再生混凝土研究

2018-02-14王馨钰龙丽霞

建材与装饰 2018年3期

王馨钰龙丽霞王楠宋墨

（陕西服装工程学院城市建设学院咸阳 712000）

1 前言

随着城市进程的不断加快，老旧的楼房拆掉重建，越来越多的高楼拔地而起，带来的是经济增长和随之产生大量的建筑垃圾。据统计，我国每年建筑垃圾量达20亿t以上，并且年均以10%的量持续增长[1]。多数建筑都是混凝土所筑，从而产生了两个问题：①砂、石等自然资源被大量开采消耗；②老旧建筑拆除带来的建筑垃圾不规范堆放，造成环境污染，并且占用大量土地，浪费本就稀缺的土地资源[2]。

2 国内外研究现状

荷兰是最早研究再生混凝土的国家之一，20世纪80年代就已制定再利用相关规范，现主要研究无机结合料基层中掺有再生混凝土时，其特性与级配、混合料组成等因素的关系。美国政府制定《超级基金法》旨在从源头上减少建筑垃圾的产生，促使企业寻找建筑垃圾资源化利用的途径，并鼓励研发再生混凝土技术。随着中国城市进程的加快，环境和资源问题越发突出，再生资源的重要性得到重视[4]。我国相继出台了相关法律和规范，例如工信部和住建部2016年底联合发布《建筑垃圾资源化利用行业规范条件》（暂行）和《建筑垃圾资源化利用行业规范条件公告管理暂行办法》。高校和企业也都积极研究再生混凝土的利用，并且取得了一定的成果[5]。

3 再生混凝土的基本性能

再生混凝土是将建筑废弃的混凝土块经破碎、清洗、分级等步骤后，按一定比例与级配混合，部分或全部取代砂石等天然骨料，再加入水泥、水等配成的新混凝土。再生混凝土以骨料的组合形式不同可分为：全部为再生骨料；粗骨料为再生骨料、细骨料为天然砂；粗骨料为天然石、细骨料为再生骨料；再生骨料部分替代粗细骨料。

大量试验研究表明：再生骨料表面粗糙且棱角较多，在对废弃混凝土破碎处理过程中，易产生裂缝，并含有少量杂质（如水泥砂浆等）附着在骨料表面，其性能表现为密度小、吸水率高、粘结性能弱、磨耗值大、强度较低[6]。再生骨料制得的混凝土孔隙率大，增强了建筑物保温、隔热效果；再生混凝土容重低，可降低结构自重，提高结构的抗震性能[7]；因水泥砂浆等杂质的影响，使得其长期收缩性、徐变性优于普通混凝土。

在施工过程中要获得质量均匀、成型密实的混凝土，并保证新拌制的混凝土不发生分层、离析等现象，就必须考虑其工作性能。康梅柳等[8]研究认为，与普通混凝土相比，再生混凝土的坍落度小、流动性差，但再生混凝土拌合物的摩擦阻力由于骨料表面粗糙增大，使得其保水性与粘聚性增强。研究表明：再生混凝土拌合物坍落度值随着再生骨料所占比重的增加而减小。但当再生骨料取代率超过50%时，再生混凝土的粘聚性降低、保水性变差，稳定性降低[9]。

多项研究表明：再生骨料取代率为30%左右其混凝土抗压强度接近相同条件下的普通混凝土。再生混凝土抗压强度测试值的离散性较大，骨料取代率由25%增至100%时，抗压强度标准差由18%增至49%。同一水灰比情况下，混凝土的抗压强度随取代率的增加而降低，随龄期的延长降低幅度减小[10]。再生混凝土的强度随再生骨料强度增高而增高，适当降低水灰比也可提高其抗压强度。

再生混凝土的耐久性由于再生骨料本身的缺陷而低于普通混凝土，影响其工程应用。再生混凝土耐久性的指标包括抗渗性、抗冻融性、碳化、离子渗透性等，抗渗性是主要影响因素[11]。混凝土的性能取决于组成材料的物化学性能，依赖于自身孔隙结构。再生混凝土孔隙率较大在加工生产中易生成微裂缝，使吸水性、透气性、氯离子扩散率都比普通混凝土大[12]。因此，再生混凝土的耐久性能随再生骨料取代率的增加而降低，但随着养护龄期的增长可得到适当改善。