再生混凝土的利用

废弃混凝土利用

一.前言

我国现阶段大规模的城市建设和遍布各地的公路网改造翻新产生了大量的废弃混凝土，而这些废弃混凝土经过清洗、破碎、筛分、分级和按一定比例相互配合后可得到混凝土所需骨料,称这种骨料为“再生骨料”;利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土叫做再生混凝土.这种方法不仅有效的处理了废弃混凝土,而且还能有效减少废弃物对环境的严重污染,是发展绿色混凝土的主要途径之一。

二. 下面就以阅读的 〈〈 废弃混凝土回收利用的可行性分析 >〉 <〈再生骨料的生产技术研究〉〉 <〈粉煤灰掺入方式对再生混凝土强度的影响〉〉 <〈改善再生混凝土工作性能的研究>〉等十三篇文献对再生混凝土作如下几方面的分析.

1。再生混凝土利用的现状

废弃混凝土的回收利用可以分为三个层面：首先是低级利用,比如一般性的回填；其次是中级利用，比如用来当作建筑物的基础垫层或道路的基础材料；最后是高级利用，比如用来当作为骨料配制成为再生混凝土用于建筑结构的构件和道路的面层材料等.目前，我国对建筑废料利用率尚低,一般也只将其用作回填和建筑物基础垫层或道路的基础材料，作为粗细骨料配制混凝土用于浇筑建筑结构构件、制作混凝土空心砌块、道路面层等高级利用较少.我国很多城镇的绝大部分建筑垃圾都被露天堆放,这样不仅占用了大量的耕地,而且造成了资源严重浪费和环境污染。废弃的混凝土块中含有大量原来基体混凝土的砂石骨料，将废弃混凝土回收,再把再生混凝土用到新建建筑物上,不但可以降低工程成本，减少天然骨料资源的开采以缓解天然骨料供不应求的矛盾，还能减少城市环境污染。

再生混凝土是再生骨料部分或全部取代天然骨料,而再生骨料与天然骨料性能上有较大差异，生产的再生混凝土就与普通混凝土性能也就有较大差异, 从而再生混凝土相对于普通混凝土就需要对再生骨料的生产工艺、再生混凝土的配合比、再生混凝土物理性能、再生混凝土耐久性、再生混凝土基本力学性能及再生混凝土利用的经济性进行专门研究。

2。再生骨料的生产工艺

再生混凝土的生产工艺一般有以下步骤。首先，可以通过人工方法去除大块杂质，如剥离钢筋等；其次，在初次破碎后，可通过磁性筛选、非磁性筛选方法除去再生骨料中的大部分杂质；然后，利用筛分机对再生骨料进行多次筛分,以清除5mm 以下碎料；最后，可利用冲洗法除去附着泥屑、有机物质等。

由于混凝土来源不同，可能所含杂质也就有所差异，如果对废弃混凝土作分类处理,其再生骨料的生产工艺也将有所简化.

第一类,无杂质的废弃混凝土（各类实验室的混凝土试块)， 这类废弃混凝土性能较好，主要来源有搅拌站、各类实验室、施工单位等留置及试压后的混凝土试块。这类废弃混凝土往往定期来源于一些固定地点，回收方便，且存有一定的数量积累。由于这类废弃混凝土基本无杂质、尺寸较小，可以减少因人工破碎、筛分、磁性分选、杂物分选等带来的昂贵费用，但回收过程中需控制好对这类废弃混凝土的质量。

第二类，不含钢筋但含有其它杂质的废弃混凝土(维修、改造路面产生的混凝土块), 这类废弃混凝土可以减少人工筛分、磁性分选等工艺, 但考虑到路面混凝土有可能因除冰盐的影响导致氯化物含量过高的特点， 可以通过多次冲洗与长期暴露放置的方法来降低氯化物含量。

第三类，含有钢筋及杂质废弃混凝土(建筑拆迁后的钢筋混凝土构件梁板、柱等), 这类废弃混凝土杂质较多，且内部存有钢筋，所以清除工艺较复杂，需要增加磁性分选去除混凝土中钢筋。

第四类,含有大量不宜分离杂质。这类废弃混凝土常常含有大量不易清除的杂质，如含有大量泥浆、木屑、石膏等杂质及氯盐、硫酸盐、氧化镁等有害物质，性能差。建议不宜采用这类废弃混凝土制造的再生骨料配置混凝土.在进行一次性破碎、筛分后,即可对它们进行低级利用，如铺设场地、改良土壤等。

在清除再生骨料中杂质的同时， 合理的破碎与强化工艺是提高再生骨料品质的重要保证。根据目前研究情况， 提高再生骨料品质的可行方法有以下几种：(1）加热后再破碎。再生骨料加热到适当温度后，其中的水泥砂浆部分会变脆，与原来的天然骨料的粘结力

降低，再破碎时，可以将薄弱的水泥砂浆有效分离，合适的加热温度为300℃。（2）进行多次破碎。在废弃混凝土破碎过程中,天然骨料-水泥砂浆界面处往往容易形成裂纹,使粘结力降低,通过多次破碎,可以尽可能地将天然骨料与水泥砂浆分离。此外，通过多次破碎及筛分，可以消除较弱的再生骨料,降低砂浆附着量，使压碎指标值降低， 改善颗粒表面形态以及减少针片状含量.(3）化学强化。可采用一些材料（聚合物、有机硅防水剂、纯水泥浆、外掺Kim 粉、外掺Ⅰ级粉煤灰等）对再生骨料进行浸渍、淋洗、干燥等处理，使再生骨料得到强化。

3。再生混凝土性能

坍落度 由于附着水泥砂浆的作用,及其棱角多，表面粗燥，且骨料内部微裂纹较多，再生骨料的品质较天然碎石有所降低，当再生混凝土坍落度随着再生骨料置换率的不断增

大,再生混凝土的坍落度值呈现明显的下降趋势。

空气量 随着再生骨料置换率的不断增大,再生混凝土空气量呈现不断增大的趋势。再生混凝土空气量增加的原因为： (1） 再生骨料表面附着有水泥砂浆,以至于再生骨料表面粗糙且空隙量大； （2） 混凝土流动性下降使混凝土拌和质量下降，因此再生骨料和水泥砂浆可能没有很好地融合，从而引起再生混凝土的空气量出现增加。

强度 随着基体混凝土的强度降低,再生混凝土的强度呈下降趋势。但对于不同强度等级的再生混凝土,再生骨料对其强度的影响不同:配制高强再生混凝土时,再生骨料的性能对再生混凝土的强度影响最大；配制中等强度再生混凝土时,影响程度次之;配制低强度的再生混凝土时，再生骨料对其强度的影响最小。一般情况下,再生骨料混凝土的抗压强度低于基体混凝土或相同配比的普通混凝土的抗压强度,降低范围为0 ％～30 %平均降低15 %。再生混凝土抗压强度降低的主要原因是再生骨料与新旧水泥浆之间在一些区域结合(bond)弱。目前，有关再生混凝土的微观结构以及如何提高再生混凝土的强度有待于进一步研究。

耐久性 （1)再生混凝土的抗渗性 由于再生骨料的孔隙率较大，基于自由水灰比设计方法之上的再生混凝土的抗渗性比普通混凝土低.(2）再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性 由于孔隙率及渗透性较高,再生混凝土的抗硫酸盐和侵蚀性比普通混凝土稍差。掺加粉煤灰后，能减少硫酸盐的渗透,使其抗硫酸盐侵蚀性有较大改善.(3)再生混凝土的抗裂性 再生混凝土的极限延伸率为（215 — 310) ×10 — 4 。同普通混凝土相比,再生混凝土极限延伸率增加2717 %。由于再生混凝土弹性模量低，拉压比高,因此再生混凝土抗裂性优于基体混凝土.（4)再生混凝土的抗冻融性 再生混凝土的抗冻融性比普通混凝土差。再生骨料与天然骨料共同使用时或通过减小水灰比可提高再生混凝土的抗冻融性。

4.粉煤灰对再生混凝土的影响

（1）粉煤灰等量取代法对再生混凝土强度的影响

粉煤灰等量取代法,就是以粉煤灰等量取代水泥，保持混凝土内胶凝材料（水泥+ 粉煤灰) 总量不变,而水泥用量减少。粉煤灰分别等量替代20 ％和40 %的水泥， 再生混凝土的强度分别较基准再生混凝土降低了17 %和46 %。

（2)粉煤灰超量取代法对再生混凝土强度的影响

粉煤灰超量取代法,即混凝土内粉煤灰的掺入量大于所取代的水泥量,尽管水泥用量减少了，但混凝土内胶凝材料(水泥+ 粉煤灰) 总量增加了。用超量取代法配制的粉煤灰再生混凝土,28 d 抗压强度都在20 MPa 左右,比基准再生混凝土强度低15 %左右。

(3)粉煤灰代砂法对再生混凝土强度的影响

粉煤灰代砂法，就是以粉煤灰等量取低混凝土中的砂子。采用粉煤灰分别代替30 ％、50 %和70 ％的砂配制粉煤灰再生混凝土，用粉煤灰代替30 %砂,使再生混凝土的强度由24 MPa 增加到29 MPa ，增长20 %;替代50 %的砂时,再生混凝土强度下降25 %；替代70 %的砂时,再生混凝土强度下降更多，下降75 ％.

用粉煤灰代替30 %砂，生产再生混凝土，不仅使再生混凝土强度提高了20 % ，而且还能消耗一部分粉煤灰,减少其对环境的污染,同时还节省砂料资源，降低混凝土成本。

三.总结

对再生混凝土虽然研究较多,但因其材料特征、研究重点、科技标准等有异，知识成果可比性较弱，另外还有许多方向有待研究，与其是结构层次、耐久性和工程应用、施工方

法和设计原理等研究,以及相关法规制定,合理处理再生混凝土问题,改进再生骨料的生产工艺,加强政府引导使再生混凝土形成产业链。由于再生混凝土利用意识还比较薄弱，需要加强宣传力度。