再生混凝土的性能研究

邢 鹏

(山西绿泉环保工程有限公司，山西 太原 030027)



再生混凝土的性能研究

邢 鹏

(山西绿泉环保工程有限公司，山西 太原 030027)

为节能环保，将废弃的混凝土块加工制造粗骨料代替天然的砂石骨料，制造成再生骨料混凝土，从坍落度、弹性模量、强度、抗冻性、抗碳化性五方面，介绍了再生混凝土的性能，指出再生混凝土和普通混凝土性能相似，其用于城市建设中减少了对砂石资源的开发浪费。

再生骨料，再生混凝土，弹性模量，建筑垃圾

5·12汶川大地震，给汶川人民带来了毁灭性的灾难，痛定思痛，震后对震害严重地区的建构筑物进行了调查研究，表明：毁灭性倒塌建筑物多为二十世纪七八十年代的预制板结构的房屋，其抗震性太弱，造成的经济损失也最大。国家为了减少地震给人民带来的伤害，让人民住上抗震的房屋，号召全国上下对预制板结构的房屋进行改造，对棚户区进行改造，对城中村进行改造。

太原市也响应国家号召，进行地区性的城中村改造、道路改造、原有旧建筑物的拆除等等，由此而产生的建筑垃圾也越来越多，对已有建筑垃圾的处置越来越成为亟待解决的问题，处理不好会对人们赖以生存的自然环境造成极大的污染与破坏，或造成二次污染。近年来，随着太原市地区性经济发展的加快，建筑业的发展也随之加快，城市建设的迅速发展需要大量的建筑材料，混凝土中砂石骨料占混凝土总质量的70%之多，用量相当大，会导致大量地开采山石、掏挖河砂、掘坑取土等行为，同时这样无限制的行为不仅会造成水土流失，而且会加速天然资源的消耗。因此建筑垃圾的处理以及能源的节约，给当前城市的发展提出了严重的考验。如何能合理的利用建筑垃圾、节约天然资源而且可以达到以节能减排为目的的国家阶段性政策导向，已列为目前的主要任务。

建筑垃圾中的混凝土块中含有大量的碎石骨料，如果能够回收利用，破碎成骨料，按一定的比例配合后，配制成新的混凝土，用于建筑业中，既可以减少自然资源的浪费，也可以减少建筑垃圾对生态环境的严重破坏，废物利用，一举两受益。所以，利用建筑垃圾生产再生骨料可以有效的解决上述问题。

从建筑垃圾中筛选出的废弃的混凝土块料，经破碎、清洗、分级加工后，再制造成再生骨料，替代天然砂石骨料中全部或者部分骨料而加工生产出的新的混凝土称为再生骨料混凝土。

再生骨料混凝土其性能如何，和普通混凝土骨料有什么不同，如何利用，这一构想成为必不可少的研究工作内容。

普通混凝土骨料采用的是天然砂石骨料，再生混凝土的骨料采用的是加工后的废弃混凝土块料，因二者所采用的骨料不同，所以其材料的性能也是不同的。再生混凝土骨料的取代率(即混凝土再生骨料代替总砂石骨料的比率)不同，对混凝土的性能影响也有差异。以下是不同取代率对再生混凝土的基本性能影响的分析。

1 再生混凝土的坍落度研究

一般我们要求混凝土有较好的保水性，流动性和粘聚性。再生混凝土也应该具有和普通混凝土相同的特性。经研究，随着再生混凝土骨料取代率的逐渐增加，再生混凝土的坍落度会逐渐降低。但是，当再生混凝土骨料含量占总砂石骨料的含量为30%时，再生混凝土的坍落度与普通混凝土的坍落度基本接近，上下浮动不超过5%，符合规范要求。当再生粗骨料取代率为50%,70%,100%时，坍落度下降较多。特别是当再生粗骨料取代率为100%时,再生骨料混凝土的坍落度仅能达到普通混凝土的50%左右。对以上具体资料进行原因分析：主要是由于再生粗骨料表面包裹着一层疏松的旧水泥砂浆，同时也存在较多的空隙和破碎过程造成的微裂纹，导致再生骨料混凝土的孔隙率较大，所以再生骨料的吸水率较高,再生骨料在和水泥砂浆拌合的过程中会吸收一部分水分，导致再生混凝土的坍落度逐渐减小。

2 再生混凝土的弹性模量研究

基本和普通混凝土相似，影响再生混凝土弹性模量的因素很多。研究表明，再生混凝土骨料取代率对混凝土的弹性模量大小有一定的影响。同一强度等级，相同条件下的混凝土，因再生混凝土骨料孔隙率较大表面又裹着硬化砂浆，导致再生混凝土吸水率增大，水灰比减小，强度却略有提高，弹性模量值也升高。随着再生混凝土骨料取代率逐渐的增加，再生混凝土骨料的较多缺陷也表现出来：强度降低、弹性模量也逐渐降低等等。

研究显示，当再生混凝土骨料的含量占总混凝土骨料含量30%时，再生混凝土的弹性模量和普通混凝土的弹性模量差异不大；当混凝土的骨料全部采用再生骨料时，再生混凝土的弹性模量比普通混凝土的弹性模量低很多。其原因在于，再生混凝土骨料本身的强度较低、弹性模量也较低、再生骨料制作的混凝土孔隙率较高。

有实验表明再生混凝土的泊松比与普通混凝土基本相同，即再生骨料取代率对普通混凝土的泊松比影响不明显。

3 再生混凝土的强度研究

目前的废弃混凝土块大多强度较低，由它加工而成的再生骨料强度也较低，再生骨料表面含有一定的粉末杂质，导致再生骨料与水泥浆之间的粘结力较弱，所以再生混凝土的抗压强度低于普通混凝土。再生骨料的含量越大，再生混凝土的强度降低越大。一般情况，再生骨料的含量占总骨料含量的30%时，同一强度等级再生混凝土的抗压强度基本大于普通混凝土的抗压强度；再生骨料的含量占总骨料含量超过30%时，同一条件下，同一强度等级再生混凝土的抗压强度比普通混凝土的抗压强度低。

4 再生混凝土的抗冻性研究

有文献指出，再生骨料混凝土的抗冻性能较低。主要原因是再生骨料的孔隙率及孔隙径要较普通混凝土大，再生骨料容易吸水饱和从而导致再生骨料混凝土抗冻性差。国内国外有关再生骨料混凝土抗冻性能研究的观点也不一致：较多学者认为,再生骨料混凝土具有良好的抗冻性能,甚至优于同水灰比的普通混凝土；有实验显示，再生混凝土中掺入适量的硅灰(水泥用量的5%～10%)，可以改善再生混凝土的抗冻性能。

冬季施工中普通混凝土加入防冻剂，可以提高建构筑物的抗冻性能。国内外学者也一致认为，如果想提高再生混凝土在低温下长时间受冻而不遭受破坏的性能，可以按比例添加一定量的防冻剂，降低再生混凝土的水饱和度，从而使再生混凝土也可以与普通混凝土一样在冬季施工，改善了再生混凝土的抗冻性能。

5 再生混凝土的抗碳化性

文献指出，有关实验表明由于再生骨料本身微裂纹较多，存在有较多的孔隙，导致再生混凝土的孔隙率高于普通混凝土，所以再生混凝土的抗碳化性能略比普通混凝土差一些。通常再生混凝土的碳化深度会随着再生骨料混凝土取代率的增加而增大，而且随着龄期的增加，再生骨料混凝土的抗碳化能力下降幅度也会增大。与天然骨料混凝土一样，如果增加再生骨料混凝土中水泥的用量，同样也会增强其抗碳化能力，混凝土碳化深度也会随着水泥用量的增加而减小。因此再生混凝土的抗碳化性能基本能满足工程建设的要求。

6 结论及建议

1)利用废弃的建筑垃圾混凝土块加工为再生骨料，既可以保护环境，又能够解决废弃混凝土的处理问题，同时节约了天然砂石资源，具有一定的社会、经济、环境效益，符合地区可持续发展的要求。所以，加快建设建筑垃圾回收处理站及相应配套设施，为再生混凝土提供必要的混凝土骨料成为目前城市解决因城市垃圾而带来的环境问题的一项有利措施。

2)再生混凝土与普通混凝土在物理性能、力学性能等方面存在差异，国内外学者研究表明：再生粗骨料的最佳掺量为30%时，再生混凝土的性能会最优，此时再生混凝土基本上能够达到普通混凝土的性能要求，可以用于一般工程建设中，具有一定的可实施性。

3)现行普通混凝土的规范、规程、标准等对再生骨料混凝土已不再适用，再生骨料混凝土与普通混凝土在原材料、配合比、施工技术等方面也存在较大的差异。所以为解决这一问题国家也及时出台了《再生骨料应用技术规程》《混凝土和砂浆用再生细骨料》《混凝土用再生粗骨料》等相关的规范。

4)二十世纪七八十年代的建筑由于混凝土强度较低，用其生产再生骨料能否满足现行规范的要求，需要我们进行深入的研究，开发出可持续的、适用的、新型的再生混凝土，为建筑垃圾的二次利用提供可靠的依据。

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[2] 杨德健，高永孚.再生混凝土基本力学性能研究[J].建筑工程，2005(8)：138-140.

[3] 石晓杰.浅析再生混凝土耐久性问题研究[J].福建建材,2009(5)：102-104.

[4] 张 虹，熊学忠.废弃混凝土再生骨料的特性研究[J].武汉理工大学学报,2006,28(3)：48-50.

[5] 陈德玉，刘来宝，严 云，等.不同因素对再生骨料混凝土抗冻性的影响[J].武汉理工大学学报，2011,33(5)：109-110.

On performance of recycled concrete

Xing Peng

(ShanxiLvquanEnvironmentalProtectionEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030027,China)

In order to enhance the energy-saving and environment protection, the paper processes the wasted concrete blocks to produce the coarse aggregate to replace the natural gravel aggregate, makes the recycled aggregate concrete, introduces the recycled concrete’s performance from the collapsibility, elastic modulus, strength, freezing resistance and carbonation resistance, and points out the recycled and common concretes can be adopted in the urban construction, so as to reduce the development and waste of the grave resources.

recycled aggregate, recycled concrete, elastic modulus, architectural rubbish

1009-6825(2016)18-0103-03

2016-04-13

邢 鹏(1976- )，男，工程师，二级建造师

TU528

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