再生骨料混凝土研究現(xiàn)狀及發(fā)展

(重慶交通大學(xué) 重慶 400074)

混凝土是當(dāng)今世界應(yīng)用最為廣泛的一種建筑材料，而我國(guó)早在1999年就成為全球混凝土用量最多的國(guó)家，由此導(dǎo)致的資源浪費(fèi)，環(huán)境污染等等一系列問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注，在這種背景下，再生骨料混凝土應(yīng)運(yùn)而生。再生混凝土可以節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，是一種可持續(xù)發(fā)展的綠色混凝土，因此再生混凝土擁有良好的研究前景。但是目前在國(guó)內(nèi)對(duì)于再生骨料混凝土的研究不夠深入，很多技術(shù)問(wèn)題還沒(méi)有得到解決。

一、國(guó)內(nèi)外廢棄混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀

再生混凝土在國(guó)外的研究比較早，在二次世界大戰(zhàn)之后，德國(guó)，日本，河南，韓國(guó)，丹麥都逐漸開(kāi)始了對(duì)再生骨料混凝土的研究，早在1995年，德國(guó)就利用建筑垃圾循環(huán)再生了約1150m3廢磚集料；日本在1998年建筑垃圾再生利用率以達(dá)到56%，目前在住宅小區(qū)的改造過(guò)程中，利用率達(dá)到了100%；而在中國(guó)，根據(jù)中國(guó)低碳網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，2013年，中國(guó)建筑垃圾資源化利用率僅僅為5%。從上面數(shù)據(jù)可以看出，中國(guó)對(duì)再生混凝土的研究起步較晚，技術(shù)落后，還有很多問(wèn)題需要我們?nèi)ソ鉀Q，很多難關(guān)需要我們?nèi)スタ恕?/p>

二、再生混凝土制備技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)外的制備工藝異曲同工，都是將切割設(shè)備、傳送機(jī)械、篩分設(shè)備、雜質(zhì)清楚的設(shè)備有機(jī)的結(jié)合在一起，共同完成破碎、篩分和去除雜質(zhì)等工序。由簡(jiǎn)單破碎制得的再生骨料品質(zhì)較差，棱角多、表面粗超、表面還附著著水泥砂漿，并且在簡(jiǎn)單破碎過(guò)程中由于劇烈撞擊等在內(nèi)部造成大量裂紋，導(dǎo)致再生骨料孔隙率大、堆積密度小、吸水率大、壓碎指標(biāo)值大，導(dǎo)致各方面性能明顯劣勢(shì)于天然骨料。嚴(yán)重影響到了再生骨料混凝土的性能，阻礙了再生骨料混泥土的發(fā)展。而要想提高再生骨料混凝土的性質(zhì)就必須對(duì)再生骨料進(jìn)行強(qiáng)化，強(qiáng)化方法分為物理強(qiáng)化法和化學(xué)強(qiáng)化法。化學(xué)強(qiáng)化法就是利用不同性質(zhì)的材料對(duì)再生骨料進(jìn)行預(yù)處理，使其性能得到改善。杜婷等研究了四種不同性質(zhì)的材料(純水泥漿、水泥外摻kim粉漿液強(qiáng)化、水泥外摻硅粉漿液進(jìn)行強(qiáng)化、水泥外摻粉煤灰漿液進(jìn)行強(qiáng)化)對(duì)再生骨料進(jìn)行處理，處理之后的再生骨料表觀密度和壓碎指標(biāo)值都得到了改善，但是吸水率并沒(méi)有得到改善。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明化學(xué)強(qiáng)化法對(duì)再生骨料性能的提高不夠顯著，并且成本較高，一般不予推薦使用。物理強(qiáng)化法是指利用機(jī)械對(duì)簡(jiǎn)單破碎得到的再生骨料進(jìn)一步處理，去除其表面附著的水泥砂漿和棱角的方法。物理強(qiáng)化法國(guó)內(nèi)外也有多種，包括立式偏心裝置研磨法、臥式回轉(zhuǎn)研磨法、加熱研磨法和顆粒整形法等等。

根據(jù)上結(jié)果可知，物理強(qiáng)化法在效果上要優(yōu)于化學(xué)強(qiáng)化法，但是影響再生骨料性質(zhì)的因素是各方面的，而再生骨料有事再生混凝土的核心，對(duì)再生混凝土的性能影響起著至關(guān)重要的作用，在未來(lái)，再生骨料應(yīng)該得到更加全面、科學(xué)的研究。

三、再生骨料混凝土的性能

(一)新拌混凝土的和易性

混凝土的施工和易性是一種最基本的性質(zhì)，施工和易性達(dá)不到要求，必將會(huì)阻礙再生混凝土的發(fā)展推廣。再生骨料孔隙率大，吸水率高等特點(diǎn)導(dǎo)致再生骨料混凝土的坍落度小于普通混凝土。張名杰研究了再生骨料取代率對(duì)坍落度的影響，發(fā)現(xiàn)隨著再生骨料取代率的增加，坍落度由變小的趨勢(shì)。王振雙研究發(fā)現(xiàn)坍落度隨著砂漿附著率的增加而降低。所以在實(shí)際拌和混凝土的時(shí)候需要加大減水劑的使用量和用水量。

(二)抗壓強(qiáng)度

由于再生骨料孔隙及微裂縫多，導(dǎo)致了再生骨料的抗壓強(qiáng)度比普通混凝土的強(qiáng)度低5%-30%左右。目前，國(guó)內(nèi)外有大量的學(xué)者對(duì)再生骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了研究，并且取得了顯著的效果。李秋義測(cè)試了三種(簡(jiǎn)單破碎得到的粗骨料(JP)、一次顆粒整形得到的粗骨料(YK)、二次顆粒整形得到的粗骨料(EK))不同品質(zhì)的再生粗骨料配置得到的再生骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果：EK>YK>JP。

四、再生骨料混凝土的耐久性

隨著大量學(xué)者對(duì)再生骨料混凝土力學(xué)性能研究的深入，耐久性問(wèn)題也應(yīng)該收到越來(lái)越多的關(guān)注，但是目前國(guó)內(nèi)對(duì)其耐久性的研究還處于起步階段，各學(xué)者試驗(yàn)結(jié)果差異較大，甚至截然相反。這里我主要向大家介紹一下抗碳化性、抗凍性、抗氯離子滲透性的研究結(jié)果。

(一)抗碳化性

肖建莊研究抗碳化性能分別與水膠比、水泥用量、再生粗集料性能、礦物摻合料、再生粗集料取代率的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是再生混凝土的抗碳化性能分別隨著水膠比和再生骨料取代率的增大而降低，而水泥用量越大，抗碳化性能越好。

(二)抗氯離子滲性

混凝土內(nèi)部鋼筋發(fā)生銹蝕主要是因?yàn)槁入x子的作用，通常以氯離子的滲透性來(lái)反映混凝土抵抗氯離子侵蝕的能力。李秋義的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示再生粗骨料和再生細(xì)骨料的增加都不利于其抗氯離子滲透性能。

(三)抗凍性

經(jīng)過(guò)學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)目前抗凍性并不是阻礙再生骨料混凝土發(fā)展的因素。崔正龍研究表明：經(jīng)過(guò)300次凍融循壞之后，再生混凝土對(duì)比普通混凝土的耐久性指數(shù)都達(dá)到了凍融循壞抵抗性最低評(píng)價(jià)指標(biāo)。

五、結(jié)語(yǔ)與展望

雖然在國(guó)外再生骨料混凝土已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)，但是在國(guó)內(nèi)，我國(guó)學(xué)者對(duì)其的研究并不是足夠的全面和系統(tǒng)，還不足以使其得到大范圍的推廣和應(yīng)用。但是目前也有小規(guī)模的應(yīng)用實(shí)例，并且國(guó)家也出臺(tái)了先關(guān)規(guī)范。所以要想貫徹我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的理念，我們還需要對(duì)其研究更加深入。