新型再生混凝土材料★

蒙秋江 應(yīng)敬偉,2*

(1.廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，廣西 南寧 530004； 2.廣西理工科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，廣西 南寧 530004)

新型再生混凝土材料★

蒙秋江1應(yīng)敬偉1,2*

(1.廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，廣西 南寧 530004； 2.廣西理工科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，廣西 南寧 530004)

通過對(duì)當(dāng)前再生混凝土中摻和不同材料的分析，得出了新型再生混凝土材料的一些基本性能，其中包括：增強(qiáng)纖維可以有效地提高混凝土的粗糙度、收縮和耐久性特征;聚苯乙烯浸漬混凝土，可以減小預(yù)澆筑混凝土表面的滲透性；陶瓷骨料有利于陶瓷與水泥形成結(jié)合更加緊密的界面；利用礦山廢石制作的混凝土具有較好的流動(dòng)性、坍落度及工作性。

再生混凝土，纖維，聚合物，陶瓷

新型再生混凝土有別于傳統(tǒng)的再生混凝土，傳統(tǒng)的再生混凝土的再生骨料來源于破碎的混凝土中的再生石子和砂子，而新型的再生混凝土可以認(rèn)為是利用工業(yè)廢棄物來生產(chǎn)的混凝土，其中包括纖維、聚合物、陶瓷、石材廢料等，因此新型再生混凝土也具有與傳統(tǒng)再生混凝土不同的力學(xué)性能和耐久性。

1 纖維再生混凝土

纖維包括鋼纖維和其他形式纖維，例如廢舊尼龍和聚丙烯纖維等。鋼纖維混凝土已經(jīng)得到了很好的研究，鋼纖維能夠顯著提高混凝土的抗拉性能和韌性，其原因在于鋼纖維自身的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于混凝土，所以，鋼纖維也能增強(qiáng)再生骨料混凝土性能，將廢舊鋼絲摻和在再生骨料混凝土里面，同樣可以提高再生混凝土的韌性，但是對(duì)于再生混凝土的耐久性，通常情況下鋼纖維對(duì)其影響并不是很明顯。但也有部分學(xué)者研究表明：增強(qiáng)纖維可以有效地提高混凝土的粗糙度、收縮和耐久性特征[1,2]。SCHMIDT[3]的研究表明廢地毯纖維與包含尼龍和聚丙烯纖維一起可以形成一個(gè)很強(qiáng)的、抗水結(jié)合的混凝土。混凝土中廢水的使用導(dǎo)致混凝土毛細(xì)水吸附和砂漿微孔隙的降低，這可以提高材料的耐久性，鋼渣的回收可以成為環(huán)境保護(hù)的重要措施，目前鋼渣再生混凝土的研究也得到一些學(xué)者的重視，其原因在于大量的鋼渣堆放占用了大量的土地資源，因此將鋼渣用于鋪路和做成鋼渣混凝土就成為一種環(huán)保的做法。

2 再生聚合物混凝土

基于再生聚對(duì)苯二甲酸乙,采用松香，從聚合物混凝土中可以獲得許多良好的性能。這些性能與采用100%相同的天然材料，從聚合物混凝土中獲得的性能相同，且有利于解決環(huán)境問題和節(jié)約能源[4]。混合有廢乳膠漆的混凝土混合物可以提高其工作性，具有更高的抗彎強(qiáng)度、更低的氯離子滲透性，更好的抗除冰鹽表面剝落的性能，并更加經(jīng)濟(jì)，這是由于它們只是利用更加少量的減水劑和引氣劑，廢的乳膠漆有利于提高混凝土的抗折強(qiáng)度，并降低氯離子滲透性[5,6]。Mohammed研究表明，將廢乳膠漆作為外加劑，混凝土的耐久性可以顯著提高，對(duì)于廢乳膠漆混凝土的樣品，遭受300次凍融循環(huán)后，沒有檢測(cè)到明顯的有毒物質(zhì)的溢出[7]。在聚合物混凝土中，再生聚對(duì)苯二甲酸乙的使用，可以減小材料的造價(jià)，解決一些由塑料形成的廢棄物的問題，節(jié)約能源。所制備的聚合物混凝土顯示較低的表觀孔隙率、吸水率和較小的孔徑。采用聚苯乙烯浸漬混凝土，這樣可以減小預(yù)澆筑混凝土表面的滲透性，從而減小氯離子滲透速度并提高總體的耐久性。因此，再生聚合物混凝土不僅僅可以改善混凝土的性能，而且可以達(dá)到廢物利用的目的。由于再生聚合物的性能不穩(wěn)定，為了更高效地利用再生聚合物，建議考慮再生聚合物的來源，對(duì)廢聚合物進(jìn)行分類放置，按照不同類別澆筑混凝土，這樣便于控制聚合物性能，同時(shí)再生聚合物的長(zhǎng)期性能也有待于進(jìn)一步研究，即經(jīng)過若干年后，聚合物的有毒有害物質(zhì)是否泄露出來，這個(gè)還有待于研究。

3 再生陶瓷混凝土

CORREIA[8]通過對(duì)再生陶瓷骨料混凝土的抗拉和抗壓強(qiáng)度研究表明，采用再生陶瓷作為骨料是適合的。與天然骨料相比，陶瓷具有一些優(yōu)良的性能，首先利用廢陶瓷制作混凝土可以變廢為寶，其次陶瓷經(jīng)過煅燒，其耐高溫性能較強(qiáng)，且其變形性能比天然骨料大，這樣就可以使得用其制作的混凝土能夠吸收更多的沖擊能量，另外陶瓷表面的許多空洞，有利于陶瓷與水泥形成結(jié)合更加緊密的界面。由于陶瓷來源比較容易控制，這樣陶瓷的品質(zhì)就比較容易保證，進(jìn)而利用其制作的再生陶瓷混凝土的性能比普通再生骨料混凝土更加容易控制。對(duì)于再生陶瓷混凝土研究方法，比較常用的是按一定比例利用陶瓷取代天然粗骨料，然后研究不同骨料取代率下陶瓷混凝土的基本力學(xué)性能和耐久性。建議政府制定相應(yīng)的制度回收利用廢陶瓷，這將有利于陶瓷替代天然粗骨料，從而減少天然骨料的開采，保護(hù)自然資源和環(huán)境。

4 再生石材混凝土

采用花崗石和大理石作為骨料制備的混凝土可以提高其耐久性；大理石和花崗石的廢骨料可以用來提高其力學(xué)性能、工作性能和抗化學(xué)侵蝕性能[9]。利用礦石作為骨料形成的混凝土具有良好的性能，例如采用石粉配置混凝土，可以達(dá)到廢物利用的目的，石粉的摻量對(duì)混凝土性能有一定影響，當(dāng)石粉摻量合適時(shí)，石粉可以填充混凝土內(nèi)部的孔隙，達(dá)到優(yōu)化孔結(jié)構(gòu)的目的，當(dāng)石粉的摻量過多時(shí)，則影響混凝土級(jí)配，造成混凝土質(zhì)量下降。將廢的天礦石磨細(xì)后作為細(xì)骨料，可具有比天然和人工砂配合的混凝土更好的性能和更高的強(qiáng)度，這是因?yàn)殍F礦的硬度和韌性都比天然石灰?guī)r骨料等好很多，在混凝土中摻入全尾礦廢石骨料，可以達(dá)到資源化利用廢石的目的，且其摻量可以達(dá)到90%以上。采用全尾砂廢石骨料制備混凝土，可以延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間，其原因在于在水化反應(yīng)初期，水泥中產(chǎn)生游離的氫氧化鈣等膠凝材料，然后廢礦骨料的加入促進(jìn)了二次水化反映，使得膠凝材料體系中氫氧化鈣減少，中后期試塊的強(qiáng)度有所提高，利用全尾砂廢石骨料制備混凝土其強(qiáng)度可以達(dá)到80 MPa,實(shí)現(xiàn)混凝土的高強(qiáng)和高性能化，且能實(shí)現(xiàn)固體廢棄物資源化的目的。另外，利用礦山廢石也可以制備自密實(shí)混凝土，自密實(shí)混凝土的特點(diǎn)是具有較好的流動(dòng)性和坍落度，其體積也較穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)氣泡，不容易產(chǎn)生裂縫，初凝時(shí)間較為長(zhǎng)一些，終凝時(shí)間較為短一些，且表面平整，具有較好的耐磨性，便于施工，節(jié)省人力等。用尾礦廢石代替部分骨料配置的混凝土具有良好的工作性能、粘聚性、自密實(shí)性能，且具較好的流動(dòng)性和可泵性。利用干選廢石制作混凝土空心砌塊，其抗壓強(qiáng)度較高，同時(shí)可以達(dá)到利廢節(jié)能的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)新型再生混凝土研究現(xiàn)狀分析，得出結(jié)論如下：

1)增強(qiáng)纖維可以有效地提高混凝土的粗糙度、收縮和耐久性特征，廢地毯纖維與包含尼龍和聚丙烯纖維一起可以形成很強(qiáng)的、抗水結(jié)合的混凝土；

2)采用聚苯乙烯浸漬混凝土，可以減小預(yù)澆筑混凝土表面的滲透性，減小氯離子滲透速度并提高總體的耐久性；

3)混合有廢乳膠漆的混凝土混合物可以提高其工作性，具有更高的抗彎強(qiáng)度、更低的氯離子滲透性，更好的抗除冰鹽表面剝落的性能，并更加經(jīng)濟(jì)；

4)再生陶瓷混凝土中陶瓷表面的許多空洞，有利于陶瓷與水泥形成結(jié)合更加緊密的界面；利用礦山廢石制作的混凝土具有較好的流動(dòng)性、坍落度及工作性。

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[2] NAIK T R, CHUN Y M, KRAUS R N, et al. Precast concrete products using industrial by-products[J].Aci Materials Journal,2004,101(3):199-206.

[3] SCHMIDT H, CIESLAK M. Concrete with carpet recyclates: Suitability assessment by surface energy evaluation [J]. Waste Management,2008,28(Compendex):1182-1187.

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New recycled concrete materials★

Meng Qiujiang1Ying Jingwei1,2*

(1.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,GuangxiUniversity,Nanning530004,China;2.GuangxiScienceandTechnologyLabCenter,Nanning530004,China)

By the analysis recycled concrete blending with different materials, basic performance of recycled concrete material have been obtained: reinforcing fibers can improve the roughness of concrete, shrinkage and durability characteristics, pre-cast concrete impregnated in polystyrene can achieve higher permeation resistance， ceramic aggregate is in favor of a bond closer interface between ceramic and cement， concrete with aggregate that produced from waste ores has good mobility, slump and workability.

recycled concrete, fibers, polymers, ceramics

2015-04-07★:廣西大學(xué)科研基金資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：XJZ140232)；廣西人才小高地基金資助項(xiàng)目

蒙秋江(1991- )，男，在讀碩士

應(yīng)敬偉(1983- )，男，博士，講師

1009-6825(2015)17-0083-03

TU528

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