再生砼在綠色建筑施工中的應用探究

1前言

傳統建筑材料的制造過程消耗了大量的自然資源，如砂石和水泥，而建筑廢棄物的無序丟棄或填埋不僅占用了寶貴的土地資源，還對土壤和水體造成了污染。再生砼是通過將廢棄混凝土塊經過破碎、清洗、分級等處理后，與新骨料、水泥、添加劑及水按一定比例混合制成的一種混凝土。其在綠色建筑施工中的應用不僅能有效解決建筑廢棄物的處置問題，還能減少對天然骨料的需求，降低能源消耗和碳排放，展現出顯著的環境、經濟和社會效益。因此，深入研究和推廣再生砼技術對于推動建筑業向可持續方向發展具有重要意義。

2再生砼的原材料特性

2.1再生骨料

再生骨料來源主要是拆除的舊建筑物、道路工程廢棄混凝土等。與天然骨料相比，再生骨料具有較高的孔隙率和較高的吸水性，且具有較低的密實度和較低的表觀密度。上述性質對再生砼的力學性質有很大的影響。研究發現，與天然骨料相比，再生骨料的吸水率為 10% ～15% ，而天然骨料一般為 1%～3% 。因此，為了保證混凝土的工作性，在進行混合料的配制時，必須將附加用水的數量加以考慮。同時，由于再生骨料的壓碎指標偏高（ 15%～25% ），與天然骨料相比，其抗壓性能差，因此，在制備高強度等級再生砼時需要特別注意。圖1為一種再生骨料。

2.2水泥及外加劑

水泥作為再生砼的膠凝材料，其各項指標對混凝土的強度發展及耐久性能都有重要的影響。一般以普通硅酸鹽水泥為主，但對某些需要特定功能的再生砼可選擇專用水泥。外加劑對再生砼的影響很大，減水劑可以減少再生砼的耗水量，改善再生砼的工作性能及強度；引氣劑可以在混凝土中產生細小的泡沫，提高再生砼的抗凍融性能，提高混凝土的耐久性能；增強劑可增強再生骨料與水泥漿體的界面粘結強度，提高再生砼的整體性能。例如，在一次實驗中，摻入高效減水劑之后，再生砼的坍落度由 100mm 增加至 180mm ，既達到了工程的泵送需要，又使28d抗壓強度增加了約 15%^[2] O

3再生砼的配合比設計

3.1設計原則

再生砼配合比設計不僅要滿足普通混凝土的強度、工作性、耐久性等基本要求，還要充分考慮再生骨料的特性。因再生骨料的吸水性較大，為確保再生砼的水灰比準確，必須對其追加用水進行準確的計量。并在此基礎上，通過調節骨料級配和水泥用量等因素，改善其力學特性，使混凝土綜合力學性能達到最優。

3.2配合比設計方法

常用的混凝土配合比設計方法包括絕對體積法和假定密度法。絕對體積法基于各組成材料的絕對體積總和等于混凝土總體積的原則進行計算；而假定密度法則首先設定混凝土的表觀密度，然后根據各種材料用量之和等于混凝土總質量來確定配合比。在實際工程應用中，需要依據再生骨料的具體特性以及項目要求對這些方法進行適當的調整。以C30再生砼為例，通過大量試驗得到其初步配合比數據，如表1所示：

之后，在此基礎上對其進行了試驗，并對其工作性能、強度等各項性能參數進行了優選和調節。例如：若新配制的再生砼的坍落度不大，可以加大外加劑的摻入量或者調節砂率；在不能達到強度指標的情況下，可以通過加大水泥摻量或者選擇合適的骨料來實現

4再生砼的生產制備工藝

4.1再生骨料的加工處理

在對建筑垃圾進行分類處理后，要將其中的木材、塑料和金屬等雜質剔除。一般采用顎式破碎機、反擊式破碎機等。對粉碎后的再生骨料進行清理，清除其表層土壤及黏附的薄弱粒子，改善骨料的清潔程度。為了提高其使用效果，可以采取物理裹漿和化學處理等方法對其進行加固處理。物理裹漿就是將泥漿或聚合物乳液包覆于再生骨料的表層，以提高其與水泥槳體的結合能力；化學處理方法則是在混凝土中加入硅烷偶聯劑等改性材料，以提高骨料和水泥漿體之間的界面性能。

4.2再生砼的攪拌與運輸

為了確保各種組分的充分攪拌，對于再生砼應使用強制式攪拌機。為了保證再生砼的水分和混合材料的均勻分布，與正常的混凝土相比，攪拌時間需要延長一些，通常為 30～60 秒。在運輸期間，應采取有效的方法，避免離析和水分蒸發，使用攪拌運輸車，并依據運輸路程及溫度狀況，適當調節外加劑摻量，以確保再生砼運抵工地后具有良好的工作性能。

5再生砼在建筑施工中的應用

5.1主體結構中的應用

再生砼在建筑主體結構施工領域逐漸成為一種備受關注的材料，以框架結構建筑為例，部分工程項自已經開始嘗試在梁、板、柱等關鍵構件中使用再生砼。梁和板通常選擇強度等級介于C30和C40之間的再生砼，施工階段通過控制再生骨料的粒徑分布以及外加劑的添加量，確保再生砼的工作性能符合泵送與澆筑的要求。柱作為豎向承重構件，對再生砼的強度以及穩定性提出了更高的要求，通過優化配合比設計，適當增加水泥用量并合理應用增強劑，可有效提升再生砼柱的力學性能。在實際操作中，要嚴格控制再生砼的澆筑高度與振搗時間，確保密實度，實踐證明，精心設計的再生砼柱在承載能力和變形性能方面表現優異，能夠與普通混凝土柱相媲美，在建筑主體結構中得到有效的應用。

5.2非承重結構中的應用

再生砼在非承重結構中的應用日益廣泛，特別是在填充墻施工中，常用再生砼制成的小型空心砌塊，具有輕質、優良的保溫隔熱性能等優點。在施工過程中，需根據設計要求進行排磚與砌筑，嚴格控制灰縫的厚度與飽滿度，由于再生砼砌塊重量較輕，可以有效減輕建筑物的整體重量，降低基礎荷載，而出色的保溫隔熱性能則有助于提升建筑的節能效果，例如，在某一辦公樓項目中，采用再生砼小型空心砌塊作為填充墻材料后，檢測發現墻體的保溫性能相比使用普通砌塊提高了大約15% ，減少了冬季供暖和夏季制冷的能源消耗。地面墊層也是再生砼的一個重要應用領域，在常規建筑工程中，選用強度等級為 C15～C20 的再生砼來制作地面墊層，施工時確保基層平整且堅實，按照設計厚度攤鋪再生砼，再利用平板振搗器進行密實振搗。再生砼地面墊層具備良好的耐久性以及抗裂性，能承受日常的地面荷載與變形。某商業綜合體項目使用再生砼作為地面墊層，經過多年使用，未出現明顯的裂縫或破損現象，保證了地面的正常使用。

5.3特殊部位的應用

在建筑的一些特定區域，再生砼同樣展現出其獨特價值，例如，在屋面防水保護層的施工中，其成為一種經濟且環保的選擇，通過向再生砼中添加適量的防水劑，可以顯著提升其抗滲性能。施工期間需精確控制再生砼的澆筑坡度與表面平整度，確保排水順暢無阻。在一個住宅小區項目實例中，屋面防水保護層選用了再生砼，經過閉水試驗驗證，顯示其防水效果優良，可有效避免

屋面滲漏問題。而在一些有吸音降噪需求的空間，如體育館、影劇院等場所，也可使用具備吸音特性的再生砼，通過調整再生骨料的孔隙結構及優化配合比設計，再生砼能夠獲得良好的吸音性能。在某一體育館的實際應用案例中，采用特別設計的配合比制作而成的再生砼被用作墻體材料，經過聲學檢測發現室內噪聲水平顯著下降，為觀眾營造了一個更加舒適的觀賽環境。

6再生砼在綠色建筑施工中的實際應用案例

6.1工程概述

某綠色建筑示范項目，總建筑面積為50.000平方米，包含地上20層和地下2層。該項目在非承重結構部分，如填充墻、構造柱及地面墊層等位置，采用了再生砼，旨在減少建設成本，實現建筑廢棄物的資源化利用，并滿足綠色建筑的環保標準。

6.2再生砼的應用情況

在填充墻施工中，使用了強度等級為C15的再生砼小型空心砌塊。這些砌塊由再生粗骨料和細骨料制成，并以水泥作為膠凝材料，經過攪拌、成型及養護等工序完成。由于再生砼砌塊自重較輕，不僅減輕了墻體重量，降低了基礎荷載，還因其優良的保溫隔熱性能而提升了建筑物的節能效果。對于構造柱，選用了C25等級的再生砼，通過合理的配合比設計和嚴格的施工工藝控制，確保了構造柱的強度和穩定性，符合抗震設計要求。對于地面墊層，使用了C20等級的再生砼，在施工過程中嚴格監控了其工作性能和攤鋪厚度，保證了墊層的平整度和密實度。

6.3應用效果分析

經成本分析顯示，在填充墻、構造柱及地面墊層等部位采用砼，相比普通混凝土，每立方米可節約成本20～30 元，整個工程因此節省了大約30萬元。從環境效益來看，本工程共消耗了5000立方米的再生砼，相當于處理了6000噸建筑廢棄物，減少了天然骨料的開采量，并顯著降低了碳排放，達到了良好的環保效果。在工程質量方面，現場檢測和后期使用觀察表明，采用再生砼的結構構件均達到了設計和使用標準，未出現明顯的質量問題。

7結論

再生砼作為一種環保型建筑材料，在原材料特性、配合比設計、生產工藝及性能特點等方面展現出了獨特的優勢。通過采取適當的技術措施，如優化再生骨料的加工處理流程、科學地進行配合比設計以及嚴格監控生產和施工過程，可以確保再生砼滿足綠色建筑施工的各項要求，并在實際工程應用中實現顯著的經濟效益、環境效益和社會效益。隨著技術的進步與完善，再生砼在綠色建筑領域的應用前景將更加光明，有望成為未來建筑材料的重要趨勢之一。然而，目前再生砼的應用仍面臨一些挑戰，如再生骨料質量的不穩定性以及相關技術規范的完善不足，都需要深入研究和解決，以促進其更廣泛的應用。

參考文獻

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