廢棄混凝土綜合應用研究

李滟浩　孫華銀

摘 要：廢棄混凝土的再生利用具有較為廣泛的前景，分析總結了目前國內外主要回收利用辦法，主要包括：制備再生粗集料及再生細集料部分取代石子和砂制備新混凝土；制備再生細集料拌制砂漿；制備大尺度混凝土塊直接填充在構件內；作為路基基層材料使用。

關鍵詞：廢棄混凝土；回收；再生集料；大尺度；取代率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.111

1 前言

時至今日，混凝土已經成為用量最大的工程材料。但是，建筑物的拆除與修建過程中都將產生大量的混凝土廢棄物。據估算，僅2011年我國舊建筑物拆除產生的建筑垃圾至少達到31368.52萬t，建筑垃圾中，混凝土占比一般為48.35%左右。

我國對處理廢棄混凝土的方法主要為直接填埋或野外堆放，新修建筑物所拌制的混凝土大部分采用新開采的石子、水泥、砂等。無論是廢棄混凝土的處理，還是新混凝土的生產都對環境造成極大的破壞。因此，有效將廢棄混凝土回收利用，不僅可以大大減小建筑垃圾排放量，同時可減小因石子開采帶來的環境破壞。

歐美以及日本等國家對廢棄混凝土已經進行了較長時間的研究，且已經實現了對廢棄混凝土的較大規模利用。國外大部分研究為主要將廢棄混凝土處理后作為新拌制混凝土骨料進而加以利用。我國在將廢棄混凝土作為再生骨料以及其他方面也有大量學者進行了研究，并取得了豐碩的成果。

2 再生粗集料

2.1 廢棄混凝土加工

目前國內外使用較廣泛的利用方式為將廢棄混凝土進行破碎之后替換或部分替換新拌混凝土中的粗集料，對廢棄混凝土做如下處理：

（1）清除雜質：進行初步的破碎、二次破碎、沖洗篩選等工藝，清除其中的鋼筋、塑料、玻璃等雜物；

（2）骨料強化：在保證合理的破碎情況下，可以采取加熱后再破碎，能有效提高再生骨料的品質；骨料破碎之后必要時可采取化學強化方法進一步提高再生骨料質量，浸泡使用材料主要包括聚合物、有機硅防水劑、純水泥漿等；

2.2 再生骨料取代率

同濟大學朱慈勉等通過大量實驗研究建議，取代率在不超過46%的時候，再生骨料混凝土在抗壓、抗拉及彈性模量方面具有良好的力學性能。替代率為30%時，再生骨料混凝土抗壓強度比相同級配下碎石混凝土低10%左右，沖切承載力僅降低約1.2%。

2.3 再生骨料級配

粗集料采用不同的級配對混凝土性能有直接影響，我國《混凝土用再生粗骨料》GB/T 25177-2010中將再生粗骨料按尺寸分為連續級和單粒級。使用連續級配效果較好。

2.4 再生骨料的其它技術指標

我國《混凝土用再生粗骨料》GB/T 25177-2010中除級配規定外，就再生骨料的其它技術指標也做了詳細規定，具體包括：微粉含量、泥塊含量、吸水率、針片狀顆粒含量、有害物質含量、雜物含量、堅固性、壓碎指標、表觀密度和空隙率、堿集料反應，總共10個指標，按照該10個指標將再生骨料分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類共3個類別，其中Ⅰ類再生骨料品質最高。

3 再生細集料

在廢棄混凝土破碎過程中，尤其是多次破碎的方法中，將得到一定量粒徑小于5mm的集料，可用作再生混凝土的細集料而加以利用。朱效榮，孫輝在開展廢棄混凝土塊再生循環集料的研究中發現，再生粗集料和再生細集料的使用將大大降低拌合物的塌落度，需增加用水量百分數約為15%，高達25kg/m3。再生細集料還可作為砂漿集料，替代傳統砂漿中的砂子。

4 大尺度廢棄混凝土再生利用

再生集料的破碎與強化需消耗大量能量。對此，華南理工大學和西安建筑科技大學的吳波、趙新宇、楊勇展開了對大尺度廢棄混凝土的運用研究，研究中使用的廢棄混凝土塊尺寸達到50～300mm，廢棄混凝土塊不參與混凝土拌和，主要將廢棄混凝土塊作為鋼管混凝土、外置鋼板再生混合墻、混合樓板以及再生混合鋼筋混凝土構件的填充料按一定比例直接進行填充，澆筑鋼管再生混合柱等構件。研究成果已經在廣東省紫金縣文化活動中心工程和廣州市一品湖山住宅小區工程得到良好應用，使用結果表明，取代率為20%～30%時力學性能與經濟性較好。

5 舊水泥混凝土路面再生利用

當水泥混凝土路面破壞較嚴重時，可將路面板拆除，徹底打碎后，摻入乳化瀝青重做為瀝青路面；也可再摻入部分水泥，制作碾壓混凝土，成為再生貧混凝土做路面剛性基層或面層。陳強在其博士論文中對舊水泥混凝土面板再生集料做半剛性基層的耐久性和設計參數進行了一系列研究，并推薦了耐久性水泥穩定再生集料的設計參數。

6 結論與展望

經過大量學者長期的研究，關于廢棄混凝土的再生利用主要表現為：

（1）將廢棄混凝土經破碎、篩分后作為新拌混凝土的粗集料或細集料加以利用，此類利用方式為目前比較成熟、使用也比較廣泛的形式，但將導致二次耗能，且在使用過程中需注意再生集料的各項技術指標。

（2）將廢棄混凝土塊經過初步破碎后，得到大尺度塊料，直接作為填料填入構件中，該使用方法能有效節能，若較好的控制取代率及施工工藝能獲得較好的使用效果，具有較好前景。

（3）將廢棄混凝土用作路基填料，該方法使用過程較簡單，能一定程度上減少建筑垃圾排放量，在施工過程中需注意壓實度問題。

（4）廢棄混凝土因產生部位不同、原標號不同等導致其性能差異較大，因此在再生使用過程中建議分類處理，劃分等級后使用。

參考文獻：

[1]吳波，趙新宇，楊勇.采用大尺度廢棄混凝土的再生混合構件研究進展[J].華南理工大學學報（自然科學版），2012（10）：174-183.

[2]朱慈勉，李壇.廢棄混凝土摻合型再生混凝土的力學性能[J].華南理工大學學報（自然科學版），2014（02）：50-55.

[3]中華人民共和國國家標準.混凝土用再生粗骨料（GB/T 25177-2010）[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.

項目基金：重慶市教委科技項目（KJ15012011），涪陵區科技項目（FLKJ，2015ABA1043）。

作者簡介：李滟浩（1989-），男，四川鄰水人，碩士研究生，主要從事橋梁工程、建筑材料等領域研究。