把握再生混凝土質(zhì)量，提高使用價值的分析研究

張新華 戴懷如 王運(yùn)波 朱佳雯 孔俏瑜

摘 要：將廢棄混凝土再利用解決環(huán)境污染問題，但加工成再生骨料制作成再生混凝土存在不少缺陷制約其推廣運(yùn)用。研究再生粗骨料的不同取代率情況下混凝土的工作性、力學(xué)性能和耐久性能。結(jié)果表明，在使用再生粗骨料取代部分天然粗骨料對混凝土的流動性、黏聚性和保水性影響不大，混凝土體積密度有所降低，混凝土坍落度保留值略有增加；隨著取代率的提高，抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度有下降趨勢；分析改進(jìn)再生混凝土性能對提高混凝土質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)有利。

關(guān)鍵詞：混凝土 再生粗骨料 耐久性 可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（a）-0007-01

我國建筑業(yè)快速發(fā)展的同時也產(chǎn)生了大量的廢舊混凝土，據(jù)了解只有小部分充當(dāng)?shù)缆贰⒔ㄖ锏幕A(chǔ)墊層和填筑海岸，作為建筑垃圾填埋占絕大多數(shù)，這不僅占用大批土地甚至耕地，而且還對環(huán)境造成污染。處理利用廢棄混凝土，制作再生混凝土是實現(xiàn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。再生混凝土技術(shù)是將廢棄混凝土經(jīng)過清洗破碎分級并按一定比例相互配合后作為部分或全部骨料配制混凝土的技術(shù)。1970年后國外對再生混凝土的研究興起，前蘇聯(lián)、德國、日本等走在世界前沿。1993年我國才有人認(rèn)識到廢棄混凝土的可利用性，而后有在機(jī)場工程的道面、道肩及平行公路上的應(yīng)用研究，但技術(shù)還很不成熟，甚至出現(xiàn)了許多失控現(xiàn)象出現(xiàn)，到今天還有管理部門明確不允許使用再生混凝土制作墻體材料，對于再生混凝土認(rèn)識和利用還需要走很長的路。

1 再生混凝土存在的不足

目前對再生混凝土的研究主要針對材料性能上，有關(guān)其結(jié)構(gòu)性能的運(yùn)用研究不足。當(dāng)然，這不能責(zé)怪人們對其研究的片面，當(dāng)對一種材料的材性未能有把握控制時，談何運(yùn)用問題。但是，再生混凝土運(yùn)用的研究需要一個完整的研究體系。

1.1 再生混凝土配合比設(shè)計問題

由于廢舊混凝土的來源、雜質(zhì)、強(qiáng)度等特性的不穩(wěn)定，給再生混凝土配合比設(shè)計帶來很大的困難，一般都按照一定比例替代原生粗骨料的方式進(jìn)行，但是這種方法有局限。作者認(rèn)為，要從廢舊混凝土的自身分析處理做起，把舊混凝土像原生粗骨料一樣，形成自身性能相似的大批量，然后再進(jìn)行分別摻和運(yùn)用，這樣才能控制再生混凝土質(zhì)量。

1.2 再生混凝土的耐久性問題

人們認(rèn)識現(xiàn)代建筑產(chǎn)品時，強(qiáng)調(diào)的是建筑物生命周期總成本而非首期建筑成本，有許多發(fā)達(dá)國家中有40%以上的投資用于修復(fù)和維護(hù)現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)，不斷上升的維修成本及其建筑總成本核算分析，促使技術(shù)人員必須考慮材料的耐久性問題，而且材料的耐久性與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系緊密。但人們對再生混凝土的耐久性能、抗火性能的研究并不多，但這卻是再生混凝土發(fā)展關(guān)鍵，假如再生混凝土克服了耐久性這一關(guān)，那么其運(yùn)用的道路就打開了。

1.3 成型后再生混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度

關(guān)于人們對再生混凝土強(qiáng)度的研究較多，資料顯示與普通混凝土強(qiáng)度影響不同的是舊混凝土的原生強(qiáng)度、使用情況、再生骨料破碎工藝、再生骨料級配及含水率、再生骨料替代比例等等因素，造成再生混凝土強(qiáng)度的規(guī)律性差。所以需要關(guān)注以下問題。

1.3.1 再生骨料的強(qiáng)度

由于再生骨料表面包裹著的水泥砂漿強(qiáng)度較低，大塊混凝土破碎時損傷積累，再生骨料內(nèi)部存在大量細(xì)微裂縫強(qiáng)度下降，故一般將再生骨料用于中低強(qiáng)度混凝土，試驗分析出配制高強(qiáng)度再生混凝土?xí)r，再生骨料的來源對其強(qiáng)度影響最大，配制中低等強(qiáng)度時，影響愈小。

1.3.2 再生骨料外形和吸水

由于再生骨料表面黏附部分水泥砂漿，使其顆粒表面的粗糙度大為增加，加上破碎舊混凝土?xí)r部分石子因受力而沿紋理開裂，形成新的粗糙表面，棱角效應(yīng)增強(qiáng)，改善了骨料的粒形，增加了骨料的堅固性，加強(qiáng)粗骨料的機(jī)械粘結(jié)作用，還會抑制各種應(yīng)力下的裂紋發(fā)展，對再生混凝土強(qiáng)度增加有利。再生骨料的吸水率遠(yuǎn)高于天然骨料，同樣水灰比狀態(tài)下，再生混凝土的有效水灰比會減小，利于混凝土強(qiáng)度提高。由于再生骨料部分為表面包裹砂漿的石子，少部分為表面粗糙的石子以及部分大孔隙的砂漿顆粒，破碎再生骨料產(chǎn)生大量的裂縫，在拌制混凝土?xí)r再生粗骨料吸水量大，再生粗骨料的組成與表面性狀使再生混凝土的坍落度普遍偏小，甚至測不出擴(kuò)散度。

1.3.3 界面結(jié)合性能

由于骨料與水泥砂漿的彈性模量相差較大，在水泥硬化的水化熱產(chǎn)生溫差，使得骨料與水泥砂漿界面成為最薄弱部位，易產(chǎn)生細(xì)微裂紋，當(dāng)混凝土受力時，界面處的破壞發(fā)展較快。而且有水泥砂漿包裹的再生骨料顆粒與水泥漿之間的彈性模量差距較小，受力時，界面處產(chǎn)生的應(yīng)力差減小，產(chǎn)生裂紋的趨勢減弱而利于混凝土強(qiáng)度略增。一般地同一水灰比的再生混凝土的28 d抗壓強(qiáng)度約低15%。

1.4 替代率問題

再生混凝土的抗壓強(qiáng)度隨再生骨料用量的增加而降低，在水灰比相同的狀態(tài)下，替代率小于30%，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度降低不多，但是超過30%的替代率，再生混凝土的強(qiáng)度降低越來越明顯。

2 再生混凝土的發(fā)展趨勢

2.1 高性能趨勢發(fā)展

高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土，是以耐久性作為設(shè)計的主要指標(biāo)，針對不同用途要求，對下列性能重點予以保證：耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。利用工業(yè)廢渣加工成礦物摻合料取代部分水泥用于再生混凝土生產(chǎn)，可以解決部分工業(yè)污染問題，少用水泥，提高再生混凝土的耐久性能。

2.2 再生混凝土組合結(jié)構(gòu)

由于再生混凝土的力學(xué)、耐久和變形等技術(shù)指標(biāo)比普通混凝土低，影響到再生混凝土結(jié)構(gòu)性能使其在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用受阻。如采取組合結(jié)構(gòu)能使鋼材（或鋼纖維等增強(qiáng)材料）和混凝土各自發(fā)揮材料性能優(yōu)勢，再生混凝土的缺陷有所補(bǔ)償，即組合結(jié)構(gòu)采用再生混凝土，發(fā)揮組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，但前提是再生混凝土自身要有穩(wěn)定的性能。

3 結(jié)論

由再生混凝土制成的再生粗集料的孔隙率大、吸水率大、堆積密度小、壓碎指標(biāo)值較高的缺陷，限制了其使用范圍，如果對再生粗集料進(jìn)行強(qiáng)化和預(yù)處理、改善再生粗集料的粒形、去除其表面附著的水泥砂漿、減小再生粗集料的孔隙率等措施來提高再生粗集料的性能，改善再生混凝土性能，讓其更符合建筑業(yè)的技術(shù)需求。

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