废弃混凝土综合应用研究

摘 要：废弃混凝土的再生利用具有较为广泛的前景，分析总结了目前国内外主要回收利用办法，主要包括：制备再生粗集料及再生细集料部分取代石子和砂制备新混凝土；制备再生细集料拌制砂浆；制备大尺度混凝土块直接填充在构件内；作为路基基层材料使用。

关键词：废弃混凝土；回收；再生集料；大尺度；取代率

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.111

1 前言

时至今日，混凝土已经成为用量最大的工程材料。但是，建筑物的拆除与修建过程中都将产生大量的混凝土废弃物。据估算，仅2011年我国旧建筑物拆除产生的建筑垃圾至少达到31368.52万t，建筑垃圾中，混凝土占比一般为48.35%左右。

我国对处理废弃混凝土的方法主要为直接填埋或野外堆放，新修建筑物所拌制的混凝土大部分采用新开采的石子、水泥、砂等。无论是废弃混凝土的处理，还是新混凝土的生产都对环境造成极大的破坏。因此，有效将废弃混凝土回收利用，不仅可以大大减小建筑垃圾排放量，同时可减小因石子开采带来的环境破坏。

欧美以及日本等国家对废弃混凝土已经进行了较长时间的研究，且已经实现了对废弃混凝土的较大规模利用。国外大部分研究为主要将废弃混凝土处理后作为新拌制混凝土骨料进而加以利用。我国在将废弃混凝土作为再生骨料以及其他方面也有大量学者进行了研究，并取得了丰硕的成果。

2 再生粗集料

2.1 废弃混凝土加工

目前国内外使用较广泛的利用方式为将废弃混凝土进行破碎之后替换或部分替换新拌混凝土中的粗集料，对废弃混凝土做如下处理：

（1）清除杂质：进行初步的破碎、二次破碎、冲洗筛选等工艺，清除其中的钢筋、塑料、玻璃等杂物；

（2）骨料强化：在保证合理的破碎情况下，可以采取加热后再破碎，能有效提高再生骨料的品质；骨料破碎之后必要时可采取化学强化方法进一步提高再生骨料质量，浸泡使用材料主要包括聚合物、有机硅防水剂、纯水泥浆等；

2.2 再生骨料取代率

同济大学朱慈勉等通过大量实验研究建议，取代率在不超过46%的时候，再生骨料混凝土在抗压、抗拉及弹性模量方面具有良好的力学性能。替代率为30%时，再生骨料混凝土抗压强度比相同级配下碎石混凝土低10%左右，冲切承载力仅降低约1.2%。

2.3 再生骨料级配

粗集料采用不同的级配对混凝土性能有直接影响，我国《混凝土用再生粗骨料》GB/T 25177-2010中将再生粗骨料按尺寸分为连续级和单粒级。使用连续级配效果较好。

2.4 再生骨料的其它技术指标

我国《混凝土用再生粗骨料》GB/T 25177-2010中除级配规定外，就再生骨料的其它技术指标也做了详细规定，具体包括：微粉含量、泥块含量、吸水率、针片状颗粒含量、有害物质含量、杂物含量、坚固性、压碎指标、表观密度和空隙率、碱集料反应，总共10个指标，按照该10个指标将再生骨料分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类共3个类别，其中Ⅰ类再生骨料品质最高。

3 再生细集料

在废弃混凝土破碎过程中，尤其是多次破碎的方法中，将得到一定量粒径小于5mm的集料，可用作再生混凝土的细集料而加以利用。朱效荣，孙辉在开展废弃混凝土块再生循环集料的研究中发现，再生粗集料和再生细集料的使用将大大降低拌合物的塌落度，需增加用水量百分数约为15%，高达25kg/m3。再生细集料还可作为砂浆集料，替代传统砂浆中的砂子。

4 大尺度废弃混凝土再生利用

再生集料的破碎与强化需消耗大量能量。对此，华南理工大学和西安建筑科技大学的吴波、赵新宇、杨勇展开了对大尺度废弃混凝土的运用研究，研究中使用的废弃混凝土块尺寸达到50～300mm，废弃混凝土块不参与混凝土拌和，主要将废弃混凝土块作为钢管混凝土、外置钢板再生混合墙、混合楼板以及再生混合钢筋混凝土构件的填充料按一定比例直接进行填充，浇筑钢管再生混合柱等构件。研究成果已经在广东省紫金县文化活动中心工程和广州市一品湖山住宅小区工程得到良好应用，使用结果表明，取代率为20%～30%时力学性能与经济性较好。

5 旧水泥混凝土路面再生利用

当水泥混凝土路面破坏较严重时，可将路面板拆除，彻底打碎后，掺入乳化沥青重做为沥青路面；也可再掺入部分水泥，制作碾压混凝土，成为再生贫混凝土做路面刚性基层或面层。陈强在其博士论文中对旧水泥混凝土面板再生集料做半刚性基层的耐久性和设计参数进行了一系列研究，并推荐了耐久性水泥稳定再生集料的设计参数。

6 结论与展望

经过大量学者长期的研究，关于废弃混凝土的再生利用主要表现为：

（1）将废弃混凝土经破碎、筛分后作为新拌混凝土的粗集料或细集料加以利用，此类利用方式为目前比较成熟、使用也比较广泛的形式，但将导致二次耗能，且在使用过程中需注意再生集料的各项技术指标。

（2）将废弃混凝土块经过初步破碎后，得到大尺度块料，直接作为填料填入构件中，该使用方法能有效节能，若较好的控制取代率及施工工艺能获得较好的使用效果，具有较好前景。

（3）将废弃混凝土用作路基填料，该方法使用过程较简单，能一定程度上减少建筑垃圾排放量，在施工过程中需注意压实度问题。

（4）废弃混凝土因产生部位不同、原标号不同等导致其性能差异较大，因此在再生使用过程中建议分类处理，划分等级后使用。

参考文献：

[1]吴波，赵新宇，杨勇.采用大尺度废弃混凝土的再生混合构件研究进展[J].华南理工大学学报（自然科学版），2012（10）：174-183.

[2]朱慈勉，李坛.废弃混凝土掺合型再生混凝土的力学性能[J].华南理工大学学报（自然科学版），2014（02）：50-55.

[3]中华人民共和国国家标准.混凝土用再生粗骨料（GB/T 25177-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

项目基金：重庆市教委科技项目（KJ15012011），涪陵区科技项目（FLKJ，2015ABA1043）。

作者简介：李滟浩（1989-），男，四川邻水人，硕士研究生，主要从事桥梁工程、建筑材料等领域研究。