再生混凝土的發展研究

任宏偉

摘要：為解決城市每年產生的建筑垃圾，再生混凝土作為一種新型混凝土被應用到實際工程中。再生混凝土是利用建筑垃圾中的廢棄混凝土作為粗細骨料，不僅可以節約不可再生的自然資源、緩解骨料的供需矛盾，同時還有利于環境保護。對國內外再生混凝土的研究進展和應用現狀進行了初步的總結，提出再生混凝土目前存在的問題，最后得出再生混凝土發展的期望。

關鍵詞：再生混凝土；研究進展；應用；發展期望

前言

隨著建筑產業的發展日益壯大，城市化進程的加快，許多城市涉及到平房改樓房、舊小區改造、道路翻新等工程，因此每年都將產生大量的建筑垃圾，基本的做法就是簡單的堆放在郊外，不僅占用了大量的農用地，而且會嚴重的污染郊區的環境，進而嚴重影響著人類的生存與發展。新型再生混凝土的生產，不僅可以降低工程造價，節約自然資源，緩解供求總量矛盾，而且還減少環境的污染，這樣對于環境保護和自然資源的保護具有重要意義。大力推廣新型綠色混凝土技術，已經變成解決建筑垃圾這一問題最有效的途徑。

一、國外研究現狀

日本重視新能源的開發，將回收利用建筑垃圾中的廢棄混凝土作為國家的重點科研項目進行開發利用。并且在1977年日本政府就制訂了這一技術的使用規范：《再生骨料和再生混凝土使用規范》[1]。在日本各地相繼建立了再生粗骨料的制備工程，政府還頒布了多項法律法規來保證再生混凝土這一技術的發展與應用對再生混凝土的許多特性進行了系統的研究。

美國對再生混凝土的研究取得了很多的成果，并應用在實際的工程中。《超基金法》作為第一部保障再生混凝土發展與應用的法律，用法律形式保障了這一技術的開發。從1982年開始，建筑規范中，將再生骨料的使用包含在了《混凝土骨料標準》中。在美國，對再生混凝土這一技術的應用主要是在公路建設中[2]。據統計，美國已將再生混凝土這一技術應用在20個州的公路基層及底基層中，并且研究了再生混凝土的其他力學特性。

澳大利亞著名研究學者K.K.Sagoe-Crentsil主要是對再生混凝土的性能進行了研究，包括再生混凝土的新拌工作性能、抗壓強度、劈裂強度、干縮等進行了研究，得出了再生混凝土具有很好地實用性這一結論。

法國的Roumiana Zaharieva主要是對再生混凝土的抗凍性進行了研究，研究結果表明，由于再生混凝土的吸水率比較大，其用水量比較大，因此再生混凝土的抗凍性能不是很好，并且建議再生混凝土不可以使用在惡劣的環境中。

二、國內研究進展

我國很早就開始研究再生混凝土這一綠色新能源，并將已經將這些成果運用到了實際工程中。湖北省襄樊市在實際工程中利用了再生混凝土這一綠色能源，他們用破損的混凝土路面作為再生粗骨料配制成再生混凝土運用到公路路面的施工中，保證工程質量并降低了工程的造價。江蘇無錫市在框架商品住宅中使用了再生混凝土作為間隔墻，采用這一技術在保證工程質量的前提下，增加了住戶的使用面積[3]。此外，國內一些高校和科研機構對綠色混凝土這一技術做了許多深入的研究和探索。

中國科學院武漢巖土力學研究所研究了再生混凝土的取代率對靜力力學性能的影響，研究了再生混凝土的軸向壓縮變形會對再生混凝土聲波傳播特征參數的影響。通過試驗，指出隨著再生混凝土替代率的增加，再生混凝土的應力最大值、彈性模量以及變形模量也在相應的降低。分析表明，再生混凝土聲波傳播速度會受到軸向壓縮變形的影響，呈現出先增大后減小的規律，而超聲波在再生混凝土中波幅出現的是先增大后減小的規律。

同濟大學肖建莊[4]通過試驗與數據研究了再生骨料的替代率對再生混凝土性能的影響。試驗結果證明，再生混凝土的應力應變曲線為拋物線，與天然混凝土的存在區別與聯系，應力應變曲線在同一應力值時對應的應變不相同；在同一應力時天然混凝土應變低于再生混凝土；再生混凝土的最大應變高于天然混凝土。

徐立民等對再生混凝土的力學性能進行了研究，主要包括再生混凝土力學性能的抗壓強度、彈性模量、干縮與徐變。研究表明，和普通混凝土相比，再生混凝土力學性能的抗壓強度低，彈性模量小，干縮與徐變較大，最后提出了再生混凝土力學性能需要進一步研究的問題。

東南大學陳亮教授等對再生混凝土技術開發與研究的最新進展進行了對比分析，結果表明：再生混凝土試塊的破壞過程與天然混凝土的破壞過程基本一致。在相同配合比，替代率為100%的情況下，再生混凝土的許多性能要低于普通混凝土。

浙江大學徐亦東[5]等研究了高性能再生混凝土，他們采用優質礦物摻合料和高效減水劑成功配制出C40-C60再生混凝土，然后對這些高強度的再生混凝土進行了單軸受壓試驗研究，得出了高強度再生混凝土的應力應變計算公式。

三、存在的問題

由于再生混凝凝土的取材比較特殊，利用的是廢棄混凝土作為建筑材料，因此其性能與天然混凝土存在很大的差異，也導致了再生混凝土在實際工程中的應用存在許多問題。

1.強度問題。廢棄混凝土在經過二次破碎時，其本身會產生一些微裂縫，這樣會導致再生骨料的壓碎指標增大，現階段只能配制出低強度的再生混凝土。若要擴大再生混凝土的應用范圍必須提高再生混凝土的強度，必須對再生混凝土進行特殊處理。

2.收縮大的問題。與天然骨料相比，再生骨料顆粒的形狀比較參差不齊，表面粗糙，含有大量的舊水泥漿，導致再生混凝土本身的收縮性能比較大，這也限制了其在實際中的應用。

3.再生混凝土替代率的問題。再生骨料替代率的多少直接影響了再生混凝土的工常工作，再生混凝土的力學性能隨著再生骨料的變化而發生不同的變化，因此探討再生混凝土的合理替代率也是我們面臨的一個重要問題。

4.再生混凝土造價的問題。目前對再生混凝土的應用主要是配制低強度的混凝土，應用在基層結構或者路面工程中，應用范圍窄小，形不成大規模的生產，造成經濟造價升高。

5.再生混凝土缺少通用的設計規范與材料使用要求。目前對再生混凝土沒有通用的設計使用規范，使用起來不方便，因此需要對再生混凝土進行系統的試驗研究，使再生混凝土得到普遍的利用。

四、結束語

再生混凝土自身具有可循環再生利用、無污染、環保等眾多優點，但影響再生混凝土力學性能的因素較多，研究成果較為分散，沒有形成標準的文件系統限制使用范圍和要求。今后應全面的了解再生混凝土的工作性能，確保再生混凝土在實際工程中更好的應用，給工程帶來顯著的效益。

參考文獻：

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

[2]王雪萍. 再生混凝土力學性能試驗研究及其配合比優化[D]. 武漢： 武漢理工大學， 2014

[3]沈海寧，王振波等.再生混凝土的立方體抗壓強度實驗研究[J].建筑技術， 2014， 20（1）：10-13.

[4]肖建莊. 再生混凝土單軸受壓應力一應變全曲線試驗研究[J].同濟大學學報， 2012， 35（11）：1445-1449.

[5]徐亦東，沈建生.再生混凝土高性能化的試驗研究[J].混凝土， 2013（9）：37-41.