关于再生混凝土材料一些问题的展望

李杰 金专

摘 要：再生混凝土的兴起和应用，是解决资源短缺、保护自然环境的有效措施。本文在对国内外再生骨料混凝土相关性能研究的基础上，简要阐述了再生混凝土的发展现状，分类简述了配合比，水灰比的影响，外加剂的影响，及其他因素的影响，同时展望了再生混凝土组合结构，并提出了一些建议。

关键词：再生混凝土；再生粗骨料；水灰比；强度

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0366-02

1 引 言

人们应用混凝土的历史已有两百多年，混凝土是建筑业中最常见、最基本的建筑材料，混凝土因其生产方法较为简单，材料易得，因此目前在建筑材料中，是使用范围最广、使用量最多的建材，而且相对于木材、钢材等材料而言，其性价比较高。在经济社会发展进程中，混凝土生产和使用量大大增加，对粗骨料和细骨料的需求也与日俱增。伴随着这种需求，若长时间用开采和消耗天然河沙，开山取石等方式取得混凝土骨料，必然引起天然资源短缺的问题，势必造成资源枯竭；另一方面，随着城镇建设的快速发展，大量混凝土结构的拆除产生了数量庞大的废弃混凝土，这些废弃混凝土常常作为建筑垃圾随意堆放，破坏自然环境。再生混凝土应运而生，并随着国家倡导绿色环保材料运用的力度不断加强，再生混凝土得到持续发展研究。

从国家发展来分析，再生混凝土有利于保护自然资源，保护环境，符合国家可持续发展战略，具有良好的发展前景；从企业发展来分析，再生混凝土的研究顺应国家发展政策。再生混凝土的研究对工程实际应用是具有指导意义的，同时可延伸现行规范对再生混凝土构件的适用性，对丰富相关技术文献资料，从而达到保护天然资源、减轻环境污染、推动绿色节能材料的目的。

2 发展现状概述

目前，世界很多国家都在积极开展再生混凝土的探讨和研究，美国、韩国等国家对废弃混凝土等的循环再利用研究得比较早，这些国家的废弃混凝土的再生利用率高达90%。目前，我国建筑垃圾的数量已占城市垃圾总量的30～40%，且建筑垃圾资源化再生循环综合利用率低。近二十多年，在我国建筑行业的快速发展的背景下，每年有高达六亿多平方米的房屋建设面积，同时大量的建筑垃圾不可避免地在此过程中产生。若能将建筑垃圾，如废弃混凝土等进行循环利用，就能保护日益减少的砂石等天然资源。近年来，国内外大量学者已对再生骨料混凝土的配合比设计、孔隙率、和易性和力学性能等进行了相关实验研究并取得了一定的成果。而对于国内来说，要借鉴吸收国外的实验研究成果为我所用，经济合理地利用废弃混凝土，要使国内的废弃混凝土的再生利用率达到较高水平，还需要大量突破性的实验研究工作，以及相关政策扶持。

3 再生骨料混凝土的配合比设计

普通混凝土与再生骨料混凝土的差别，最大之处在于粗骨料的取得途径与质量。再生粗骨料混凝土立方体抗压强度随再生粗骨料取代率的不同而变化的规律，现在尚无明确的界定。有的学者认为，再生粗骨料混凝土立方体抗压强度随再生粗骨料取代率的逐渐增加而不断降低；有的学者认为，其变化规律并不是简单的递增递减关系，是有波动的，可能是随再生粗骨料取代率的逐渐增加，立方体抗压强度先增加后降低，各方意见还未统一，尚无定论。

各个科研单位在进行再生骨料混凝土配合比设计中，首先需要单独测定再生骨料的表观密度、吸水率、空隙率等基本指标，其次根据再生粗骨料取代率计算确定水灰比、砂率等关键设计参数。另外，目前的实验主要针对的是再生粗骨料，对再生混凝土砂率的研究较少，而再生混凝土砂率应与再生粗骨料取代率，级配，表观密度，孔隙率等有关，还需要进一步的研究工作。

4 水灰比對再生骨料混凝土强度的影响

水灰比与再生粗骨料表面的砂浆附着率有很大关系，再生粗骨料表面的砂浆附着率与破碎筛分方式和技术有关系，这直接影响再生粗骨料混凝土的水灰比，从而影响其强度。目前尚无相关的标准参照执行。水灰比影响着再生骨料混凝土的塌落度，流动性能，骨料与水泥凝浆界面的微观结构，从而改变再生骨料混凝土受压时的破坏发展路径及破坏机理。因此水灰比是影响混凝土强度的重要参数。

朋改非[1]将经过热处理去除附着砂浆后的再生混凝土进行实验，获得了高水胶比的再生骨料混凝土强度将提高，而低水胶比的再生骨料混凝土强度将降低。金莉[2]通过对相同坍落度的再生混凝土进行抗压强度的实验，得出结论，在相同坍落度情况下，再生混凝土比普通混凝土降低了约20%的抗压强度。

有关研究表明，再生粗骨料表面的由于附着有砂浆，且这层砂浆不易去除，这就改变了再生粗骨料的表观密度及其吸水率，要使再生骨料混凝土与普通混凝土有相当的和易性、流动性，势必要增大再生混凝土的水灰比。特别是高强再生骨料混凝土，对水灰比的变化更加敏感，高强再生骨料混凝土的水灰比往往接近普通混凝土的水灰比，这就使得高强再生骨料混凝土的强度大打折扣，随着用水量的增大，再生混凝土的强度有所降低；另一方面，在破碎的过程中，粗骨料及其表面附着的砂浆难免存在裂纹，混凝土受压时，裂纹就容易发展导致破坏，这也会使再生混凝土的强度有所降低。但从另一个角度考虑，再生粗骨料的高孔隙率会吸收大量的水，可以降低再生混凝土的实际水灰比，对提高再生混凝土的强度又会起到一定作用。因此再生粗骨料的掺量及水灰比的关系是一个值得研究的课题。

5 混凝土外加剂的影响

为了改善和提高再生混凝土性能，添加外加剂可以在一定程度上起到良好的作用，因此，外加剂在工程实际应用中也得到频繁使用。有关研究表明，硅酸钠溶液对再生骨料混凝土基本没有起到强化作用；对于再生骨料混凝土粉煤灰掺量不宜超过30%，在粉煤灰伴随添加材料方面，加入矿渣的粉煤灰对提高强度的效果比单掺粉煤灰效果好；减水剂能有效降低水灰比，是制备高强混凝土的必要外加剂，但对于高强再生骨料混凝土而言，减水剂大大缩减了再生骨料混凝土初凝时间，同时很大程度上降低材料的和易性、流动性，若增大用水量，又很难达到设计强度，因此，如何确定合理的减水剂掺量，保证生产出高强再生骨料混凝土具有设定的强度且有良好的和易性和流动性，需要更多实验研究工作。

6 影响抗压强度的其他因素

为了提高再生骨料混凝土各方面的性能，促进再生骨料混凝土应用，Purushothaman等[3]用HCl、H2SO4等酸性溶液浸泡处理再生粗骨料，得出结论经过处理后的再生混凝土的抗压强度能达到与普通混凝土一样的水平。国内其他研究表明，再生粗骨料的加入对不同强度等级再生混凝土力学性能的影响不尽相同，对高强再生混凝土而言，再生粗骨料的加入会降低高强再生混凝土强度，但是对其它强度再生混凝土而言，其减弱程度不明显；对于再生混凝土的受压疲劳性能，在一定的应力水平条件下，两种混凝土在疲劳性能表现方面，可观察分析出近似的性能。

如何经济高效地处理再生骨料，提高其质量，减轻其对再生骨料混凝土强度等性能的不利影响。以及在生产制备不同强度等级再生骨料混凝土的时，找到使再生骨料方便工程趋利避害加以应用的方法也是重要的研究方向。

7 再生混凝土结构

对再生混凝土抗震性能，彭有开等进行了试验研究，结果表面，再生混凝土框架与普通混凝土框架梁在抗震性能方面有相似的表现，而两种结构的承载能力可用类似的计算方法进行计算。陈宗平等对受高温的钢筋再生混凝土梁受力性能进行了研究，得到再生混凝土梁破坏形式主要有剪切斜压和弯曲两种。且在温度不断升高的情况下，再生骨料取代率对性能的影响逐渐减弱。

通过一系列的试验研究可以发现，再生混凝土结构应用于工程实际是可行的。如何更好地利用再生骨料，使其不仅能应用于混凝土结构，而且也能应用于钢管再生混凝土组合结构等，这是值得深入研究的课题。同时，随着我国装配式建筑的兴起，国家政策的扶持力度加强的情况下，预制构件生产企业也可以考虑将再生混凝土应用于预制构件。

8 結 语

综上所述，再生骨料混凝土无论是从水灰比的影响，外加剂的影响，还是用再生骨料制备不同强度等级混凝土，并将再生混凝土应用于钢管再生混凝土组合结构等方面，都是今后可进一步研究的问题。

参考文献

[1]朋改非，黄艳竹，张九峰.骨料缺陷对再生混凝土力学性能的影响.建筑材料学报，2012，15（1）：8044.

[2]金 莉.再生混凝土力学性能的试验研究.混凝土，2006（7）：1143.

[3]Purushothaman R， Amirthavalli R， Karan L. Influence of treatment methods on the strength and performance characteristics of recycled aggregate concrete J . J. Mater. Civ. Eng，2015，27 （5）：1～7.

收稿日期：2018-9-22

作者简介：李 杰（1981-），男，汉族，贵州惠水人，讲师，硕士研究生，主要从事教育教学工作。