再生混凝土的發(fā)展研究

任宏偉

摘要：為解決城市每年產(chǎn)生的建筑垃圾，再生混凝土作為一種新型混凝土被應(yīng)用到實際工程中。再生混凝土是利用建筑垃圾中的廢棄混凝土作為粗細骨料，不僅可以節(jié)約不可再生的自然資源、緩解骨料的供需矛盾，同時還有利于環(huán)境保護。對國內(nèi)外再生混凝土的研究進展和應(yīng)用現(xiàn)狀進行了初步的總結(jié)，提出再生混凝土目前存在的問題，最后得出再生混凝土發(fā)展的期望。

關(guān)鍵詞：再生混凝土；研究進展；應(yīng)用；發(fā)展期望

前言

隨著建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日益壯大，城市化進程的加快，許多城市涉及到平房改樓房、舊小區(qū)改造、道路翻新等工程，因此每年都將產(chǎn)生大量的建筑垃圾，基本的做法就是簡單的堆放在郊外，不僅占用了大量的農(nóng)用地，而且會嚴(yán)重的污染郊區(qū)的環(huán)境，進而嚴(yán)重影響著人類的生存與發(fā)展。新型再生混凝土的生產(chǎn)，不僅可以降低工程造價，節(jié)約自然資源，緩解供求總量矛盾，而且還減少環(huán)境的污染，這樣對于環(huán)境保護和自然資源的保護具有重要意義。大力推廣新型綠色混凝土技術(shù)，已經(jīng)變成解決建筑垃圾這一問題最有效的途徑。

一、國外研究現(xiàn)狀

日本重視新能源的開發(fā)，將回收利用建筑垃圾中的廢棄混凝土作為國家的重點科研項目進行開發(fā)利用。并且在1977年日本政府就制訂了這一技術(shù)的使用規(guī)范：《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》[1]。在日本各地相繼建立了再生粗骨料的制備工程，政府還頒布了多項法律法規(guī)來保證再生混凝土這一技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用對再生混凝土的許多特性進行了系統(tǒng)的研究。

美國對再生混凝土的研究取得了很多的成果，并應(yīng)用在實際的工程中?！冻鸱ā纷鳛榈谝徊勘Ｕ显偕炷涟l(fā)展與應(yīng)用的法律，用法律形式保障了這一技術(shù)的開發(fā)。從1982年開始，建筑規(guī)范中，將再生骨料的使用包含在了《混凝土骨料標(biāo)準(zhǔn)》中。在美國，對再生混凝土這一技術(shù)的應(yīng)用主要是在公路建設(shè)中[2]。據(jù)統(tǒng)計，美國已將再生混凝土這一技術(shù)應(yīng)用在20個州的公路基層及底基層中，并且研究了再生混凝土的其他力學(xué)特性。

澳大利亞著名研究學(xué)者K.K.Sagoe-Crentsil主要是對再生混凝土的性能進行了研究，包括再生混凝土的新拌工作性能、抗壓強度、劈裂強度、干縮等進行了研究，得出了再生混凝土具有很好地實用性這一結(jié)論。

法國的Roumiana Zaharieva主要是對再生混凝土的抗凍性進行了研究，研究結(jié)果表明，由于再生混凝土的吸水率比較大，其用水量比較大，因此再生混凝土的抗凍性能不是很好，并且建議再生混凝土不可以使用在惡劣的環(huán)境中。

二、國內(nèi)研究進展

我國很早就開始研究再生混凝土這一綠色新能源，并將已經(jīng)將這些成果運用到了實際工程中。湖北省襄樊市在實際工程中利用了再生混凝土這一綠色能源，他們用破損的混凝土路面作為再生粗骨料配制成再生混凝土運用到公路路面的施工中，保證工程質(zhì)量并降低了工程的造價。江蘇無錫市在框架商品住宅中使用了再生混凝土作為間隔墻，采用這一技術(shù)在保證工程質(zhì)量的前提下，增加了住戶的使用面積[3]。此外，國內(nèi)一些高校和科研機構(gòu)對綠色混凝土這一技術(shù)做了許多深入的研究和探索。

中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所研究了再生混凝土的取代率對靜力力學(xué)性能的影響，研究了再生混凝土的軸向壓縮變形會對再生混凝土聲波傳播特征參數(shù)的影響。通過試驗，指出隨著再生混凝土替代率的增加，再生混凝土的應(yīng)力最大值、彈性模量以及變形模量也在相應(yīng)的降低。分析表明，再生混凝土聲波傳播速度會受到軸向壓縮變形的影響，呈現(xiàn)出先增大后減小的規(guī)律，而超聲波在再生混凝土中波幅出現(xiàn)的是先增大后減小的規(guī)律。

同濟大學(xué)肖建莊[4]通過試驗與數(shù)據(jù)研究了再生骨料的替代率對再生混凝土性能的影響。試驗結(jié)果證明，再生混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線為拋物線，與天然混凝土的存在區(qū)別與聯(lián)系，應(yīng)力應(yīng)變曲線在同一應(yīng)力值時對應(yīng)的應(yīng)變不相同；在同一應(yīng)力時天然混凝土應(yīng)變低于再生混凝土；再生混凝土的最大應(yīng)變高于天然混凝土。

徐立民等對再生混凝土的力學(xué)性能進行了研究，主要包括再生混凝土力學(xué)性能的抗壓強度、彈性模量、干縮與徐變。研究表明，和普通混凝土相比，再生混凝土力學(xué)性能的抗壓強度低，彈性模量小，干縮與徐變較大，最后提出了再生混凝土力學(xué)性能需要進一步研究的問題。

東南大學(xué)陳亮教授等對再生混凝土技術(shù)開發(fā)與研究的最新進展進行了對比分析，結(jié)果表明：再生混凝土試塊的破壞過程與天然混凝土的破壞過程基本一致。在相同配合比，替代率為100%的情況下，再生混凝土的許多性能要低于普通混凝土。

浙江大學(xué)徐亦東[5]等研究了高性能再生混凝土，他們采用優(yōu)質(zhì)礦物摻合料和高效減水劑成功配制出C40-C60再生混凝土，然后對這些高強度的再生混凝土進行了單軸受壓試驗研究，得出了高強度再生混凝土的應(yīng)力應(yīng)變計算公式。

三、存在的問題

由于再生混凝凝土的取材比較特殊，利用的是廢棄混凝土作為建筑材料，因此其性能與天然混凝土存在很大的差異，也導(dǎo)致了再生混凝土在實際工程中的應(yīng)用存在許多問題。

1.強度問題。廢棄混凝土在經(jīng)過二次破碎時，其本身會產(chǎn)生一些微裂縫，這樣會導(dǎo)致再生骨料的壓碎指標(biāo)增大，現(xiàn)階段只能配制出低強度的再生混凝土。若要擴大再生混凝土的應(yīng)用范圍必須提高再生混凝土的強度，必須對再生混凝土進行特殊處理。

2.收縮大的問題。與天然骨料相比，再生骨料顆粒的形狀比較參差不齊，表面粗糙，含有大量的舊水泥漿，導(dǎo)致再生混凝土本身的收縮性能比較大，這也限制了其在實際中的應(yīng)用。

3.再生混凝土替代率的問題。再生骨料替代率的多少直接影響了再生混凝土的工常工作，再生混凝土的力學(xué)性能隨著再生骨料的變化而發(fā)生不同的變化，因此探討再生混凝土的合理替代率也是我們面臨的一個重要問題。

4.再生混凝土造價的問題。目前對再生混凝土的應(yīng)用主要是配制低強度的混凝土，應(yīng)用在基層結(jié)構(gòu)或者路面工程中，應(yīng)用范圍窄小，形不成大規(guī)模的生產(chǎn)，造成經(jīng)濟造價升高。

5.再生混凝土缺少通用的設(shè)計規(guī)范與材料使用要求。目前對再生混凝土沒有通用的設(shè)計使用規(guī)范，使用起來不方便，因此需要對再生混凝土進行系統(tǒng)的試驗研究，使再生混凝土得到普遍的利用。

四、結(jié)束語

再生混凝土自身具有可循環(huán)再生利用、無污染、環(huán)保等眾多優(yōu)點，但影響再生混凝土力學(xué)性能的因素較多，研究成果較為分散，沒有形成標(biāo)準(zhǔn)的文件系統(tǒng)限制使用范圍和要求。今后應(yīng)全面的了解再生混凝土的工作性能，確保再生混凝土在實際工程中更好的應(yīng)用，給工程帶來顯著的效益。

參考文獻：

[1]阿部道彥.建筑副產(chǎn)品的有效利用[J].土木施工（日）， 2013， 36（13）：20-23.

[2]王雪萍. 再生混凝土力學(xué)性能試驗研究及其配合比優(yōu)化[D]. 武漢： 武漢理工大學(xué)， 2014

[3]沈海寧，王振波等.再生混凝土的立方體抗壓強度實驗研究[J].建筑技術(shù)， 2014， 20（1）：10-13.

[4]肖建莊. 再生混凝土單軸受壓應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)€試驗研究[J].同濟大學(xué)學(xué)報， 2012， 35（11）：1445-1449.

[5]徐亦東，沈建生.再生混凝土高性能化的試驗研究[J].混凝土， 2013（9）：37-41.