再生混凝土在可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用分析

姚宇峰 范冠先

（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程分院，陜西 楊凌 712100 ）

關(guān)鍵字：再生混凝土；再生粗骨料；生產(chǎn)工藝；配合比設(shè)計(jì)；力學(xué)性能

0 引言

再生混凝土是廢棄混凝土塊經(jīng)破碎后充當(dāng)再生粗骨料，部分或全部替代天然粗骨料拌合而成的混凝土。再生混凝土技術(shù)可以對再生粗骨料界面進(jìn)行粒型、強(qiáng)度等改性處理后可改善物理性能使其再次被循環(huán)利用，從而，減少廢棄混凝土對環(huán)境生態(tài)的破壞，也是實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的主要措施之一。再生混凝土技術(shù)在國外被發(fā)達(dá)國家研究早于國內(nèi)研究，但研究面不是很廣泛，主要集中在基本性能方面，一些實(shí)例證明再生混凝土已成功應(yīng)用于路面和建筑結(jié)構(gòu)[1]，這說明再生骨料經(jīng)過處理改善后可循環(huán)利用運(yùn)用于建筑工程之中。近些年來，國內(nèi)專家也對此進(jìn)行了一些研究。由此看來，關(guān)于廢棄混凝土循環(huán)再利用這一科研問題已經(jīng)被國內(nèi)外科研人員所共同關(guān)注。

1 再生混凝土的研究意義

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速提升，許多村莊城中村等被拆重新規(guī)劃建設(shè)，為此造成許多建筑垃圾，這些建筑垃圾中大多數(shù)為廢棄混凝土。另外，隨著大規(guī)模的城鎮(zhèn)化建設(shè)，砂石的需求量呈逐年上升，面對如此巨大的需求量僅僅只靠開采天然砂石將會對自然資源的占用及環(huán)境影響產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。再生混凝土的應(yīng)用可以使得廢棄混凝土循環(huán)再利用從而降低了對天然砂石的開采量，保護(hù)環(huán)境減少污染獲得了良好的社會經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 國外研究現(xiàn)狀

由于二戰(zhàn)對許多國家的基礎(chǔ)建筑設(shè)施破壞較大，國外對再生混凝土技術(shù)研究比較早，他們主要集中對再生混凝土的力學(xué)、結(jié)構(gòu)、工作、和和易性等研究。

為了再生混凝土技術(shù)持續(xù)良好的發(fā)展下去，許多國家運(yùn)用法律制度進(jìn)行保護(hù)、約束與強(qiáng)推，使得該項(xiàng)技術(shù)使用面增大，為再生混凝土可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的制度保障。

2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

發(fā)達(dá)國家關(guān)于再生混凝土技術(shù)研究早于我國。但是近些年來，我國各大科研院所的專家們對其基礎(chǔ)領(lǐng)域也進(jìn)行了一些研究。我國的專家主要針對以下幾個(gè)方面進(jìn)行了探究：再生粗骨料的基本物理特性、再生粗骨料等質(zhì)量替代天然骨料對再生混凝土力學(xué)性能的影響、部分耐久性的初探、本構(gòu)關(guān)系以及配合比設(shè)計(jì)對再生混凝土力學(xué)性能的影響等[2]。目前，我國再生混凝土多用于非承重部分，比如道路的基底或底基，很少用于新的混凝土表層。在合寧高速公路的養(yǎng)護(hù)維修過程中，再生混凝土被大量應(yīng)用，利用率達(dá)到80%[1]，降低了成本獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但在國內(nèi)將再生混凝土直接運(yùn)用于結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件上的案例很少，絕大研究只針對簡單材性層面。所以，為了再生混凝土技術(shù)長足發(fā)展且應(yīng)用面更為廣泛，需要對再生混凝土力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行深層次的研究。并對其與普通混凝土加以對比分析從而界定它的適用范圍。總之，對再生混凝土的力學(xué)與結(jié)構(gòu)性能以及強(qiáng)度耐久性的研究應(yīng)是以后研究的重點(diǎn)。

2.3 研究現(xiàn)狀總結(jié)

總之，通過對再生骨料的處理能夠滿足普通混凝土的標(biāo)準(zhǔn)和要求，將其應(yīng)用到工程實(shí)際項(xiàng)目中是有一定優(yōu)勢的。目前，考慮到世界上資源浪費(fèi)及環(huán)境污染等問題，再生混凝土的實(shí)際工程應(yīng)用迫在眉睫。但是目前國內(nèi)外研究表明，再生混凝土較之普通混凝土在強(qiáng)度上稍有降低[3]，故需從技術(shù)研究上彌補(bǔ)這種不足。同時(shí)在再生混凝土中摻入鋼纖維可有效彌補(bǔ)其強(qiáng)度、抗裂性等方面的不足。從而改善再生混凝土的性能使其得以應(yīng)用。這樣不僅節(jié)約了原料，也可以一定程度緩解環(huán)境問題。

3 再生混凝土的研究內(nèi)容

3.1 材料層次研究

(1).再生混凝土骨料生產(chǎn)工藝研究

國際上采用的再生混凝土骨料生產(chǎn)工藝，以期改善再生粗骨料的質(zhì)量。但是現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝均未能改變能耗大、造成二次環(huán)境污染投資費(fèi)用巨大等問題。為了解決這樣的問題必須研制經(jīng)濟(jì)合理的再生混凝土骨料加工設(shè)備。

(2).再生混凝土配合比設(shè)計(jì)研究

再生混凝土粗骨料具有表觀密度低、吸水率高、壓碎值大等特點(diǎn)，相對普通混凝土而言變異性比較大。因此，再生混凝土配合比設(shè)計(jì)不能簡單地參照普通混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，必須結(jié)合這些顯著特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，形成適合再生混凝土的配合比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 再生混凝土的力學(xué)性能研究

國內(nèi)外學(xué)者對力學(xué)性能均有研究，但是廢棄混凝土的的來源復(fù)雜且質(zhì)量參差不齊，再生骨料的離散性、變異性大，以及試驗(yàn)方案條件均存在差異，研究表明配合比相同情況下，再生混凝土的強(qiáng)度普遍低于普通混凝土5%～24%[4]，研究了再生混凝土抗壓強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系。當(dāng)水灰比相對較低時(shí)，普通混凝土抗壓強(qiáng)度高于再生混凝土的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)水灰比較大時(shí)，普通混凝土抗壓強(qiáng)度低于再生混凝土的抗壓強(qiáng)度。

由此可見，水灰比的大小會影響混凝土的強(qiáng)度，以此為一個(gè)研究點(diǎn)，可通過水灰比優(yōu)化再生混凝土強(qiáng)度使其高于普通混凝土強(qiáng)度從而得到充分利用。

3.3 再生混凝土在結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

為了提高廢棄混凝土的利用率，一些學(xué)者已經(jīng)對再生混凝土應(yīng)用到承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件中進(jìn)行試驗(yàn)研究，并取得了一些成果，但是由于各種原因，如再生骨料的來源復(fù)雜，試驗(yàn)試件相對較少使得研究成果差異性比較大，所以需要進(jìn)一步深化研究。

總的來說，再生混凝土的一些力學(xué)性能還沒有徹底研究清楚之前，再生混凝土還是不能完全被普及，從而導(dǎo)致其利用率比較低。

4 總結(jié)及展望

對廢棄混凝土進(jìn)行再生利用，不僅是環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求，而且是我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對自然資源的需求逐漸增大，不可再生資源的過度開采將會導(dǎo)致資源枯竭影響社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，所以，長遠(yuǎn)考慮必須將廢棄混凝土進(jìn)行回收再利用。但是，關(guān)于廢棄混凝土再利用方面的研究大多集中在國外，國內(nèi)雖然有一定研究，但實(shí)際工業(yè)應(yīng)用方面較少。因此，國內(nèi)專家在在以后的研究中使得再生混凝土得到長足發(fā)展與研究，應(yīng)著重解決以下三個(gè)問題：

(1).制定法律對再生混凝土利用提供保障；

(2).對廢棄混凝土再利用在財(cái)政上采取補(bǔ)償機(jī)制；

(3).制定再生混凝土的技術(shù)規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)和適用范圍。