再生骨料中含有大量未水化的水泥，其在混凝土中可以繼續(xù)水化，從而對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生顯著影響。而對(duì)于 28 天與 111 天齡期再生骨料而言，其中水泥水化已基本完成，水泥的繼續(xù)水化對(duì)再生混凝土的強(qiáng)度貢獻(xiàn)甚微，此時(shí)，再生骨料的強(qiáng)度成為影響再生混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。

4.再生混凝土存在的問題

骨料不僅構(gòu)成了混凝土的骨架，而且在很大程度上決定著混凝土拌合物的工作性、硬化混凝土的力學(xué)性能以及其耐久性，而再生骨料具有孔隙率高、吸水性大、強(qiáng)度低等特征，這與天然骨料的性質(zhì)相差較大，因此導(dǎo)致再生混凝土在應(yīng)用中存在一些問題。

4.1強(qiáng)度問題：試驗(yàn)證明再生骨料配制的混凝土，隨著再生骨料的摻量增大，混凝土的抗壓強(qiáng)度降低，再生細(xì)骨料的摻入使得降低現(xiàn)象尤為突出，因此在配制再生混凝土?xí)r應(yīng)考慮再生骨料摻入量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。

4.2收縮率問題：再生骨料的顆粒棱角多，表面粗糙，組成中包含著相當(dāng)數(shù)量的硬化水泥砂漿，其本身孔隙率較大，且在破碎過程中內(nèi)部往往會(huì)產(chǎn)生大量具有一定尺寸的裂紋，因此與天然骨料相比，再生骨料的吸水率和吸水速率大得多。而吸水率高必然導(dǎo)致失水后混凝土的收縮增大，徐變?cè)龃?。收縮率高是再生混凝土的致命缺陷，因?yàn)槭湛s率高將使混凝土結(jié)構(gòu)裂縫較大且內(nèi)外貫通，環(huán)境中的水以及其他有害腐蝕性介質(zhì)很容易通過這些裂縫滲入混凝土內(nèi)，使得再生混凝土的防水性能與抗凍融性能降低。

4.3耐久性問題：相關(guān)試驗(yàn)研究，表明再生混凝土的耐久性較天然骨料混凝土的要差。由于再生骨料孔隙率較高，吸水率大，再生混凝土抗?jié)B性能較相同配合比的普通混凝土差，氯離子的滲透性也差。

5.結(jié)語：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，混凝土作為人類使用最大的建筑材料，其在制備過程中資源過度開發(fā)、能源大量消耗以及造成的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，同時(shí)建筑垃圾每年的大量產(chǎn)生而且沒有得到很好再利用，這都違背了人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)人類自身的生存環(huán)境所構(gòu)成的嚴(yán)重障礙和威脅。使用廢棄混凝土作為骨料生產(chǎn)再生混凝土，這是對(duì)資源的再生利用，可以保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源，真正實(shí)現(xiàn)了建筑廢棄混凝土的資源化、無害化。

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