再生骨料混凝土研究現(xiàn)狀及發(fā)展

摘 要：隨著國內(nèi)建筑行業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)生了大量的建筑垃圾，如何實(shí)現(xiàn)對建筑垃圾的回收利用，加工成為高質(zhì)量的再生骨料，成為行業(yè)研究的重點(diǎn)。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對資源的綜合回收利用，還能夠解決環(huán)境問題，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益的統(tǒng)一，文章主要介紹了再生骨料在混凝土中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀，并闡述了其發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：再生骨料；混凝土；研究

1 概述

隨著我國工程建設(shè)的不斷加快，建筑垃圾也逐漸增加。但是，大部分建筑垃圾沒有經(jīng)過任何物理或化學(xué)處理，直接被運(yùn)送到郊外通過掩埋或露天堆放方式進(jìn)行處理，不但占用了土地，使土壤的質(zhì)量下降，而且污染環(huán)境，使水資源和空氣受污染。另外，從工程建設(shè)所需砂石骨料的量來看，其需求量越來越大。長期以來，由于天然骨料來源廣，易獲得，價格便宜，被認(rèn)為是取之不盡的天然原材料而未被重視，隨意開采，甚至濫采濫用。結(jié)果造成山體滑坡、河床改道、資源枯竭，自然環(huán)境嚴(yán)重受到破壞。因此，建筑垃圾的再生利用不僅可以節(jié)約資源，保護(hù)自然環(huán)境，而且對建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重大的意義。

2 再生骨料混凝土的研究情況

利用建筑垃圾中的再生骨料來制備再生砼是目前再生資源重新利用的一項(xiàng)重點(diǎn)研究課題。建筑垃圾中的再生骨料按來源分類，可以分為以下三大類：廢棄砼骨料、碎磚骨料和其他輕質(zhì)再生骨料。

因?yàn)樵偕橇系男再|(zhì)會因粒度大小、組分差異而發(fā)生變化。所以應(yīng)將再生粗集料、再生細(xì)集料和再生微細(xì)粉體進(jìn)行分類使用，從而達(dá)到最大價值的利用。研究表明，建筑垃圾中的廢棄砼、廢棄磚石塊占有量非常大，為80%以上。

再生砼是將再生集料首先經(jīng)過破碎，然后將再生集料清洗，最后分級之后，按照一定質(zhì)量比和級配混合，全部或一部分取代天然骨料，再將膠凝材料水泥和水等原料加入配制而成的新砼。

歐美和日本等國早在20世紀(jì)初就對再生砼性能相關(guān)研究。如美國密歇根州將再生砼用來鋪筑公路，并對其性能進(jìn)行分析，結(jié)果表明再生砼的干縮大于天然骨料砼。

美國CYCLEAN公司將回收的瀝青砼運(yùn)用微波技術(shù)重新用于鋪筑路面，結(jié)果表明再生砼的質(zhì)量達(dá)到新拌瀝青砼路面料的標(biāo)準(zhǔn)，而成本卻下降了1/3。此技術(shù)的應(yīng)用不但使得建筑垃圾在清理、處理等方面節(jié)約費(fèi)用，同時也減少環(huán)境污染。日本于1977年就制定了再生骨料的使用規(guī)范，并對再生砼的配合比、吸水性、強(qiáng)度、收縮等性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。

荷蘭和丹麥等國由于天然骨料緊缺，基本依賴進(jìn)口，因此尤其重視建筑垃圾的回收利用。荷蘭于1997年就禁止將建筑垃圾掩埋處理，并且規(guī)定將20%再生骨料代替天然骨料。丹麥在1989年對再生骨料的體積密度、輕骨料含量及雜質(zhì)含量等物理性制定了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

德國主要將再生砼用于公路路面，該砼路面的總厚度為26cm，其中，19cm的底層運(yùn)用了再生砼，7cm面層運(yùn)用了天然砂石配制的砼，并對再生骨料含量、密度、吸水率及礦物成分等物理性制定了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。奧地利、法國等國對再生骨料砼進(jìn)行試驗(yàn)研究，研究表明用50%的再生骨料配制的砼，不僅強(qiáng)度可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，而且可以降低砼彈性模量；法國將碎砼和碎磚塊等建筑廢料回收利用，將其用于磚石砼砌塊的生產(chǎn)，其性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

相比其他發(fā)達(dá)國家而言，我國對再生砼的研究較晚，國內(nèi)再生集料的運(yùn)用還多處于試驗(yàn)階段，在應(yīng)用基礎(chǔ)方面缺乏較系統(tǒng)的研究，在技術(shù)方面缺少較完善的再生集料與再生砼技術(shù)規(guī)程與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。近些年，國內(nèi)專家在建筑垃圾的應(yīng)用上研究了再生砼抗壓強(qiáng)度、配合比、和易性、干縮性等性能，研究結(jié)果表明，雖然再生砼在力學(xué)性能和流動性方面不及天然骨料砼，但只要在實(shí)際應(yīng)用中添加礦物摻合料和外加劑，其性能都能得到很大的提高，甚至某些性能超出天然骨料砼。因此，建筑廢料作為再生砼的集料，不僅使廢棄資源得到再利用，而且保護(hù)了環(huán)境。我國關(guān)于再生砼研究也獲得相應(yīng)成果，如上海市第二建筑工程公司于1990年將建筑廢料用于“華亭”與“霍蘭”工程的施工建設(shè)中。上海市于1997年利用廢棄砼制作砼空心砌塊，其產(chǎn)品性能完全符合《混凝土小型空心砌塊工程及驗(yàn)收規(guī)程》的標(biāo)準(zhǔn)。為了能使再生集料在砼中有較好的作用，保證再生骨料砼發(fā)揮好的性能，推動再生集料在工程建設(shè)中的運(yùn)用，我國制定了兩部國家標(biāo)準(zhǔn)，分別為《混凝土用再生骨料》和《混凝土和砂漿用再生細(xì)骨料》，另外制定了一部技術(shù)規(guī)程為《再生骨料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》。

3 再生骨料混凝土的研究意義

在工程建筑中，混凝土為用量最大的材料，而全世界每年拆除下來的混凝土數(shù)量也是非常驚人的，而在混凝土的原材料之中，骨料的用量最多。所以，將建筑垃圾應(yīng)用于砼材料，不僅節(jié)約了天然砂石，而且減少環(huán)境污染。符合當(dāng)前社會可持續(xù)發(fā)展的要求。關(guān)于再生混凝土的研究和實(shí)踐，美國、德國和日本等國家已進(jìn)入實(shí)用化的階段，再生混凝土骨料的全面利用，不僅僅減少了建筑垃圾對生態(tài)環(huán)境的污染，而且還能減少天然骨料的消耗，達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。因此，對再骨料砼的研究具有重要的實(shí)際意義。

4 再生骨料混凝土的發(fā)展

再生集料砼在物理力學(xué)性能等指標(biāo)不及普通砼，但由于其應(yīng)用前景廣闊。在實(shí)際工程應(yīng)用時，可根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行選擇再生骨料取代量。如對于承重結(jié)構(gòu)的砼，可以減少再生粗骨料取代率，對于一般工程的砼，可將再生骨料的取代量適當(dāng)加大。再生砼的有效使用，保證建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果可知，我國每年工程建設(shè)所需15～20億立方米的砼，而砼中的砂石骨料占了70%以上，所以工程建設(shè)所需的砂石量巨大。如果僅通過開采天然骨料，勢必會導(dǎo)致造成水土流失、植被破壞，危害河道、公路的安全?？偠灾?，再生砼技術(shù)不斷應(yīng)用和推廣，不僅可以合理處理和利用建筑垃圾，而且建筑行業(yè)將實(shí)現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展。

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