淺談再生混凝土的研究與發展

秦亞茹 張曉航

(鄭州大學 土木工程學院,河南 鄭州 450001)

無論是最初的素混凝土還是鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土、加氣混凝土、泡沫混凝土、復合纖維混凝土等，建筑材料中總有不變的混凝土材料，混凝土材料在歷史上可以追溯到很遠的年代，至今，它已經成為世界上用量最大的人造材料。然而，組成混凝土的砂石骨料雖然價格低廉，來源廣泛，但是由于它們被隨意的開采，已經嚴重影響到了自然環境的平衡。

1 混凝土的發展

最初的膠結材料是黏土、石膏、氣硬性石灰，后采用火山灰和氣硬性石灰、水硬性石灰等。1824年，發明水泥后，混凝土的膠結材料產生質的飛躍。由于混凝土的技術不斷進步，特別是近期以來的快速發展，世界各國使用混凝土的平均強度不斷提高。從剛開始的強度等級C10到目前的C60,甚至是C100，性能高的混凝土被越來越多的建筑應用。

2 混凝土的研究進展

從一定意義上來說，減少水泥的用量，對社會效益和人類生存環境的可持續發展有較大的幫助，然而只僅僅降低水泥的用量來達到節約材料是遠遠不夠的，廢棄的混凝土如果可以回收利用則可以大大節約建筑材料，減少對環境的污染。混凝土是否能夠長期被作為最主要的建筑材料，關鍵在于它是否能夠成為可持續發展的材料。如果混凝土材料與環境能夠協調好，相處融洽，那么，混凝土就能夠成為一種可持續發展的材料。

3 再生混凝土的形勢

再生混凝土就是將廢棄的混凝土塊經破碎、清洗、分級和按一定比例配合后得到的“再生骨料”作為部分或全部骨料代替天然骨料配制成的混凝土。

混凝土的骨料砂石屬于不可再生資源，它們的形成需要漫長的地質年代。無限制的開采，只會把我們陷入天然骨料短缺的困境，就像煤、石油一樣。由于拆遷重建產生的廢棄混凝土對環境的污染也很嚴重，如果只是單純的對巨大的建筑垃圾運往郊外堆放、填埋等處理是不行的，對此，國內外的學者提出來再生混凝土這個想法，通過實驗分析再生混凝土的基本性能（主要是力學性能），研究結果表明再生混凝土基本滿足普通混凝土性能的要求，雖然再生混凝土的強度低于原混凝土的強度，但還是可以應用于建筑的。

4 再生混凝土的基本性質

在普通混凝土中，骨料的作用主要表現在剛性骨架和減緩裂縫延伸等方面，骨料特性對混凝土的工作性、強度、耐久性等各項性能都有很大的影響。混凝土是一種各向異性的非均質多相復合材料，骨料的加入對混凝土進行填充，骨料可以直接傳遞混凝土所受荷載，因而提高了混凝土的強度，改善了混凝土的變形性能。

因此，再生混凝土的骨料的粒形優劣關系到骨料的堆積密度和空隙率，進而影響再生混凝土的強度和耐久性。再生骨料的表面有砂漿、水泥，其表面的粗糙程度比天然骨料大，邊界輪廓分明和棱角多，了解混凝土基本的知識，我們可知道骨料的表面越粗糙，骨料與水泥的膠結能力越好，所以再生骨料的膠結能力好。并且其表面有少許水泥，它的親水性比較好，當再生骨料于水泥重新配合攪拌時，能很快的粘結在一起。常用的天然骨料吸水率和吸水速度都很小，然而，對再生混凝土骨料來說，因為其棱角多，表面粗糙，內部有大量的微裂縫，所以，再生骨料的吸水性和吸水速度比天然骨料大的多。這對后期再生混凝土凝結、硬化以及使用過程產生較大的收縮變形，加速裂縫的發展，影響外觀，嚴重時影響使用。基于此，必須對再生骨料進行沖洗，清洗其中的黏土及有害物質，這是因為黏土不僅增加混凝土的用水量，還會降低混凝土的強度，增加混凝土的干縮。

5 再生混凝土的應用實例

目前，我國再生骨料混凝土已經在一些道路上、建筑上進行了運用，收到不錯的效果。查閱資料可了解到，青島市海逸景園工程第二十四層的結構部位采用C40再生混凝土進行澆筑，混凝土使用量約320m3。經專家鑒定，雖是國內第一次將C40再生混凝土批量用于工程，但卻可以達到國際先進水平。開封地區在開蘭路改建工程和國道310線過境改線過程中也是使用了再生混凝土，在施工過程中沒有采用特殊手段，使用多年之后，與其他相鄰普通路段沒有什么不同。該工程的研究表明再生混凝土除耐磨性稍差之外與普通混凝土無明顯差別。事實上，我國對再生混凝土的研究比較晚，對再生骨料的應用大多還是處于試驗、謹慎使用的狀態，缺乏較為系統的技術，對再生混凝土性能了解還不全面。

6 小結

再生混凝土的應用，一方面可以解決由于大量廢棄的混凝土的處理困難和其對環境的負面影響等問題，另一方面再生骨料代替天然骨料，減少了對天然砂石的開挖，節約了天然砂石材料。但是，由于再生混凝土自身的性能某些缺陷，還有現今的技術不足，再生混凝土只能用于一些簡單的建筑。另外，制造再生混凝土還要花費大量的人力物力，需要的資金要高于普通混凝土，社會經濟效益得不到補償。因此，這需要我們不斷地對再生混凝土改革創新，使它更能有利于工程使用。

[1]趙俊等.建筑垃圾的減量化與資源化[J].粉煤灰，2001（2）：3～6.