淺談再生混凝土

宋明慧， 鄭紅霞， 王軍偉

河南省第一建筑集團(tuán)有限責(zé)任公司（450014）

再生混凝土是指舊建筑物或結(jié)構(gòu)物解體的混凝土經(jīng)破碎分級(jí)成為粗細(xì)骨料,用以代替混凝土中部分砂石配制成的混凝土，亦稱(chēng)作再生骨料混凝土。以下對(duì)再生混凝土的性能和生產(chǎn)作一分析。

隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展,中心城市的建筑業(yè)也在不斷發(fā)展。城市建設(shè)中因更新道路、毀拆舊房等產(chǎn)生的廢混凝土，體積大、份量重、破碎難、運(yùn)輸難、堆埋難，成了真正的“垃圾”。影響了城市生活環(huán)境，造成了環(huán)境污染。運(yùn)送到郊外進(jìn)行掩埋，不僅要花費(fèi)大量的運(yùn)費(fèi)，也會(huì)給城市郊區(qū)造成二次污染。其次，堆放掩埋這些建筑垃圾又要占用大量寶貴的土地資源。將建筑垃圾（此處主要包括廢棄混凝土塊、碎磚塊等）進(jìn)行資源化利用，變得越來(lái)越重要。

目前，全世界混凝土的年產(chǎn)量約28億立方米，我國(guó)的混凝土年產(chǎn)量約占世界總量的45%，約13～14億立方米?；炷猎牧现泄橇险?5%，由此可推斷，其骨料的使用量有多大。為了能夠解決這些問(wèn)題，各國(guó)開(kāi)始了再生混凝土的研究開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

雖然我國(guó)對(duì)再生混凝土的研究起步比較晚,還處在試驗(yàn)室階段，但也取得了相應(yīng)的成果,如顧佳勛研究的建筑垃圾砌塊技術(shù)已獲得國(guó)家專(zhuān)利。1990年上海在市中心的“華亭”和“霍蘭”兩項(xiàng)工程中就使用了其結(jié)構(gòu)施工階段產(chǎn)生的建筑垃圾。上海于1997年開(kāi)始利用廢棄混凝土制作混凝土空心砌塊，其產(chǎn)品指標(biāo)完全符合上海市標(biāo)準(zhǔn)《混凝土小型空心砌塊工程及驗(yàn)收規(guī)程》。證明這項(xiàng)城市廢物循環(huán)利用的技術(shù)，完全可以進(jìn)行更大范圍的應(yīng)用推廣。

1 再生混凝土骨料的生產(chǎn)

上海為廢混凝土再生集料用作水穩(wěn)材料的首個(gè)試驗(yàn)與試點(diǎn)城市。他們先把從各處回收來(lái)的廢道路混凝土送進(jìn)專(zhuān)門(mén)的機(jī)器里破碎，再經(jīng)清洗、分級(jí)，按大約3:7的比例摻入傳統(tǒng)混凝土配料中，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，全新的“再生混凝土”就可裝車(chē)外運(yùn)了?；炷谅访娼?jīng)現(xiàn)場(chǎng)破碎成較大的混凝土料塊后由運(yùn)輸車(chē)輛運(yùn)送到料場(chǎng)集中堆放。料場(chǎng)一般設(shè)在重建工程附近，以減少運(yùn)輸費(fèi)用。

運(yùn)回料場(chǎng)的混凝土料塊的破碎、篩分和新骨料的破碎生產(chǎn)基本一樣，但主要有以下兩個(gè)不同之處:1）由于回收的混凝土里含有木料、灌縫料、塑料等雜質(zhì)，所以需要使用設(shè)備將其在破碎、篩分之前除去。在美國(guó)一般使用空壓機(jī)產(chǎn)生的高壓氣流將這些雜質(zhì)從回收料中吹出。2）由于回收的混凝土里有鋼筋、傳力桿、拉桿等鋼材，為了將這些鋼材除去，美國(guó)一般采取在破碎設(shè)備和篩分設(shè)備中間增加電磁鐵設(shè)備。目前一般采用兩套電磁鐵以較徹底的除去鋼材。第1套電磁鐵一般安裝在一級(jí)破碎機(jī)和振動(dòng)篩分裝置中間,以除去鋼筋、傳力桿、拉桿等體積比較大的鋼材；第2套電磁鐵一般安裝在2級(jí)破碎機(jī)或圓錐破碎機(jī)和振動(dòng)篩分裝置之間，以除去綁扎鋼筋網(wǎng)的鋼絲和在2級(jí)破碎過(guò)程中產(chǎn)生的體積較小的鋼材碎屑等。

2 再生混凝土的基本性能

再生骨料與天然骨料相比強(qiáng)度低，吸水率大，表面粗糙率大。所以再生混凝土和天然骨料混凝土的基本性能有所不同。

2.1 抗壓強(qiáng)度

由于骨料不同,所以強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)情況也不相同。相關(guān)試驗(yàn)表明:與天然骨料混凝土相比,同一水灰比的再生骨料混凝土的28d抗壓強(qiáng)度約低15%，但其相差的幅度會(huì)隨著齡期的增長(zhǎng)而慢慢縮小。再生混凝土的強(qiáng)度和所使用的廢棄混凝土的強(qiáng)度有著緊密的聯(lián)系:在同一水灰比的條件下，再生骨料強(qiáng)度越高再生混凝土的強(qiáng)度也就越高。一般建筑物所拆除下的廢棄混凝土強(qiáng)度在C20左右，在水灰比為0.6并用再生骨料完全取代天然骨料時(shí),其28d的抗壓強(qiáng)度可達(dá)到23.5MPa。完全符合普通混凝土的強(qiáng)度要求。如果使用高強(qiáng)度的再生骨料，則可以配制高強(qiáng)混凝土。相關(guān)試驗(yàn)表明，如果用于生產(chǎn)再生骨料的廢棄混凝土的強(qiáng)度達(dá)到40～60 MPa并加入微細(xì)硅粉和高效減水劑則可配制出C70～C80的高強(qiáng)混凝土，尤其是在再生骨料與天然河砂搭配的情況下。

2.2 坍落度

再生混凝土的坍落度和再生骨料所取代的比例有關(guān)，由于再生骨料比天然骨料的吸水率大，空隙多,表面粗糙度高，用漿量多。所以在相同水灰比的條件下再生混凝土中再生骨料所取代的比例越高其坍落度就越小。同時(shí)骨料表面粗糙，增大了拌和物在拌和與澆筑時(shí)的摩擦力。而我們可以在再生混凝土中加入適量的粉煤灰或高效減水劑提高坍落度，同時(shí)可以保證有較好的保水性和粘聚性。

2.3 干縮性

干縮性是混凝土的重要指標(biāo)之一。相關(guān)試驗(yàn)表明：再生混凝土的干縮性與它的骨料情況有很大關(guān)系。由于再生混凝土使用的是吸水率大，空隙率高的再生骨料。所以它的干縮性比天然骨料混凝土要大且其干縮的程度和干縮持續(xù)的時(shí)間隨其再生骨料取代比例的增大而增大和加長(zhǎng)。在再生骨料取代比例在50%以上時(shí)，其干縮時(shí)間持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，但在50d齡期后干縮速率十分緩慢，干縮的增量也要小。

2.4 用水量

再生混凝土的用水量也與天然骨料混凝土不同。再生骨料內(nèi)部缺陷多，吸水率大。再者，再生骨料的表面粗糙度比天然骨料要高，因此配合比中的細(xì)骨料（砂率）較高，并隨著再生骨料所取代比例的提高而增長(zhǎng)。由于砂率較高，因此達(dá)到相同坍落度時(shí)，比天然骨料混凝土用水要多，且難以達(dá)到坍落性能良好。

3 再生混凝土的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

再生混凝土的生產(chǎn)過(guò)程同普通混凝土大體相同,再生混凝土中實(shí)際是使用了天然骨料和再生骨料的混合骨料,混合比大約為3:7。目前市場(chǎng)上天然骨料—石子和砂的價(jià)格約為45元/t和55元/t,如果采用混合骨料,考慮加工和運(yùn)輸?shù)囊蛩?再生骨料的價(jià)格約為17～22元,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于天然骨料,由此混合骨料平均價(jià)格在30元左右。另外，考慮到混合骨料較天然骨料有很強(qiáng)的吸水能力,再生骨料的吸水率大約在8%左右,因此再生混凝土有效水灰比會(huì)有所提高,為了使再生混凝土有一定的強(qiáng)度實(shí)際水泥用量會(huì)適當(dāng)提高根據(jù)測(cè)算約為5%左右。C20～C25的普通混凝土每立方水泥用量(32.5級(jí))基本為380kg左右,如果采用再生骨料,水泥用量約在400kg左右。現(xiàn)在市場(chǎng)上復(fù)合硅酸鹽32.5級(jí)每噸價(jià)格為300元左右。綜合以上材料分析,再生混凝土每立方價(jià)格較普通混凝土要少10%～15%左右,經(jīng)濟(jì)效益還是相當(dāng)可觀的。因此再生混凝土不僅增加了經(jīng)濟(jì)效益,而且增加了可觀的環(huán)境效益和社會(huì)效益,是我國(guó)目前所提倡的建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的良好體現(xiàn),也是對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的一種啟示和推動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

由于再生骨料與天然骨料的性質(zhì)不同,故再生骨料混凝土與天然骨料混凝土的性能亦不相同。再生混凝土與天然骨料混凝土相比,其抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和坍落度都比較低，但如果在其配制過(guò)程中加入微細(xì)硅粉和高效減水劑,則以上三個(gè)及其他性能就會(huì)較大幅度的提高,與天然混凝土的性能相近，甚至超出。所以，使用廢棄混凝土作為骨料生產(chǎn)再生混凝土是非?？尚械模⑶覍?duì)資源的再生利用，保護(hù)環(huán)境具有重要的意義。

綜上所述,再生混凝土對(duì)生態(tài)環(huán)境是一種貢獻(xiàn),也是對(duì)混凝土技術(shù)一種新的嘗試和革新,符合我們這個(gè)時(shí)代的要求,具有很好的社會(huì)環(huán)境效益。再生混凝土倡導(dǎo)的理念不僅適用于本身,而且還適用于其他不可再生材料的生產(chǎn)。

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