1、再生混凝土的特点及国内研究现状摘要：再生骨料混凝土的发展和应用是废弃混凝土回收利用的有效途径和建筑业节能减排的重要措施。本文主要分析了将废弃混凝土作为再生骨料回收和利用时存在的问题，并阐述了再生骨料混凝土国内的发展与应用情况，同时对国内再生混凝土未来的发展提出了一些建议。 关键词：再生骨料；再生混凝土；研究；发展 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 1 前言 近年来，大量旧建筑物被拆除，有资料统计，今后废弃混凝土块仍有增多的趋势。传统的建筑垃圾处理方法是运往郊外堆放或填埋，不仅占用了大量的土地，而且还污染了环境。废弃混凝土的巨大处理费用和由此引发的环境问题已十分突出，成为城市的一
2、大公害。城市建筑垃圾资源化处理是许多国家环境保护和可持续发展战略追求的目标之一。 “再生骨料混凝土” ，它是利用旧建筑物上拆下来的废弃混凝土块，经过分选、清洗、破碎、筛分并按一定比例相互配合后，作为部分或全部骨料重新拌制的混凝土。用天然骨料生产的原始混凝土称为基体混凝土，也有人称之为原生混凝土。 再生骨料混凝土的开发和应用，一方面解决了大量废弃混凝土处理困难以及由此造成的生态环境日益恶化等问题；另一方面，用建筑垃圾循环再生骨料替代天然骨料，可以减少建筑业对天然骨料的消耗，从而减少对天然砂石的开采，从根本上解决了天然骨料的日益匮乏和大量砂石开采对生态环境的破坏，保护了人类的生存环境，符合可持续发
3、展的要求。 2 再生骨料混凝土的特点 2.1 物理性质 再生骨料混凝土出于空隙较多，热导率比相同配比普通混凝土低，可明显增强建筑物的保温隔热效果。再生混泥土的表观密度比普通混凝土低。再生骨料混凝土自重降低，对减轻建筑物自重、提高构件跨度有利。 2.2 和易性 在同样水灰比条件下，再生骨料混凝土的坍落度比普通混凝土小，原因是再生骨料表面粗糙且孔隙较多，吸水率大，从而降低了混凝土的坍落度。因此要想提高再生混凝土的流动性，需要增加水泥浆的用量或加入外加剂。 2.3 强度 关于再生骨料对再生混凝土强度的影响，国内外很多人作了关于此方面的试验。由于再生骨料在使用过程中被破坏或老化以及在解体、破碎过程中的
4、损伤累积，使再生骨料混凝土的抗压强度与普通混凝土相比有所降低，降低程度不同主要是由于再生骨料的性能、配合比、试验方法和养护条件等差异，导致再生骨料混凝土抗压强度没有明显的规律性。2.4 耐久性 影响再生混凝土耐久性最明显的因素就是污染物的存在。许多污染物会对混凝土产生有害的反应，从而缩短了混凝土的使用寿命。另一个因素是旧混凝土经受有害反应的程度，因为它可能在新混凝土中继续产生危害。此外，由于再生混凝土上粘附着砂浆，所以再生混泥土的吸水率和渗透性都增大了，从而对混凝土的耐久性产生了负面影响。 但是另一方面，由于再生骨料的表面包裹着水泥砂浆，使再生骨料与新的水泥砂浆之间的弹性模量相差较小，界面的结
5、合有可能得到加强。另外，再生骨料的表面有很多微裂缝会吸入新的水泥颗粒，使接触区的水化更加完全，形成致密的界面结构。 3 再生混凝土国内研究现状 3.1 工作性能 混凝土的工作性能包括流动性、黏聚性、保水性三个指标。混凝土拌合物在整个施工过程中要保持新拌混凝土不发生分层、离析、泌水等现象，并获得质量均匀、成型密实的混凝土，就必须考虑混凝土的工作性能，所以工作性是影响再生混凝土推广应用的主要因素之一。 南京工业大学徐恩祥等1利用废弃混凝土破碎再生骨料配置再生混凝土，结果表明再生混凝土的坍落度随再生骨料取代率的增加而下降。李丽生等2试验也表明，随再生骨料取代率的增加混凝土流动性有所降低而其黏聚性与保
6、水性得到增强。 青岛理工大学曹剑等3通过掺加矿物掺和料对再生混凝土进行改性试验，结果表明在再生混凝土中掺加粉煤灰、普通矿粉、超细矿粉、硅灰等活性矿物掺和料能明显改善混凝土的工作性能。 洛阳理工学院孙犁4等利用研制开发的磨破机对再生骨料进行二次研磨破碎，通过研磨使得再生骨料的形态得以改善，骨料吸水率和压碎指标都显著降低，同时试验结果还发现二次研磨和破碎后的再生骨料配制的混凝土流动性高于普通混凝土，其保水性、黏聚性均表现良好。 3.2 力学性能 再生混凝土的力学性能与再生骨料的类型、粒径以及掺量等因素有关，再生混凝土的力学性能随这些指标的不同而变化较大。大量试验结果表明，再生混凝土的抗折、抗压强度
7、及弹性模量都随再生骨料的原始混凝土强度的降低而下降，并且随再生骨料掺量的增加而降低，但可通过掺加活性外掺料、对骨料骨料表面进行物理化学改性处理、利用辅助外加剂等措施对再生混凝土性能进行改良。 相关试验表明以聚合物乳液浸渍再生细骨料，以改性后的再生细骨料制作砂浆试块，试块的抗弯强度能得到明显提高；孙家瑛等5利用活性掺和料对再生骨料混凝土进行改性的实验研究表明用矿渣微粉、钢渣微粉、粉煤灰和再生骨料可配制出 28d 强度大于 50MPa，坍落度达到200mm 的活性掺和料再生混凝土。 近年来关于再生混凝土的研究尤其是力学性能的研究多关注的是混凝土材料本身的各项性能，但目前关于再生混凝土的研究层面也在
8、逐渐向结构层次扩展，如清华大学、同济大学等高校就已开展关于再生混凝土结构性能的研究。结构层面的研究是再生混凝土研究体系中的最高层次，包括拟建再生混凝土结构的设计和在役再生混凝土结构的动态评估和寿命预测。 肖建庄等6对 4 个再生混凝土框架的抗震性能进行了测试，试验结果表明通过合理的结构设计与构造处理，随着再生骨料掺量的增加再生混凝土框架的抗震性能并未出现明显降低，这具有重要的工程意义。 季天剑等7对粉煤灰再生混凝土小梁进行了弯曲疲劳试验，采用威布尔模型得到粉煤灰再生混凝土的疲劳方程，通过与普通混凝土的比较表明，粉煤灰再生混凝土的疲劳性能与普通混凝土相似，在低应力水平基本保持一致，粉煤灰再生混凝
9、土能够承受行车荷载的重复作用。 3.3 耐久性能 由于再生骨料本身缺陷的限制导致再生混凝土耐久性能普遍低于普通混凝土，这也是限制再生混凝土工程应用的主要因素之一。不过目前许多研究机构也提出了许多有效的改良措施，对再生混凝土耐久性的改善效果较好。 彭松枭等8研究了粉煤灰与矿渣双掺配合比和掺量对再生混凝土不同龄期耐磨性能的影响。掺入粉煤灰与矿渣会降低再生混凝土早期耐磨性能；粉煤灰颗粒的高耐磨性和在后期粉煤灰与矿渣复合活性效应的发挥是提高再生混凝土后期耐磨性能的主要原因。 杜婷等9对掺加有矿物外掺料的再生混凝土进行了氯离子渗透性测试，实验表明随着强度的提高及养护龄期增长，再生混凝土的抗氯离子渗透性增
10、强，说明矿物外掺料有利于改善再生混凝土氯离子渗透性。 利用纤维材料是提高再生混凝土抗裂能力的有效措施之一，宁夏大学孟云芳等利用复合生态纤维对再生混凝土的改性实验表明，复合生态纤维对再生混凝土的抗裂性能有很大提高作用，同时对其抗渗性能也有很大改善。 孙浩10的试验得出，通过掺加矿物掺和料，再生混凝土的抗气渗性和抗碳化性能均可得到改善。另外肖开涛等进行的再生混凝土抗氯离子渗透性能试验结果表明通过减小水胶比、添加矿物掺和料以及外加剂、对再生骨料进行改性处理以及采用蒸汽养护等均可以提高再生混凝土抗渗性能，达到普通混凝土抗渗水平。 从各个科研机构提出的改良措施的试验结果来看，改性后的再生混凝土的各项性能
11、都得到了很大程度的提高，目前相对成熟的改良方法像再生骨料表面物理化学改良、外掺活性矿物掺和料与外加剂、纤维质材料等都可使再生混凝土性能达到甚至超过天然混凝土。尤其外掺活性矿物掺和料的方法更值得提倡，这是因为像粉煤灰、矿渣、煤矸石等外掺料同时还是一些高耗能产业的生产废料，所以对这些材料的有效利用也符合国家提倡的绿色产业、低碳生活的理念。 4 对再生骨料混凝土的发展建议 目前，我国建筑垃圾循环再生骨料的应用大多还处于试验阶段，还没有实现大范围推广。鉴于目前的研究和使用现状，建议今后着重加强以下几个方面的研究: (1)系统深入研究再生骨料混凝土，完善再生骨料混凝土理论。 (2)再生骨料的制备工艺研究
12、。工艺设备宜具有成套化、体积小、可移动性等特点，便于在各建筑工地就地处理建筑垃圾。 (3)建立有效的再生骨料质量评价体系，并进一步制定再生骨料品质技术规程。加强再生混凝土作为建筑材料的经济性分析，研究提高经济性的途径。 (4)开展关于再生骨料混凝土改性处理的研究，例如再生骨料表面改性处理工艺、活性外掺料和外加剂对再生混凝土的改性研究，拓宽再生混凝土的应用领域。 5 结语 随着人类对自然资源的珍惜和环境保护的重视，再生混凝土作为一种有发展潜力的环境友好材料必将成为混凝土材料科学的一个发展方向，并推动整个混凝土材料从低技术向高技术发展。另外，在能源、资源短缺，生态恶化的今天，再生骨料混凝土所能带来
13、的经济、社会和生态效益无疑是巨大的。总之，再生骨料作为混凝土中天然骨料的可替代材料具有十分广阔的发展前景。 参考文献 1徐恩祥，张大长.再生混凝土基本性能的表征J.南京工业大学学报，2010，32（2）：58-61 2李丽生等.再生粗骨料不同取代率对混凝土和易性及强度的影响规律分析J.混凝土， 2007 （8）： 41-43. 3曹剑，张健，李秋义. 矿物掺和料和再生骨料对混凝土工作性的影响J.青岛理工大学学报，2009，30（4）：140-144 4孙犁，钱大行，张日华.再生粗骨料性能改善试验研究J.混凝土，2008，221（3）：58-60 5孙家瑛等.活性掺和料再生集料混凝土研究J.粉煤灰，2006， （3）：6-12 6朱平华等.再生骨料混凝土研究主要进展与发展趋势J.混凝土，2009，235（5）：90-94 7季天剑等.掺粉煤灰再生混凝土疲劳性能试验研究J.河海大学学报，2010，38（3）：274-277 8彭松枭，尹健，王德辉矿物掺合料对再生混凝土耐磨性能的影响研究J混凝土，2009(3):56-59. 9杜婷，李惠强，郭太平. 再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性试验研究J. 武汉理工大学学报，2006， （5）：33-36 10孙浩等.再生混凝土抗气渗性及抗碳化性能研究J.建筑材料学报，2006，9（1）：86-91
