再生混凝土的性能研究

邢 鵬

(山西綠泉環(huán)保工程有限公司，山西 太原 030027)

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再生混凝土的性能研究

邢 鵬

(山西綠泉環(huán)保工程有限公司，山西 太原 030027)

為節(jié)能環(huán)保，將廢棄的混凝土塊加工制造粗骨料代替天然的砂石骨料，制造成再生骨料混凝土，從坍落度、彈性模量、強(qiáng)度、抗凍性、抗碳化性五方面，介紹了再生混凝土的性能，指出再生混凝土和普通混凝土性能相似，其用于城市建設(shè)中減少了對砂石資源的開發(fā)浪費。

再生骨料，再生混凝土，彈性模量，建筑垃圾

5·12汶川大地震，給汶川人民帶來了毀滅性的災(zāi)難，痛定思痛，震后對震害嚴(yán)重地區(qū)的建構(gòu)筑物進(jìn)行了調(diào)查研究，表明：毀滅性倒塌建筑物多為二十世紀(jì)七八十年代的預(yù)制板結(jié)構(gòu)的房屋，其抗震性太弱，造成的經(jīng)濟(jì)損失也最大。國家為了減少地震給人民帶來的傷害，讓人民住上抗震的房屋，號召全國上下對預(yù)制板結(jié)構(gòu)的房屋進(jìn)行改造，對棚戶區(qū)進(jìn)行改造，對城中村進(jìn)行改造。

太原市也響應(yīng)國家號召，進(jìn)行地區(qū)性的城中村改造、道路改造、原有舊建筑物的拆除等等，由此而產(chǎn)生的建筑垃圾也越來越多，對已有建筑垃圾的處置越來越成為亟待解決的問題，處理不好會對人們賴以生存的自然環(huán)境造成極大的污染與破壞，或造成二次污染。近年來，隨著太原市地區(qū)性經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加快，建筑業(yè)的發(fā)展也隨之加快，城市建設(shè)的迅速發(fā)展需要大量的建筑材料，混凝土中砂石骨料占混凝土總質(zhì)量的70%之多，用量相當(dāng)大，會導(dǎo)致大量地開采山石、掏挖河砂、掘坑取土等行為，同時這樣無限制的行為不僅會造成水土流失，而且會加速天然資源的消耗。因此建筑垃圾的處理以及能源的節(jié)約，給當(dāng)前城市的發(fā)展提出了嚴(yán)重的考驗。如何能合理的利用建筑垃圾、節(jié)約天然資源而且可以達(dá)到以節(jié)能減排為目的的國家階段性政策導(dǎo)向，已列為目前的主要任務(wù)。

建筑垃圾中的混凝土塊中含有大量的碎石骨料，如果能夠回收利用，破碎成骨料，按一定的比例配合后，配制成新的混凝土，用于建筑業(yè)中，既可以減少自然資源的浪費，也可以減少建筑垃圾對生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞，廢物利用，一舉兩受益。所以，利用建筑垃圾生產(chǎn)再生骨料可以有效的解決上述問題。

從建筑垃圾中篩選出的廢棄的混凝土塊料，經(jīng)破碎、清洗、分級加工后，再制造成再生骨料，替代天然砂石骨料中全部或者部分骨料而加工生產(chǎn)出的新的混凝土稱為再生骨料混凝土。

再生骨料混凝土其性能如何，和普通混凝土骨料有什么不同，如何利用，這一構(gòu)想成為必不可少的研究工作內(nèi)容。

普通混凝土骨料采用的是天然砂石骨料，再生混凝土的骨料采用的是加工后的廢棄混凝土塊料，因二者所采用的骨料不同，所以其材料的性能也是不同的。再生混凝土骨料的取代率(即混凝土再生骨料代替總砂石骨料的比率)不同，對混凝土的性能影響也有差異。以下是不同取代率對再生混凝土的基本性能影響的分析。

1 再生混凝土的坍落度研究

一般我們要求混凝土有較好的保水性，流動性和粘聚性。再生混凝土也應(yīng)該具有和普通混凝土相同的特性。經(jīng)研究，隨著再生混凝土骨料取代率的逐漸增加，再生混凝土的坍落度會逐漸降低。但是，當(dāng)再生混凝土骨料含量占總砂石骨料的含量為30%時，再生混凝土的坍落度與普通混凝土的坍落度基本接近，上下浮動不超過5%，符合規(guī)范要求。當(dāng)再生粗骨料取代率為50%,70%,100%時，坍落度下降較多。特別是當(dāng)再生粗骨料取代率為100%時,再生骨料混凝土的坍落度僅能達(dá)到普通混凝土的50%左右。對以上具體資料進(jìn)行原因分析：主要是由于再生粗骨料表面包裹著一層疏松的舊水泥砂漿，同時也存在較多的空隙和破碎過程造成的微裂紋，導(dǎo)致再生骨料混凝土的孔隙率較大，所以再生骨料的吸水率較高,再生骨料在和水泥砂漿拌合的過程中會吸收一部分水分，導(dǎo)致再生混凝土的坍落度逐漸減小。

2 再生混凝土的彈性模量研究

基本和普通混凝土相似，影響再生混凝土彈性模量的因素很多。研究表明，再生混凝土骨料取代率對混凝土的彈性模量大小有一定的影響。同一強(qiáng)度等級，相同條件下的混凝土，因再生混凝土骨料孔隙率較大表面又裹著硬化砂漿，導(dǎo)致再生混凝土吸水率增大，水灰比減小，強(qiáng)度卻略有提高，彈性模量值也升高。隨著再生混凝土骨料取代率逐漸的增加，再生混凝土骨料的較多缺陷也表現(xiàn)出來：強(qiáng)度降低、彈性模量也逐漸降低等等。

研究顯示，當(dāng)再生混凝土骨料的含量占總混凝土骨料含量30%時，再生混凝土的彈性模量和普通混凝土的彈性模量差異不大；當(dāng)混凝土的骨料全部采用再生骨料時，再生混凝土的彈性模量比普通混凝土的彈性模量低很多。其原因在于，再生混凝土骨料本身的強(qiáng)度較低、彈性模量也較低、再生骨料制作的混凝土孔隙率較高。

有實驗表明再生混凝土的泊松比與普通混凝土基本相同，即再生骨料取代率對普通混凝土的泊松比影響不明顯。

3 再生混凝土的強(qiáng)度研究

目前的廢棄混凝土塊大多強(qiáng)度較低，由它加工而成的再生骨料強(qiáng)度也較低，再生骨料表面含有一定的粉末雜質(zhì)，導(dǎo)致再生骨料與水泥漿之間的粘結(jié)力較弱，所以再生混凝土的抗壓強(qiáng)度低于普通混凝土。再生骨料的含量越大，再生混凝土的強(qiáng)度降低越大。一般情況，再生骨料的含量占總骨料含量的30%時，同一強(qiáng)度等級再生混凝土的抗壓強(qiáng)度基本大于普通混凝土的抗壓強(qiáng)度；再生骨料的含量占總骨料含量超過30%時，同一條件下，同一強(qiáng)度等級再生混凝土的抗壓強(qiáng)度比普通混凝土的抗壓強(qiáng)度低。

4 再生混凝土的抗凍性研究

有文獻(xiàn)指出，再生骨料混凝土的抗凍性能較低。主要原因是再生骨料的孔隙率及孔隙徑要較普通混凝土大，再生骨料容易吸水飽和從而導(dǎo)致再生骨料混凝土抗凍性差。國內(nèi)國外有關(guān)再生骨料混凝土抗凍性能研究的觀點也不一致：較多學(xué)者認(rèn)為,再生骨料混凝土具有良好的抗凍性能,甚至優(yōu)于同水灰比的普通混凝土；有實驗顯示，再生混凝土中摻入適量的硅灰(水泥用量的5%～10%)，可以改善再生混凝土的抗凍性能。

冬季施工中普通混凝土加入防凍劑，可以提高建構(gòu)筑物的抗凍性能。國內(nèi)外學(xué)者也一致認(rèn)為，如果想提高再生混凝土在低溫下長時間受凍而不遭受破壞的性能，可以按比例添加一定量的防凍劑，降低再生混凝土的水飽和度，從而使再生混凝土也可以與普通混凝土一樣在冬季施工，改善了再生混凝土的抗凍性能。

5 再生混凝土的抗碳化性

文獻(xiàn)指出，有關(guān)實驗表明由于再生骨料本身微裂紋較多，存在有較多的孔隙，導(dǎo)致再生混凝土的孔隙率高于普通混凝土，所以再生混凝土的抗碳化性能略比普通混凝土差一些。通常再生混凝土的碳化深度會隨著再生骨料混凝土取代率的增加而增大，而且隨著齡期的增加，再生骨料混凝土的抗碳化能力下降幅度也會增大。與天然骨料混凝土一樣，如果增加再生骨料混凝土中水泥的用量，同樣也會增強(qiáng)其抗碳化能力，混凝土碳化深度也會隨著水泥用量的增加而減小。因此再生混凝土的抗碳化性能基本能滿足工程建設(shè)的要求。

6 結(jié)論及建議

1)利用廢棄的建筑垃圾混凝土塊加工為再生骨料，既可以保護(hù)環(huán)境，又能夠解決廢棄混凝土的處理問題，同時節(jié)約了天然砂石資源，具有一定的社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益，符合地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的要求。所以，加快建設(shè)建筑垃圾回收處理站及相應(yīng)配套設(shè)施，為再生混凝土提供必要的混凝土骨料成為目前城市解決因城市垃圾而帶來的環(huán)境問題的一項有利措施。

2)再生混凝土與普通混凝土在物理性能、力學(xué)性能等方面存在差異，國內(nèi)外學(xué)者研究表明：再生粗骨料的最佳摻量為30%時，再生混凝土的性能會最優(yōu)，此時再生混凝土基本上能夠達(dá)到普通混凝土的性能要求，可以用于一般工程建設(shè)中，具有一定的可實施性。

3)現(xiàn)行普通混凝土的規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)等對再生骨料混凝土已不再適用，再生骨料混凝土與普通混凝土在原材料、配合比、施工技術(shù)等方面也存在較大的差異。所以為解決這一問題國家也及時出臺了《再生骨料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》《混凝土和砂漿用再生細(xì)骨料》《混凝土用再生粗骨料》等相關(guān)的規(guī)范。

4)二十世紀(jì)七八十年代的建筑由于混凝土強(qiáng)度較低，用其生產(chǎn)再生骨料能否滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，需要我們進(jìn)行深入的研究，開發(fā)出可持續(xù)的、適用的、新型的再生混凝土，為建筑垃圾的二次利用提供可靠的依據(jù)。

[1] 徐 蔚.再生粗骨料取代率對混凝土基本性能的影響[J].混凝土，2006(203)：82-84.

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[3] 石曉杰.淺析再生混凝土耐久性問題研究[J].福建建材,2009(5)：102-104.

[4] 張 虹，熊學(xué)忠.廢棄混凝土再生骨料的特性研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報,2006,28(3)：48-50.

[5] 陳德玉，劉來寶，嚴(yán) 云，等.不同因素對再生骨料混凝土抗凍性的影響[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報，2011,33(5)：109-110.

On performance of recycled concrete

Xing Peng

(ShanxiLvquanEnvironmentalProtectionEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030027,China)

In order to enhance the energy-saving and environment protection, the paper processes the wasted concrete blocks to produce the coarse aggregate to replace the natural gravel aggregate, makes the recycled aggregate concrete, introduces the recycled concrete’s performance from the collapsibility, elastic modulus, strength, freezing resistance and carbonation resistance, and points out the recycled and common concretes can be adopted in the urban construction, so as to reduce the development and waste of the grave resources.

recycled aggregate, recycled concrete, elastic modulus, architectural rubbish

1009-6825(2016)18-0103-03

2016-04-13

邢 鵬(1976- )，男，工程師，二級建造師

TU528

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