再生混凝土的发展研究

任宏伟

摘要：為解决城市每年产生的建筑垃圾，再生混凝土作为一种新型混凝土被应用到实际工程中。再生混凝土是利用建筑垃圾中的废弃混凝土作为粗细骨料，不仅可以节约不可再生的自然资源、缓解骨料的供需矛盾，同时还有利于环境保护。对国内外再生混凝土的研究进展和应用现状进行了初步的总结，提出再生混凝土目前存在的问题，最后得出再生混凝土发展的期望。

关键词：再生混凝土；研究进展；应用；发展期望

前言

随着建筑产业的发展日益壮大，城市化进程的加快，许多城市涉及到平房改楼房、旧小区改造、道路翻新等工程，因此每年都将产生大量的建筑垃圾，基本的做法就是简单的堆放在郊外，不仅占用了大量的农用地，而且会严重的污染郊区的环境，进而严重影响着人类的生存与发展。新型再生混凝土的生产，不仅可以降低工程造价，节约自然资源，缓解供求总量矛盾，而且还减少环境的污染，这样对于环境保护和自然资源的保护具有重要意义。大力推广新型绿色混凝土技术，已经变成解决建筑垃圾这一问题最有效的途径。

一、国外研究现状

日本重视新能源的开发，将回收利用建筑垃圾中的废弃混凝土作为国家的重点科研项目进行开发利用。并且在1977年日本政府就制订了这一技术的使用规范：《再生骨料和再生混凝土使用规范》[1]。在日本各地相继建立了再生粗骨料的制备工程，政府还颁布了多项法律法规来保证再生混凝土这一技术的发展与应用对再生混凝土的许多特性进行了系统的研究。

美国对再生混凝土的研究取得了很多的成果，并应用在实际的工程中。《超基金法》作为第一部保障再生混凝土发展与应用的法律，用法律形式保障了这一技术的开发。从1982年开始，建筑规范中，将再生骨料的使用包含在了《混凝土骨料标准》中。在美国，对再生混凝土这一技术的应用主要是在公路建设中[2]。据统计，美国已将再生混凝土这一技术应用在20个州的公路基层及底基层中，并且研究了再生混凝土的其他力学特性。

澳大利亚著名研究学者K.K.Sagoe-Crentsil主要是对再生混凝土的性能进行了研究，包括再生混凝土的新拌工作性能、抗压强度、劈裂强度、干缩等进行了研究，得出了再生混凝土具有很好地实用性这一结论。

法国的Roumiana Zaharieva主要是对再生混凝土的抗冻性进行了研究，研究结果表明，由于再生混凝土的吸水率比较大，其用水量比较大，因此再生混凝土的抗冻性能不是很好，并且建议再生混凝土不可以使用在恶劣的环境中。

二、国内研究进展

我国很早就开始研究再生混凝土这一绿色新能源，并将已经将这些成果运用到了实际工程中。湖北省襄樊市在实际工程中利用了再生混凝土这一绿色能源，他们用破损的混凝土路面作为再生粗骨料配制成再生混凝土运用到公路路面的施工中，保证工程质量并降低了工程的造价。江苏无锡市在框架商品住宅中使用了再生混凝土作为间隔墙，采用这一技术在保证工程质量的前提下，增加了住户的使用面积[3]。此外，国内一些高校和科研机构对绿色混凝土这一技术做了许多深入的研究和探索。

中国科学院武汉岩土力学研究所研究了再生混凝土的取代率对静力力学性能的影响，研究了再生混凝土的轴向压缩变形会对再生混凝土声波传播特征参数的影响。通过试验，指出随着再生混凝土替代率的增加，再生混凝土的应力最大值、弹性模量以及变形模量也在相应的降低。分析表明，再生混凝土声波传播速度会受到轴向压缩变形的影响，呈现出先增大后减小的规律，而超声波在再生混凝土中波幅出现的是先增大后减小的规律。

同济大学肖建庄[4]通过试验与数据研究了再生骨料的替代率对再生混凝土性能的影响。试验结果证明，再生混凝土的应力应变曲线为抛物线，与天然混凝土的存在区别与联系，应力应变曲线在同一应力值时对应的应变不相同；在同一应力时天然混凝土应变低于再生混凝土；再生混凝土的最大应变高于天然混凝土。

徐立民等对再生混凝土的力学性能进行了研究，主要包括再生混凝土力学性能的抗压强度、弹性模量、干缩与徐变。研究表明，和普通混凝土相比，再生混凝土力学性能的抗压强度低，弹性模量小，干缩与徐变较大，最后提出了再生混凝土力学性能需要进一步研究的问题。

东南大学陈亮教授等对再生混凝土技术开发与研究的最新进展进行了对比分析，结果表明：再生混凝土试块的破坏过程与天然混凝土的破坏过程基本一致。在相同配合比，替代率为100%的情况下，再生混凝土的许多性能要低于普通混凝土。

浙江大学徐亦东[5]等研究了高性能再生混凝土，他们采用优质矿物掺合料和高效减水剂成功配制出C40-C60再生混凝土，然后对这些高强度的再生混凝土进行了单轴受压试验研究，得出了高强度再生混凝土的应力应变计算公式。

三、存在的问题

由于再生混凝凝土的取材比较特殊，利用的是废弃混凝土作为建筑材料，因此其性能与天然混凝土存在很大的差异，也导致了再生混凝土在实际工程中的应用存在许多问题。

1.强度问题。废弃混凝土在经过二次破碎时，其本身会产生一些微裂缝，这样会导致再生骨料的压碎指标增大，现阶段只能配制出低强度的再生混凝土。若要扩大再生混凝土的应用范围必须提高再生混凝土的强度，必须对再生混凝土进行特殊处理。

2.收缩大的问题。与天然骨料相比，再生骨料颗粒的形状比较参差不齐，表面粗糙，含有大量的旧水泥浆，导致再生混凝土本身的收缩性能比较大，这也限制了其在实际中的应用。

3.再生混凝土替代率的问题。再生骨料替代率的多少直接影响了再生混凝土的工常工作，再生混凝土的力学性能随着再生骨料的变化而发生不同的变化，因此探讨再生混凝土的合理替代率也是我们面临的一个重要问题。

4.再生混凝土造价的问题。目前对再生混凝土的应用主要是配制低强度的混凝土，应用在基层结构或者路面工程中，应用范围窄小，形不成大规模的生产，造成经济造价升高。

5.再生混凝土缺少通用的设计规范与材料使用要求。目前对再生混凝土没有通用的设计使用规范，使用起来不方便，因此需要对再生混凝土进行系统的试验研究，使再生混凝土得到普遍的利用。

四、结束语

再生混凝土自身具有可循环再生利用、无污染、环保等众多优点，但影响再生混凝土力学性能的因素较多，研究成果较为分散，没有形成标准的文件系统限制使用范围和要求。今后应全面的了解再生混凝土的工作性能，确保再生混凝土在实际工程中更好的应用，给工程带来显著的效益。

参考文献：

[1]阿部道彦.建筑副产品的有效利用[J].土木施工（日）， 2013， 36（13）：20-23.

[2]王雪萍. 再生混凝土力学性能试验研究及其配合比优化[D]. 武汉： 武汉理工大学， 2014

[3]沈海宁，王振波等.再生混凝土的立方体抗压强度实验研究[J].建筑技术， 2014， 20（1）：10-13.

[4]肖建庄. 再生混凝土单轴受压应力一应变全曲线试验研究[J].同济大学学报， 2012， 35（11）：1445-1449.

[5]徐亦东，沈建生.再生混凝土高性能化的试验研究[J].混凝土， 2013（9）：37-41.