再生混凝土在墙体材料中的应用

侯东君，叶 腾

(漳州职业技术学院，福建 漳州 363000)

随着城市化进程的加快，每年都有大量的旧建筑物被拆除，随之产生数亿吨建筑垃圾，在建筑垃圾中废弃混凝土的比例多达30%以上。目前我国绝大部分建筑垃圾的处置方式是未经处理而直接运往郊外露天堆放或填埋，这种建筑垃圾的处置方式不但长期占用了大量宝贵的耕地，而且还耗用了大量的征用土地费、垃圾清运费等建设经费，在清运和填埋过程中也对生态环境造成严重的破坏。

同时，全球每年混凝土使用量超过40 亿m3，砂石骨料用量超过60 ～80 亿吨。而我国每年消耗混凝土13 ～l4 亿m3，占到全球混凝土消耗量的1/3，［1］如此巨大的混凝土用量，必将消耗巨量自然资源和能源。

将废弃混凝土进行回收利用，生产再生混凝土是目前建筑垃圾资源化利用技术研究和推广的主要方向。

1 再生混凝土在墙体材料中应用的可行性

国外再生混凝土回收利用研究起步较早，前苏联学者Gluzhge 早在1946 年就开始研究将废弃混凝土制作集料的可能性。澳大利亚的格里菲思大学的研究结果表明，只要生产出来的再生骨料性能上完全满足使用质量标准，则作为一种基层或底基层材料，再生骨料完全有可能取代原有天然骨料。国内外专家学者［2－12］从不同的角度，对再生混凝土基本性能进行了大量的研究，研究表明再生骨料具有孔隙率大、吸水性高、骨料密度比天然骨料低、导热系数低等特点，采用废弃混凝土生产的再生骨料是可以取代原有天然骨料，所配置的再生混凝土与普通混凝土各项性能具有很高的相似性。因此采用废弃混凝土生产的再生骨料取代原有天然骨料，制作再生混凝土小型空心砌块，在满足强度和热工性能等方面的要求理论上是可行的。

2 再生混凝土在墙体材料中的应用研究现状

在再生骨料混凝土研究的基础上，国内学者针对再生混凝土空心砌块各项性能进行了大量研究。

在再生混凝土空心砌块力学性能方面，白国良等［13］通过正交试验研究了再生混凝土砌块配合比中单位体积混凝土用水量、水灰比、再生粗骨料取代率、再生细骨料取代率对抗压强度的影响规律，试验结果表明对于单排孔再生混凝土小型空心砌块，若配合比选取合适，强度等级可以达到MU5.0。丁帅等［14］通过对再生骨料掺量为75%的再生混凝土小型空心砌块块材及砌体的抗剪抗压等力学性能进行了试验，结果表明再生混凝土小型空心砌块的强度等级可以达到MU7.5，认为再生混凝土小型空心砌块砌体的受压性能和普通混凝土砌块砌体的受压性能基本相似。卓玲等［15］采用正交试验研究了再生骨料混凝土空心砌块配合比设计，研究表明选取合适配合比，再生粗骨料取代率85%和再生细骨料取代率100%，制作的再生混凝土小型空心砌块强度等级可以达到MU5.0。李丹［16］等通过正交试验研究了再生混凝土砌块配合比中水灰比、再生粗骨料取代率、再生细骨料取代率3 个主要因素对其抗压强度的影响规律。结果表明，对于多排孔再生混凝土小型空心砌块，选取合适的配合比，强度等级可以达到MU10，可作为承重砌块使用。许元［17］用正交试验法研究用水量、水胶比、再生细骨料取代率、粉煤灰等量取代水泥率对粉煤灰再生混凝土砌块抗压强度的影响，试验结果指出，影响粉煤灰再生混凝土砌块抗压强度各因素的主次顺序是:用水量、粉煤灰取代率、水胶比、再生细骨料取代率。安昱峄等［18］通过采用四因素三水平正交试验对再生混凝土砌块配合比进行了试验研究，分析了单位混凝土体积用水量、水灰比、粗骨料取代率、细骨料取代率对再生混凝土砌块抗折强度影响。认为再生细骨料含量是影响再生混凝土砌块抗折强度的主要因素，再生粗骨料含量是影响抗折强度的重要因素，用水量和水灰比是次要因素。

在再生混凝土空心砌块热工等物理性能方面，陈爱玖等［19］研究了不同的再生骨料替代率和不同的橡胶颗粒替代率，对再生混凝土多孔砖的力学性能和热工性能的影响，试验结果表明随再生骨料掺量的增加，砌块抗压强度抗折强度先增加，达到40%时最大，后呈下降趋势;随橡胶颗粒掺量的增大，砌块抗压强度抗折强度随之下降，保温性能提高。谢静静等［20］采用正交试验研究了再生粗细骨料玻化微珠掺量和水胶比对再生混凝土砌块强度抗冻耐久性及相关热工性能的影响，结果表明再生混凝土保温砌块在合理的配比下可做承重外墙，墙材使用质量损失率满足相关耐久性要求，砌筑的墙体节能率达到50%。杨郑梁等［21］从导热系数入手，测试了砌块所用再生混凝土的导热系数，用热箱法测试砌体的传热系数，结果表明再生混凝土密度小于普通混凝土，导热系数小于普通混凝土，具有良好的热工性能，三排孔再生混凝土砌块保温性能优于粘土砖、同厚度的三排孔普通混凝土，保温性能提高了50%。唐晓翠［22］研究了再生混凝土空心砌块的受压性能和保温性能，试验结果表明，通过合理选择再生骨料、粉煤灰和聚丙烯纤维的掺量，再生混凝土空心砌块可具有良好的抗压强度和保温性能，能够用作砌体结构中的承重和保温砌块。贾艳东等［23］研究了不同再生骨料替代率及不同成型压力对再生混凝土空心砌块强度、湿涨干缩性能的影响。试验结果表明选择50%再生骨料取代率以及合适的成型压力生产砌块，既能保证再生骨料的利用和砌块强度，又使砌块的湿胀干缩变形与天然骨料砌块接近，与100%的再生骨料砌块相比可以减小墙体裂缝宽度。

在再生混凝土空心砌块砌体结构性能方面，张锋剑等［24］通过试验研究了再生混凝土砌块砌体的抗压强度弹性模量应力－应变规律及泊松比，结果表明，再生混凝土砌块砌体具有很好的强度和变形能力，可作为承重墙体材料。刘文坤等［25］通过对36 个再生混凝土砌块砌体进行轴心抗压试验，研究其受压破坏特征及受压性能，试验分析得出再生混凝土砌块砌体抗压强度设计值略低于规范中混凝土多孔砖砌体的抗压强度设计值。郭樟根等［26］对4 片再生混凝土小型空心砌块墙体进行了轴心和偏心竖向荷载作用下的试验研究，分析了再生混凝土小型空心砌块墙体在竖向荷载作用下的受力全过程及破坏形态。研究结果表明，再生混凝土小型空心砌块墙体在竖向荷载作用下的破环全过程和普通混凝土空心砌块墙体基本相似。郭樟根等［27］进行了再生混凝土小型空心砌块砌体抗剪性能试验，研究结果表明:再生混凝土小型空心砌块砌体的抗剪性能和普通混凝土砌块砌体的抗剪性能基本相似，再生混凝土空心砌块砌体的抗剪强度低于普通混凝土砌块砌体的抗剪承载力。肖建庄等［28］为研究再生混凝土砌块墙体的抗震性能，对4榀构造柱－圈梁体系约束的再生混凝土小型空心砌块墙体试件进行了低周反复水平加载试验，研究了再生混凝土砌块墙体的破坏过程破坏形态承载能力变形能力和耗能能力等。研究表明:符合构造要求的再生混凝土砌块墙体具有良好的延性和耗能能力，按现行规范公式计算再生混凝土砌块墙体的受剪承载力是可行的;按照普通混凝土砌块承重结构的抗震设计要求，可以实现再生混凝土砌块承重结构与普通混凝土砌块相同的抗震性能。倪天宇等［29］通过对3 片不同竖向荷载作用下的再生混凝土空心砌块墙体进行水平低周反复荷载试验，研究结果表明，再生混凝土空心砌块墙体在无竖向荷载的情况下，破坏时的裂缝数量较少，主裂缝明显;在施加竖向荷载的情况下，破坏时无明显主裂缝，结构受力均匀. 墙体的滞回曲线较饱满，延性较好，耗能能力较强，抗震性能良好。郝彤等［30］通过试验，研究了再生混凝土空心砌块砌体在不同砂浆强度下的抗压性能以及抗剪性能研究表明:再生混凝土空心砌块砌体的抗压性能和抗剪性能与普通混凝土空心砌块的基本相似。

3 结论与建议

综上所述，若选用合适的配合比，所制作的再生混凝土空心砌块在力学性能、热工性能以及结构性能可以与普通混凝土空心砌块相媲美，是一种值得推广的绿色环保的建筑材料。

就目前的研究情况分析可以发现，对再生混凝土空心砌块的研究比较集中在力学性能、热工性能以及部分的结构性能方面，在防水抗渗、干缩、耐久性等方面研究较少;理论研究和实验室研究较多，应用技术及工程应用研究较少。针对目前的研究及应用现状，提出以下几个建议:

(1)研究方面多注重在实际工程应用过程中所涉及到的问题，如防水、抗渗、涨缩等问题;

(2)加强实用技术研究，在已有研究的基础上规范再生混凝土空心砌块配合比设计方法，制定再生混凝土空心砌块设计与施工规程，以及再生混凝土空心砌块生产工艺、质量标准等，使再生混凝土空心砌块的推广应用有章可循;

(3)政府出台配套的鼓励政策推动和促进再生混凝土在墙体材料中的应用。

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