再生混凝土在可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用分析

姚宇峰 范冠先

（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程分院，陜西 楊凌 712100 ）

關(guān)鍵字：再生混凝土；再生粗骨料；生產(chǎn)工藝；配合比設(shè)計(jì)；力學(xué)性能

0 引言

再生混凝土是廢棄混凝土塊經(jīng)破碎后充當(dāng)再生粗骨料，部分或全部替代天然粗骨料拌合而成的混凝土。再生混凝土技術(shù)可以對(duì)再生粗骨料界面進(jìn)行粒型、強(qiáng)度等改性處理后可改善物理性能使其再次被循環(huán)利用，從而，減少?gòu)U棄混凝土對(duì)環(huán)境生態(tài)的破壞，也是實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的主要措施之一。再生混凝土技術(shù)在國(guó)外被發(fā)達(dá)國(guó)家研究早于國(guó)內(nèi)研究，但研究面不是很廣泛，主要集中在基本性能方面，一些實(shí)例證明再生混凝土已成功應(yīng)用于路面和建筑結(jié)構(gòu)[1]，這說明再生骨料經(jīng)過處理改善后可循環(huán)利用運(yùn)用于建筑工程之中。近些年來，國(guó)內(nèi)專家也對(duì)此進(jìn)行了一些研究。由此看來，關(guān)于廢棄混凝土循環(huán)再利用這一科研問題已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外科研人員所共同關(guān)注。

1 再生混凝土的研究意義

近年來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速提升，許多村莊城中村等被拆重新規(guī)劃建設(shè)，為此造成許多建筑垃圾，這些建筑垃圾中大多數(shù)為廢棄混凝土。另外，隨著大規(guī)模的城鎮(zhèn)化建設(shè)，砂石的需求量呈逐年上升，面對(duì)如此巨大的需求量?jī)H僅只靠開采天然砂石將會(huì)對(duì)自然資源的占用及環(huán)境影響產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。再生混凝土的應(yīng)用可以使得廢棄混凝土循環(huán)再利用從而降低了對(duì)天然砂石的開采量，保護(hù)環(huán)境減少污染獲得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

由于二戰(zhàn)對(duì)許多國(guó)家的基礎(chǔ)建筑設(shè)施破壞較大，國(guó)外對(duì)再生混凝土技術(shù)研究比較早，他們主要集中對(duì)再生混凝土的力學(xué)、結(jié)構(gòu)、工作、和和易性等研究。

為了再生混凝土技術(shù)持續(xù)良好的發(fā)展下去，許多國(guó)家運(yùn)用法律制度進(jìn)行保護(hù)、約束與強(qiáng)推，使得該項(xiàng)技術(shù)使用面增大，為再生混凝土可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的制度保障。

2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

發(fā)達(dá)國(guó)家關(guān)于再生混凝土技術(shù)研究早于我國(guó)。但是近些年來，我國(guó)各大科研院所的專家們對(duì)其基礎(chǔ)領(lǐng)域也進(jìn)行了一些研究。我國(guó)的專家主要針對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行了探究：再生粗骨料的基本物理特性、再生粗骨料等質(zhì)量替代天然骨料對(duì)再生混凝土力學(xué)性能的影響、部分耐久性的初探、本構(gòu)關(guān)系以及配合比設(shè)計(jì)對(duì)再生混凝土力學(xué)性能的影響等[2]。目前，我國(guó)再生混凝土多用于非承重部分，比如道路的基底或底基，很少用于新的混凝土表層。在合寧高速公路的養(yǎng)護(hù)維修過程中，再生混凝土被大量應(yīng)用，利用率達(dá)到80%[1]，降低了成本獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但在國(guó)內(nèi)將再生混凝土直接運(yùn)用于結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件上的案例很少，絕大研究只針對(duì)簡(jiǎn)單材性層面。所以，為了再生混凝土技術(shù)長(zhǎng)足發(fā)展且應(yīng)用面更為廣泛，需要對(duì)再生混凝土力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行深層次的研究。并對(duì)其與普通混凝土加以對(duì)比分析從而界定它的適用范圍。總之，對(duì)再生混凝土的力學(xué)與結(jié)構(gòu)性能以及強(qiáng)度耐久性的研究應(yīng)是以后研究的重點(diǎn)。

2.3 研究現(xiàn)狀總結(jié)

總之，通過對(duì)再生骨料的處理能夠滿足普通混凝土的標(biāo)準(zhǔn)和要求，將其應(yīng)用到工程實(shí)際項(xiàng)目中是有一定優(yōu)勢(shì)的。目前，考慮到世界上資源浪費(fèi)及環(huán)境污染等問題，再生混凝土的實(shí)際工程應(yīng)用迫在眉睫。但是目前國(guó)內(nèi)外研究表明，再生混凝土較之普通混凝土在強(qiáng)度上稍有降低[3]，故需從技術(shù)研究上彌補(bǔ)這種不足。同時(shí)在再生混凝土中摻入鋼纖維可有效彌補(bǔ)其強(qiáng)度、抗裂性等方面的不足。從而改善再生混凝土的性能使其得以應(yīng)用。這樣不僅節(jié)約了原料，也可以一定程度緩解環(huán)境問題。

3 再生混凝土的研究?jī)?nèi)容

3.1 材料層次研究

(1).再生混凝土骨料生產(chǎn)工藝研究

國(guó)際上采用的再生混凝土骨料生產(chǎn)工藝，以期改善再生粗骨料的質(zhì)量。但是現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝均未能改變能耗大、造成二次環(huán)境污染投資費(fèi)用巨大等問題。為了解決這樣的問題必須研制經(jīng)濟(jì)合理的再生混凝土骨料加工設(shè)備。

(2).再生混凝土配合比設(shè)計(jì)研究

再生混凝土粗骨料具有表觀密度低、吸水率高、壓碎值大等特點(diǎn)，相對(duì)普通混凝土而言變異性比較大。因此，再生混凝土配合比設(shè)計(jì)不能簡(jiǎn)單地參照普通混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，必須結(jié)合這些顯著特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，形成適合再生混凝土的配合比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 再生混凝土的力學(xué)性能研究

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)力學(xué)性能均有研究，但是廢棄混凝土的的來源復(fù)雜且質(zhì)量參差不齊，再生骨料的離散性、變異性大，以及試驗(yàn)方案條件均存在差異，研究表明配合比相同情況下，再生混凝土的強(qiáng)度普遍低于普通混凝土5%～24%[4]，研究了再生混凝土抗壓強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系。當(dāng)水灰比相對(duì)較低時(shí)，普通混凝土抗壓強(qiáng)度高于再生混凝土的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)水灰比較大時(shí)，普通混凝土抗壓強(qiáng)度低于再生混凝土的抗壓強(qiáng)度。

由此可見，水灰比的大小會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度，以此為一個(gè)研究點(diǎn)，可通過水灰比優(yōu)化再生混凝土強(qiáng)度使其高于普通混凝土強(qiáng)度從而得到充分利用。

3.3 再生混凝土在結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

為了提高廢棄混凝土的利用率，一些學(xué)者已經(jīng)對(duì)再生混凝土應(yīng)用到承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件中進(jìn)行試驗(yàn)研究，并取得了一些成果，但是由于各種原因，如再生骨料的來源復(fù)雜，試驗(yàn)試件相對(duì)較少使得研究成果差異性比較大，所以需要進(jìn)一步深化研究。

總的來說，再生混凝土的一些力學(xué)性能還沒有徹底研究清楚之前，再生混凝土還是不能完全被普及，從而導(dǎo)致其利用率比較低。

4 總結(jié)及展望

對(duì)廢棄混凝土進(jìn)行再生利用，不僅是環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求，而且是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)自然資源的需求逐漸增大，不可再生資源的過度開采將會(huì)導(dǎo)致資源枯竭影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，所以，長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮必須將廢棄混凝土進(jìn)行回收再利用。但是，關(guān)于廢棄混凝土再利用方面的研究大多集中在國(guó)外，國(guó)內(nèi)雖然有一定研究，但實(shí)際工業(yè)應(yīng)用方面較少。因此，國(guó)內(nèi)專家在在以后的研究中使得再生混凝土得到長(zhǎng)足發(fā)展與研究，應(yīng)著重解決以下三個(gè)問題：

(1).制定法律對(duì)再生混凝土利用提供保障；

(2).對(duì)廢棄混凝土再利用在財(cái)政上采取補(bǔ)償機(jī)制；

(3).制定再生混凝土的技術(shù)規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)和適用范圍。