浅谈再生混凝土的研究现状与发展

【摘要】随着经济的发展我国各地的城市化进程不断加快，新型建筑大量兴起旧建筑物被大面积的拆除。从这些旧建筑上拆除的废弃混凝土占据了大量的土地资源的同时也污染了环境。如何处理废弃混凝土已经成为各个城市所必须面对的问题。城市要实现可持续发展的必须将废弃混凝土重新回收利用。本文笔者从国内外再生混凝土研究现状入手，对废弃混凝土的再利用方式进行了详细的分析，并对我国再生混凝土技术的发展进行了展望，希望能够为广大同行在日常工作中带来帮助。

【关键词】再生混凝土；研究现状；发展

一、研究现状

目前国内外针对废弃混凝土再利用的研究主要集中在再生骨料和再生混凝土性能的研究。以日本为例，日本的国土面积小，资源相对匮乏，因此日本对废弃混凝土的再利用研究十分重视。1977年日本政府就制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》，同时《资源重新利用促进法》规定了混凝土等建筑垃圾必须进行再利用处理。1995年其废弃混凝土再利用率已经达到65%，在2000年达到90%。日本对废弃混凝土的处理方法主要是将其破碎，分离骨料和水泥组分，所产生的水泥组分用于地基的改进材料，分离出的骨料与天然骨料一样用于结构物，达到100%利用。韩国某装修公司开发出在700℃的高温下对废弃水泥进行加热处理，生产出再生水泥。这种再生水泥不仅节约自然资源，而且在成本上仅为普通水泥的一半，这项技术目前已经在韩国申请专利。美国政府制定了《超级基金法》，其中规定工业废弃物由企业自行处理，严禁随意倾倒。而欧洲和其他各国在废弃混凝土再利用方面也取得了很大的成果。丹麦在1990年产出的1220吨混凝土建筑拆除废料中，有820万吨被回收利用，利用率高达67.2%；荷兰内阁环境策划书中，2000年建筑废料计划回收率高达90%。

相对来说，我国对再生混凝土的研究较晚，目前国内建筑垃圾循环再生骨料的应用大多处于试验、谨慎使用阶段，缺乏系统的应用基础研究，技术上也缺少较完善的规程、标准。因此，我们对废弃混凝土的处理方式仍然以堆放和填埋为主，这是传统的材料生产―使用―废弃而不可持续发展的循环过程，我们可以借鉴其他国家的处理技术，结合我国实际情况进行下一步深入研究。目前，对废弃混凝土再利用的方式主要有以下几种。

二、废弃混凝土再利用方式分析

1 废弃混凝土特性

混凝土结构损坏主要包括设计施工过程中的缺陷、环境因素引起的损坏、服役过程中的损坏三大类。

设计施工缺陷包括组成配合比不适宜，用水量过大，这会导致强度下降、塑性及硬化后的干缩增加、孔隙率增大、徐变增加、耐磨性下降，达不到强度或耐久性要求。混凝土结构在使用过程中会受到各种环境因素的影响，主要表现为化学介质的侵蚀，例如盐酸盐的侵蚀、碱集料反应等。化学介质的侵蚀机理多种多样，但其表现的形式大多为化学产物膨胀导致混凝土结构的开裂、剥落。

混凝土结构在使用过程中受到各种应力荷载的作用，并产生应变。当应力超过其极限强度，或是其应变达到一定数值时，混凝土结构就会产生裂纹，并可能会继续扩展，导致混凝土结构的破坏。由自然灾害和人工拆除产生的废弃混凝土也可归为在服役工程中损坏的混凝土。

从破坏方式中，我们可以看到，废弃混凝土的主要特点有：孔隙大、裂纹多、强度低，抵抗环境影响能力差；中低强度混凝土和非由荷载引起破坏的高强混凝土损坏的主要是硬化水泥浆，而骨料还保持很好的性能。而且，不同的破坏方式下的混凝土也有不同的特点：由设计施工问题和环境因素引起的混凝土破坏是整体性的；而由外荷载导致的破坏往往是局部的损坏，混凝土质量较高，有较好的再利用价值。因此，对废弃混凝土进行质量评定有利于提高其再利用效率。

2 废弃混凝土再利用方式

根据国内外大量研究得到废弃混凝土再利用方式主要分为两类：一类是将废弃混凝土进行简单破碎或者磨细或者煅烧，连骨料和硬化水泥浆一起使用；另一类是将混凝土骨料与硬化水泥浆分离，用各种方式分别处理再利用。

用简单机械破碎得到的混凝土碎块强度低，不能用在工程的关键部位，只能用在要求较低的工程中，例如填筑海岸、充当道路和建筑物的基础垫层、用于土石坝的防渗体、对淤泥土质进行改性、作路基土壤稳定剂等。

本文主要探讨第二种方法，将混凝土骨料和硬化水泥浆分离，能够获得质量较好的再生骨料用于生产再生骨料混凝土，并且分离出的水泥组分可用于生产再生胶凝材料或者当做路基改性材料，在一定的技术条件下，废弃混凝土的再利用率甚至可以达到100%。其中，制造再生骨料混凝土是最重要的废弃混凝土处理方式。再生骨料的加工方法大多都是将各种破碎设备、传送机械、筛分设备、清除杂质设备一体化，经破碎、筛分、去除杂质等工序，获得符合质量要求的再生骨料。在再生生产过程中，废弃混凝土块在机械破碎的过程中不断受到冲撞、挤压、研磨，损伤累累，再生骨料内部产生大量微裂纹，混凝土块中天然骨料和水泥浆体的原始界面受到破坏，粘结力下降。

3 再生骨料的基本性质

大量研究表明，再生骨料的粒形与天然骨料相近或稍好。由于再生骨料表面附着砂浆的存在，其相对表面粗糙度比一般碎石要高10%～15%。因此，再生骨料拌制混凝土时，砂率应比碎石拌制时有所提高。一些含有黏土、淤泥、粉砂等的有害杂质，它们粘附在骨料表面，会妨碍水泥与再生细骨料的粘结，降低混凝土强度，再生骨料的吸水性和吸水速率比天然骨料要大得多。再生骨料的主要缺陷就是再生骨料的颗粒较“软”，压碎指标值较高，强度较低。随着现代化混凝土技术的发展研究人员发现经过对骨料进行强化处理后，可以提高再生混凝土骨料的强度。目前提高再生骨料强度和质量的方法主要有：机械活化、酸液活化、聚合物乳液处理、化学浆液处理、水玻璃溶液处理。

4 再生骨料的力学性能

与天然骨料混凝土相比，同一水灰比的再生混凝土的28d 抗压强度约降低15%，但其相差幅度会随着龄期的增长而慢慢缩小。这可能是由于再生骨料表面比较粗糙，随着龄期的增加，水泥的水化反应不断发展，导致再生混凝土水泥浆与骨料之间界面变得比较密实，但其具体原因还需要从微观角度加以研究。再生混凝土的耐久性也不如普通混凝土。总的来说，相对于普通混凝土，再生混凝土的新拌工作性较差，强度较低，体积稳定性较不理想，耐久性较差。再生骨料混凝土通常适合配置中低强度混凝土，而在配置高强混凝土时，则需对再生骨料进行强化处理。

三、结语

伴随着我国社会的发展，作为最重要的建筑材料的混凝土使用量逐年增多，产生的废弃混凝土也将随时间的推移而逐渐引起各种环境和资源问题。当前，我国的废弃混凝土处理还未取得较大成就，废弃混凝土再利用仍将继续成为研究的重要方向，目前可以从以下几方面着手。

（1）加强立法。国家强制性要求对废弃混泥土的堆放、处理、再加工利用等，并且在建筑行业规范中指明再生混凝土的可使用性，使用的范围等，使得再生混凝土有生存的空间。

（2）系统研究。大力支持再生混凝土的研究，结合现有的再生混凝土技术制定应用规范，形成一套成熟的技术，并在中大城市建立混凝土回收工厂，工业化、规范化的再利用废弃混凝土。希望我国能早日建立起废旧混凝土再利用的体系，使建筑垃圾不再是废弃物，而是有用的再生建筑材料，在可持续发展战略上迈出重要一步。

参考文献

[1]仓定仲，仓定稳.再生混凝土研究现状[J].科技经济市场，2014.（1）