浅谈再生混凝土

宋明慧， 郑红霞， 王军伟

河南省第一建筑集团有限责任公司（450014）

再生混凝土是指旧建筑物或结构物解体的混凝土经破碎分级成为粗细骨料,用以代替混凝土中部分砂石配制成的混凝土，亦称作再生骨料混凝土。以下对再生混凝土的性能和生产作一分析。

随着科技的进步和社会的发展,中心城市的建筑业也在不断发展。城市建设中因更新道路、毁拆旧房等产生的废混凝土，体积大、份量重、破碎难、运输难、堆埋难，成了真正的“垃圾”。影响了城市生活环境，造成了环境污染。运送到郊外进行掩埋，不仅要花费大量的运费，也会给城市郊区造成二次污染。其次，堆放掩埋这些建筑垃圾又要占用大量宝贵的土地资源。将建筑垃圾（此处主要包括废弃混凝土块、碎砖块等）进行资源化利用，变得越来越重要。

目前，全世界混凝土的年产量约28亿立方米，我国的混凝土年产量约占世界总量的45%，约13～14亿立方米。混凝土原材料中骨料占75%，由此可推断，其骨料的使用量有多大。为了能够解决这些问题，各国开始了再生混凝土的研究开发与应用。

虽然我国对再生混凝土的研究起步比较晚,还处在试验室阶段，但也取得了相应的成果,如顾佳勋研究的建筑垃圾砌块技术已获得国家专利。1990年上海在市中心的“华亭”和“霍兰”两项工程中就使用了其结构施工阶段产生的建筑垃圾。上海于1997年开始利用废弃混凝土制作混凝土空心砌块，其产品指标完全符合上海市标准《混凝土小型空心砌块工程及验收规程》。证明这项城市废物循环利用的技术，完全可以进行更大范围的应用推广。

1 再生混凝土骨料的生产

上海为废混凝土再生集料用作水稳材料的首个试验与试点城市。他们先把从各处回收来的废道路混凝土送进专门的机器里破碎，再经清洗、分级，按大约3:7的比例掺入传统混凝土配料中，进行充分搅拌，全新的“再生混凝土”就可装车外运了。混凝土路面经现场破碎成较大的混凝土料块后由运输车辆运送到料场集中堆放。料场一般设在重建工程附近，以减少运输费用。

运回料场的混凝土料块的破碎、筛分和新骨料的破碎生产基本一样，但主要有以下两个不同之处:1）由于回收的混凝土里含有木料、灌缝料、塑料等杂质，所以需要使用设备将其在破碎、筛分之前除去。在美国一般使用空压机产生的高压气流将这些杂质从回收料中吹出。2）由于回收的混凝土里有钢筋、传力杆、拉杆等钢材，为了将这些钢材除去，美国一般采取在破碎设备和筛分设备中间增加电磁铁设备。目前一般采用两套电磁铁以较彻底的除去钢材。第1套电磁铁一般安装在一级破碎机和振动筛分装置中间,以除去钢筋、传力杆、拉杆等体积比较大的钢材；第2套电磁铁一般安装在2级破碎机或圆锥破碎机和振动筛分装置之间，以除去绑扎钢筋网的钢丝和在2级破碎过程中产生的体积较小的钢材碎屑等。

2 再生混凝土的基本性能

再生骨料与天然骨料相比强度低，吸水率大，表面粗糙率大。所以再生混凝土和天然骨料混凝土的基本性能有所不同。

2.1 抗压强度

由于骨料不同,所以强度随龄期的增长情况也不相同。相关试验表明:与天然骨料混凝土相比,同一水灰比的再生骨料混凝土的28d抗压强度约低15%，但其相差的幅度会随着龄期的增长而慢慢缩小。再生混凝土的强度和所使用的废弃混凝土的强度有着紧密的联系:在同一水灰比的条件下，再生骨料强度越高再生混凝土的强度也就越高。一般建筑物所拆除下的废弃混凝土强度在C20左右，在水灰比为0.6并用再生骨料完全取代天然骨料时,其28d的抗压强度可达到23.5MPa。完全符合普通混凝土的强度要求。如果使用高强度的再生骨料，则可以配制高强混凝土。相关试验表明，如果用于生产再生骨料的废弃混凝土的强度达到40～60 MPa并加入微细硅粉和高效减水剂则可配制出C70～C80的高强混凝土，尤其是在再生骨料与天然河砂搭配的情况下。

2.2 坍落度

再生混凝土的坍落度和再生骨料所取代的比例有关，由于再生骨料比天然骨料的吸水率大，空隙多,表面粗糙度高，用浆量多。所以在相同水灰比的条件下再生混凝土中再生骨料所取代的比例越高其坍落度就越小。同时骨料表面粗糙，增大了拌和物在拌和与浇筑时的摩擦力。而我们可以在再生混凝土中加入适量的粉煤灰或高效减水剂提高坍落度，同时可以保证有较好的保水性和粘聚性。

2.3 干缩性

干缩性是混凝土的重要指标之一。相关试验表明：再生混凝土的干缩性与它的骨料情况有很大关系。由于再生混凝土使用的是吸水率大，空隙率高的再生骨料。所以它的干缩性比天然骨料混凝土要大且其干缩的程度和干缩持续的时间随其再生骨料取代比例的增大而增大和加长。在再生骨料取代比例在50%以上时，其干缩时间持续时间比较长，但在50d龄期后干缩速率十分缓慢，干缩的增量也要小。

2.4 用水量

再生混凝土的用水量也与天然骨料混凝土不同。再生骨料内部缺陷多，吸水率大。再者，再生骨料的表面粗糙度比天然骨料要高，因此配合比中的细骨料（砂率）较高，并随着再生骨料所取代比例的提高而增长。由于砂率较高，因此达到相同坍落度时，比天然骨料混凝土用水要多，且难以达到坍落性能良好。

3 再生混凝土的技术经济分析

再生混凝土的生产过程同普通混凝土大体相同,再生混凝土中实际是使用了天然骨料和再生骨料的混合骨料,混合比大约为3:7。目前市场上天然骨料—石子和砂的价格约为45元/t和55元/t,如果采用混合骨料,考虑加工和运输的因素,再生骨料的价格约为17～22元,远远低于天然骨料,由此混合骨料平均价格在30元左右。另外，考虑到混合骨料较天然骨料有很强的吸水能力,再生骨料的吸水率大约在8%左右,因此再生混凝土有效水灰比会有所提高,为了使再生混凝土有一定的强度实际水泥用量会适当提高根据测算约为5%左右。C20～C25的普通混凝土每立方水泥用量(32.5级)基本为380kg左右,如果采用再生骨料,水泥用量约在400kg左右。现在市场上复合硅酸盐32.5级每吨价格为300元左右。综合以上材料分析,再生混凝土每立方价格较普通混凝土要少10%～15%左右,经济效益还是相当可观的。因此再生混凝土不仅增加了经济效益,而且增加了可观的环境效益和社会效益,是我国目前所提倡的建设节约型社会的良好体现,也是对循环经济建设的一种启示和推动。

4 结语

由于再生骨料与天然骨料的性质不同,故再生骨料混凝土与天然骨料混凝土的性能亦不相同。再生混凝土与天然骨料混凝土相比,其抗拉强度、抗压强度和坍落度都比较低，但如果在其配制过程中加入微细硅粉和高效减水剂,则以上三个及其他性能就会较大幅度的提高,与天然混凝土的性能相近，甚至超出。所以，使用废弃混凝土作为骨料生产再生混凝土是非常可行的，并且对资源的再生利用，保护环境具有重要的意义。

综上所述,再生混凝土对生态环境是一种贡献,也是对混凝土技术一种新的尝试和革新,符合我们这个时代的要求,具有很好的社会环境效益。再生混凝土倡导的理念不仅适用于本身,而且还适用于其他不可再生材料的生产。

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