建筑工程施工中再生混凝土的應(yīng)用探究

1前言

建筑業(yè)迅速擴(kuò)張，產(chǎn)生大量的建筑廢料，傳統(tǒng)的混凝土制造過(guò)程因過(guò)度依賴天然集料而導(dǎo)致資源緊張及生態(tài)環(huán)境破壞。再生混凝土作為環(huán)保型建材的典型，通過(guò)重新利用廢棄混凝土，在緩解建筑廢棄物管理問(wèn)題的同時(shí)減少了對(duì)自然資源的消耗，滿足了建筑領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的需求。在實(shí)際建筑項(xiàng)目中采用再生混凝土，可以帶來(lái)明顯的環(huán)境保護(hù)效果，在控制成本以及提升資源使用效能方面發(fā)揮積極作用。

2再生混凝土的技術(shù)原理與性能特點(diǎn)

2.1技術(shù)原理

再生混凝土是一種利用廢棄混凝土作為基礎(chǔ)材料，通過(guò)破碎、清潔、分類等一系列處理步驟制成再生集料，將其與水泥、水以及其他添加劑按照特定比例混合攪拌而形成的新型混凝土。由于再生集料表面殘留水泥砂漿，其物理力學(xué)特性不同于天然集料，因此在制造再生混凝土的過(guò)程中必須精心設(shè)計(jì)配合比，確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量。通過(guò)科學(xué)調(diào)節(jié)水泥用量、選擇適當(dāng)?shù)奶砑觿┘捌涮砑恿康仁侄?，彌補(bǔ)再生集料性能上的缺陷，使再生混凝土達(dá)到建筑工程所需的性能標(biāo)準(zhǔn)。圖1為再生混凝土技術(shù)原理。

2.2性能特點(diǎn)

（1）物理性能：再生混凝土的密度較普通混凝土低5%～10% ，這主要是因?yàn)樵偕现泻形⑿×鸭y以及空隙，降低其堆積密度。再生集料的孔隙率顯著高于普通混凝土，為1.5＼～2倍，增加了再生混凝土的吸水能力。在實(shí)際施工中必須精確管理用水量，確保混凝土具備良好的工作特性]。

（2）力學(xué)性能：在相同配比情況下，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度可能比普通混凝王低 10%～30% ，主要原因是再生集料與水泥基質(zhì)之間的結(jié)合面較為脆弱，導(dǎo)致在承受負(fù)荷時(shí)易發(fā)生破壞，為此，應(yīng)通過(guò)采取適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化方法如預(yù)先處理再生集料或加入高效能添加劑，顯著提升再生混凝土的抗壓能力，使其達(dá)到常規(guī)建筑工程所需的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，再生混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等其他機(jī)械屬性與傳統(tǒng)混凝土也有所不同，在實(shí)際的設(shè)計(jì)以及使用過(guò)程中應(yīng)考慮到這些特點(diǎn)。

（3）耐久性：再生混凝土在實(shí)際應(yīng)用中面臨的主要挑戰(zhàn)之一是其耐久性能。由于再生集料具有較高的孔隙率以及表面殘留舊水泥砂槳層，再生混凝土的防水能力、抗凍能力和抗化學(xué)腐蝕性能不如傳統(tǒng)混凝土。研究數(shù)據(jù)顯示，在同樣的腐蝕條件下，再生混凝土的氯離子滲透系數(shù)較普通混凝土高出 30%～50% ，而其抵抗凍融循環(huán)的能力僅為普通混凝土的 70%～80% 。因此，為了改善該情況，可以通過(guò)引入礦物添加劑以及采用高效的防水材料來(lái)增強(qiáng)再生混凝土的耐久性。

3再生混凝土的生產(chǎn)工藝

3.1廢棄混凝土的收集與運(yùn)輸

廢棄混凝土的來(lái)源多樣，涵蓋了來(lái)自建筑物拆遷、道路建設(shè)以及橋梁施工等多個(gè)范疇的廢棄混凝土塊，在回收這些材料時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行篩選以剔除各種雜質(zhì)，如木材、塑料和金屬，再使用專門設(shè)計(jì)的運(yùn)輸工具將廢棄混凝土安全地運(yùn)送至再生骨料制造工廠。在整個(gè)運(yùn)輸流程中，應(yīng)采取措施避免物料泄漏，降低對(duì)周圍環(huán)境的影響。

3.2破碎與篩分

回收來(lái)的廢棄混凝土需投入破碎裝置中進(jìn)行粉碎處理，常用設(shè)備包括顎式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)等。初次粉碎后，混凝土碎片尺寸較大，必須借助篩分系統(tǒng)按粒徑大小對(duì)其進(jìn)行分類，通常再生骨料會(huì)被劃分為粗骨料（直徑超過(guò) 4.75mm 以及細(xì)骨料（直徑不超過(guò) 4.75mm ），以適應(yīng)后續(xù)工序的需求。

3.3清洗與強(qiáng)化處理

經(jīng)過(guò)破碎過(guò)程的再生骨料，其表面常覆蓋老舊的水泥砂漿和各類雜質(zhì)，因此必須實(shí)施清潔措施，主要的清潔手段分為濕式與干式兩類。前者雖清洗效率較高，但會(huì)生成大量需進(jìn)一步凈化才可排放的廢水，后者則無(wú)廢水問(wèn)題，不過(guò)其清潔效能相對(duì)較低。為增強(qiáng)再生骨料的質(zhì)量，可通過(guò)物理途徑（如熱處理或機(jī)械打磨）去除表層的脆弱部分，或利用化學(xué)途徑（如將其浸人水泥漿液或聚合物溶液中）以優(yōu)化再生骨料與新水泥漿之間的結(jié)合力。

3.4配合比設(shè)計(jì)與攪拌

再生混凝土的配比方案不同于傳統(tǒng)混凝土，需特別考量再生骨料的獨(dú)特屬性。配比設(shè)計(jì)階段，依據(jù)工程項(xiàng)目對(duì)混凝土性能的具體需求，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定水泥、再生骨料、水、添加劑及礦物摻合料的最佳比例;在攪拌環(huán)節(jié)，確保所有原料能夠充分混勻，保障再生混凝土的品質(zhì)一致性，通常使用強(qiáng)制式攪拌設(shè)備進(jìn)行操作，并將攪拌時(shí)間較普通混凝土增加1～2分鐘，確保再生混凝土的

工作性。

4再生混凝土在建筑工程施工中的應(yīng)用案例分析

4.1工程概況

上海建科中心工程是由上海市建筑科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的科研與辦公綜合體，總體建筑面積約為4.8萬(wàn)平方米，該項(xiàng)目被視為綠色環(huán)保建筑的典范，在施工期間嚴(yán)格執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展原則，廣泛使用再生混凝土材料。圖2為上海建科中心。

4.2應(yīng)用部位與施工工藝

（1）基礎(chǔ)工程：針對(duì)基礎(chǔ)墊層以及特定非承重基礎(chǔ)區(qū)域，選用了標(biāo)號(hào)為 C15～C20 的再生混凝土材料，考慮到再生混凝土的流動(dòng)性能較差，施工過(guò)程中采用了逐層澆筑的方法，并將每一層的厚度限定在 300～500 毫米之間，同時(shí)振搗處理的時(shí)間較傳統(tǒng)混凝土增加了10～15秒?？⒐ず罄闷桨搴奢d測(cè)試評(píng)估了地基的承載力，結(jié)果表明所有指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，且地基的沉降幅度成功控制在許可范圍之內(nèi)。

（2）非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件：針對(duì)框架填充墻、構(gòu)造柱及過(guò)梁等區(qū)域，使用了由再生混凝土制成的小型空心砌塊以及預(yù)制組件。為了減少砌筑砂漿受砌塊吸水率影響，在砌筑之前，對(duì)砌塊進(jìn)行了充分的浸泡處理。預(yù)制組件在工廠內(nèi)按照標(biāo)準(zhǔn)化流程制造，通過(guò)嚴(yán)格的原材料檢驗(yàn)和生產(chǎn)工藝控制，確保其尺寸精確度和力學(xué)性能滿足要求。

（3）道路工程：對(duì)于項(xiàng)目的內(nèi)部道路基層建設(shè)，選用了經(jīng)過(guò)再生混凝土加固的碎石作為基礎(chǔ)材料。按照科學(xué)配比將再生集料、水泥、碎石以及水進(jìn)行混合攪拌，制備出適合的道路基層材料。施工期間，通過(guò)運(yùn)用高精度的密實(shí)度測(cè)量設(shè)備及濕度測(cè)試工具，對(duì)基層的壓實(shí)程度和含水率進(jìn)行了嚴(yán)格的監(jiān)控。利用重型振動(dòng)壓路機(jī)多次壓實(shí)，確保了基層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和強(qiáng)度。

4.3應(yīng)用效果評(píng)估

（1）環(huán)境效益：該項(xiàng)目消納廢棄混凝土約6000立方來(lái)，有效減少了建筑垃圾排放，降低了對(duì)天然骨料的開(kāi)采量，切實(shí)保護(hù)了自然資源，環(huán)境效益顯著。

（2）經(jīng)濟(jì)效益：盡管再生混凝土生產(chǎn)成本略高于普通混凝土，但項(xiàng)目結(jié)合了上海市對(duì)綠色建筑的補(bǔ)貼政策，并節(jié)約了廢棄混凝土處理成本，降低了長(zhǎng)期維護(hù)費(fèi)用。從建筑全生命周期來(lái)看，總體成本得到了有效控制，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

（3）社會(huì)效益：上海建科中心項(xiàng)目作為示范工程，充分展示了再生混凝土在實(shí)際工程中的可行性與優(yōu)勢(shì)，吸引了眾多建筑行業(yè)從業(yè)者參觀學(xué)習(xí)，極大地提升了社會(huì)對(duì)綠色環(huán)保建筑材料的認(rèn)知度與認(rèn)可度，有力推動(dòng)了行業(yè)綠色發(fā)展。

5再生混凝土未來(lái)應(yīng)用展望

再生混凝土的前景非常廣闊。在技術(shù)革新方面，隨著材料科學(xué)的發(fā)展，將會(huì)研發(fā)出新的添加劑，這些添加劑可以更精確地改進(jìn)再生骨料與水泥基體之間的結(jié)合效果，從而顯著提高再生混凝土的力學(xué)性能和耐久性，使其適用于高層建筑和大跨度結(jié)構(gòu)等復(fù)雜項(xiàng)目；通過(guò)利用人工智能和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，可以創(chuàng)建再生混凝土的質(zhì)量預(yù)測(cè)模型，依據(jù)廢棄混凝土的來(lái)源及生產(chǎn)工藝參數(shù)，提前評(píng)估其性能，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)控制，增強(qiáng)質(zhì)量穩(wěn)定性；在應(yīng)用擴(kuò)展領(lǐng)域，再生混凝土可能與3D打印建筑技術(shù)深度融合，憑借其良好的泵送性和快速硬化特性，現(xiàn)場(chǎng)完成復(fù)雜建筑部件的3D打印，縮短工期并降低勞動(dòng)力成本。此外，還將在海洋工程、地下空間開(kāi)發(fā)等特定領(lǐng)域開(kāi)展再生混凝土適應(yīng)性研究，拓展其應(yīng)用范圍，為全球建筑業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。圖3為3D打印混凝土過(guò)程。

6結(jié)論

再生混凝土作為一種綠色環(huán)保的建筑材料，在建筑工程中的應(yīng)用前景極為廣闊，通過(guò)采用科學(xué)合理的生產(chǎn)工藝和施工技術(shù)，可以滿足建筑不同部位對(duì)性能的要求，實(shí)現(xiàn)廢棄混凝土的有效再利用，從而產(chǎn)生顯著的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。雖然當(dāng)前其應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)進(jìn)步、標(biāo)準(zhǔn)的完善以及市場(chǎng)的逐漸接受，再生混凝土的應(yīng)用將會(huì)變得更加廣泛。未來(lái)需要持續(xù)加強(qiáng)再生混凝土的基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)，以提高其性能和質(zhì)量穩(wěn)定性，助力建筑行業(yè)朝著更加綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]郭祺斐.新型綠色環(huán)保建筑材料在建筑工程管理中的作用[J]居舍，2025（9）：90-92.

[2]張國(guó)彬.新型綠色環(huán)保建筑材料在建筑工程管理中的作用[J]居舍，2024（35）：28-30.

[3]鄭曉華.建筑工程中節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料的應(yīng)用[J].江蘇建材，2024（5）：13-15.

[4]鄭杰.節(jié)能綠色環(huán)保建筑材料在建筑工程中的應(yīng)用[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2024，22（19）：120-122.