把握再生混凝土质量，提高使用价值的分析研究

张新华 戴怀如 王运波 朱佳雯 孔俏瑜

摘 要：将废弃混凝土再利用解决环境污染问题，但加工成再生骨料制作成再生混凝土存在不少缺陷制约其推广运用。研究再生粗骨料的不同取代率情况下混凝土的工作性、力学性能和耐久性能。结果表明，在使用再生粗骨料取代部分天然粗骨料对混凝土的流动性、黏聚性和保水性影响不大，混凝土体积密度有所降低，混凝土坍落度保留值略有增加；随着取代率的提高，抗压强度和抗折强度有下降趋势；分析改进再生混凝土性能对提高混凝土质量、环境保护有利。

关键词：混凝土 再生粗骨料 耐久性 可持续发展

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（a）-0007-01

我国建筑业快速发展的同时也产生了大量的废旧混凝土，据了解只有小部分充当道路、建筑物的基础垫层和填筑海岸，作为建筑垃圾填埋占绝大多数，这不仅占用大批土地甚至耕地，而且还对环境造成污染。处理利用废弃混凝土，制作再生混凝土是实现建筑行业可持续发展的有效途径。再生混凝土技术是将废弃混凝土经过清洗破碎分级并按一定比例相互配合后作为部分或全部骨料配制混凝土的技术。1970年后国外对再生混凝土的研究兴起，前苏联、德国、日本等走在世界前沿。1993年我国才有人认识到废弃混凝土的可利用性，而后有在机场工程的道面、道肩及平行公路上的应用研究，但技术还很不成熟，甚至出现了许多失控现象出现，到今天还有管理部门明确不允许使用再生混凝土制作墙体材料，对于再生混凝土认识和利用还需要走很长的路。

1 再生混凝土存在的不足

目前对再生混凝土的研究主要针对材料性能上，有关其结构性能的运用研究不足。当然，这不能责怪人们对其研究的片面，当对一种材料的材性未能有把握控制时，谈何运用问题。但是，再生混凝土运用的研究需要一个完整的研究体系。

1.1 再生混凝土配合比设计问题

由于废旧混凝土的来源、杂质、强度等特性的不稳定，给再生混凝土配合比设计带来很大的困难，一般都按照一定比例替代原生粗骨料的方式进行，但是这种方法有局限。作者认为，要从废旧混凝土的自身分析处理做起，把旧混凝土像原生粗骨料一样，形成自身性能相似的大批量，然后再进行分别掺和运用，这样才能控制再生混凝土质量。

1.2 再生混凝土的耐久性问题

人们认识现代建筑产品时，强调的是建筑物生命周期总成本而非首期建筑成本，有许多发达国家中有40%以上的投资用于修复和维护现有建筑结构，不断上升的维修成本及其建筑总成本核算分析，促使技术人员必须考虑材料的耐久性问题，而且材料的耐久性与生态环境的关系紧密。但人们对再生混凝土的耐久性能、抗火性能的研究并不多，但这却是再生混凝土发展关键，假如再生混凝土克服了耐久性这一关，那么其运用的道路就打开了。

1.3 成型后再生混凝土结构构件强度

关于人们对再生混凝土强度的研究较多，资料显示与普通混凝土强度影响不同的是旧混凝土的原生强度、使用情况、再生骨料破碎工艺、再生骨料级配及含水率、再生骨料替代比例等等因素，造成再生混凝土强度的规律性差。所以需要关注以下问题。

1.3.1 再生骨料的强度

由于再生骨料表面包裹着的水泥砂浆强度较低，大块混凝土破碎时损伤积累，再生骨料内部存在大量细微裂缝强度下降，故一般将再生骨料用于中低强度混凝土，试验分析出配制高强度再生混凝土时，再生骨料的来源对其强度影响最大，配制中低等强度时，影响愈小。

1.3.2 再生骨料外形和吸水

由于再生骨料表面黏附部分水泥砂浆，使其颗粒表面的粗糙度大为增加，加上破碎旧混凝土时部分石子因受力而沿纹理开裂，形成新的粗糙表面，棱角效应增强，改善了骨料的粒形，增加了骨料的坚固性，加强粗骨料的机械粘结作用，还会抑制各种应力下的裂纹发展，对再生混凝土强度增加有利。再生骨料的吸水率远高于天然骨料，同样水灰比状态下，再生混凝土的有效水灰比会减小，利于混凝土强度提高。由于再生骨料部分为表面包裹砂浆的石子，少部分为表面粗糙的石子以及部分大孔隙的砂浆颗粒，破碎再生骨料产生大量的裂缝，在拌制混凝土时再生粗骨料吸水量大，再生粗骨料的组成与表面性状使再生混凝土的坍落度普遍偏小，甚至测不出扩散度。

1.3.3 界面结合性能

由于骨料与水泥砂浆的弹性模量相差较大，在水泥硬化的水化热产生温差，使得骨料与水泥砂浆界面成为最薄弱部位，易产生细微裂纹，当混凝土受力时，界面处的破坏发展较快。而且有水泥砂浆包裹的再生骨料颗粒与水泥浆之间的弹性模量差距较小，受力时，界面处产生的应力差減小，产生裂纹的趋势减弱而利于混凝土强度略增。一般地同一水灰比的再生混凝土的28 d抗压强度约低15%。

1.4 替代率问题

再生混凝土的抗压强度随再生骨料用量的增加而降低，在水灰比相同的状态下，替代率小于30%，再生混凝土的抗压强度降低不多，但是超过30%的替代率，再生混凝土的强度降低越来越明显。

2 再生混凝土的发展趋势

2.1 高性能趋势发展

高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。利用工业废渣加工成矿物掺合料取代部分水泥用于再生混凝土生产，可以解决部分工业污染问题，少用水泥，提高再生混凝土的耐久性能。

2.2 再生混凝土组合结构

由于再生混凝土的力学、耐久和变形等技术指标比普通混凝土低，影响到再生混凝土结构性能使其在结构工程中的应用受阻。如采取组合结构能使钢材（或钢纤维等增强材料）和混凝土各自发挥材料性能优势，再生混凝土的缺陷有所补偿，即组合结构采用再生混凝土，发挥组合结构的优势，但前提是再生混凝土自身要有稳定的性能。

3 结论

由再生混凝土制成的再生粗集料的孔隙率大、吸水率大、堆积密度小、压碎指标值较高的缺陷，限制了其使用范围，如果对再生粗集料进行强化和预处理、改善再生粗集料的粒形、去除其表面附着的水泥砂浆、减小再生粗集料的孔隙率等措施来提高再生粗集料的性能，改善再生混凝土性能，让其更符合建筑业的技术需求。

参考文献

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