再生骨料混凝土的研究进展

再生骨料混凝土的研究进展

郭浪阔 1 王雨苗 2

1.长安大学材料学院 陕西省西安市 710000

2.四川农业大学园艺学院

摘要：随着服役年限的增长，我国需要拆除的老化混凝土结构增多，日益增长的建筑垃圾大多数被堆放或填埋，严重破坏了生态环境。本文综述了一种利用废弃混凝土作为再生骨料的混凝土的研究现状，分析中存在的问题，为各位相关从业者提供参考资料。

关键词：再生混凝土；绿色建筑材料；水泥基材料

0引言

我国城市化进程的加快和建筑产业的快速发展， 我国每年产生的建筑垃圾达到1亿吨，已占到城市垃圾总量30%~40%，且每年增长8%。原先粗放式的露天堆放或填埋，不仅大量占用了土地资源，同时粉尘、灰沙飞扬以及碱性废渣令土壤“失活”等问题严重破坏了生态环境，人类不得不面对废弃建筑垃圾的资源化利用问题。将建筑垃圾进行回收处理后制成再生骨料用于制备再生骨料混凝土是近年来各个国家工程界的研究热点。在国家积极推进节能减排和环境治理的大背景下，这种新型建材的使用具有良好的社会效益和经济效益[1]。

1国内外发展状况

1.1国外发展状况

第二次世界大战后，日本，欧洲等国建筑严重破坏，被破坏的建筑拆除后产生大量建筑垃圾，如何处理建筑垃圾成为研究热点。美国，苏联等发达国家着手研究再生混凝土，多次举行国际专题会议。

日本于20世纪70年代开始对废弃混凝土进行研究，分别于2005，2006，2007年制定了《混凝土用再生骨料H》，《使用再生骨料L的混凝土》和《使用再生骨料M的混凝土》的国家标准。日本于2005年对当年产生废弃混凝土的利用率就达到95%。

德国再生混凝土的研究起步较早，2014年产生的废弃混凝土大约为每人0.3吨，远低于其他国家均值，这些混凝土大部分经过再生利用后成为道路工程的原材料。1997年德国实施再生利用法，在一年后又制定了《混凝土再生骨料应用指南》，国家标准规定，再生混凝土的性能指标达到普通混凝土性能标准，2004年，德国钢筋混凝土委员会颁布更新后《再生混凝土应用指南第一部分》。

美国非常重视对再生混凝土的推广利用，早在20世纪80年代，就将破碎的水硬性水泥混凝土包括在混凝土集料中，制定了《混凝土骨料标准》（ASTM C-33-82）。再生混凝土广泛的应用在道路工程中。

1.2国内发展状况

相较发达国家，我国再生混凝土起步较晚，仍处于试验和初步使用阶段，缺乏完善的技术、标准和规范。与国外相比，现阶段我国处理再生混凝土骨料工艺主要存在的问题是不能有效去除旧混凝土中的有机无机杂质，使得产出成品孔隙率大，吸水率高，杂质含量高，质量较低。

2力学性能研究

再生骨料混凝土与天然混凝土最大区别就在于再生骨料的使用，两者的配合比设计过程并无区别，但再生骨料相较天然骨料孔隙率大，吸水率高，因此导致再生混凝土单位用水量较大。

由于再生骨料相比天然骨料内部存在更多的过渡区和微裂缝，其抗压强度，抗折强度，抗拉强度均小于同级配普通混凝土，且其结果离散型较大[2]。随着再生骨料的替代率增长，其28天强度逐渐下降，但就长龄期强度试验来看，再生混凝土的强度与普通混凝土一致甚至更高[3]。加入部分粉煤灰、矿粉、硅灰等掺合料可以显著提高其抗压强度，同时两种以上复掺通常好于单掺[4]。

3耐久性研究

混凝土的耐久性是指，指的是混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力。表征混凝土耐久性的指标有混凝土混凝土的抗渗性，抗冻性，抗侵蚀性，混凝土的碳化和碱骨料反应。

由于再生骨料本身微裂缝等缺陷较多，造成再生骨料混凝土耐久性不及普通混凝土。Mohamed Arafa等研究了不同取代率的再生骨料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性，发现现30%、60%和100%取代率的再生混凝土的抗压强度相较于天然骨料混凝土分别减少了15.2%，19.4%和26%，这说明再生骨料取代率对再生混凝土的抗硫酸盐性能有较为重要的影响[5]；陈德玉等研究发现再生骨料混凝土抗冻性随再生骨料取代率提高和冻融循环的增加而降低[6]；毛添钿试验发现再生骨料混凝土的抗渗性随水胶比的增大而减弱，相同水胶比下再生骨料混凝土的抗渗强度等级比基准普通混凝土低一号，而掺加粉煤灰对再生骨料混凝土的抗渗性有极大的提升作用[7]。

4工作性研

混凝土拌合物的黏聚性，保水性以及流动性统称为混凝土的工作性亦称和易性。

再生骨料混凝土表面粗糙，孔隙率大，吸水率大，所以再生骨料混凝土的黏聚性保水性相较普通混凝土更优，但其流动度较小[8]。有研究认为对再生骨料混凝土工作性影响最大的因素为水灰比，其次为骨料取代率，当再生骨料取代率为50%时，水灰比为0.55时工作性最佳[9]。综上所述，骨料取代对黏聚性，保水性可以起到改善作用，在满足流动性要求的前提下，再生骨料取代量一般不超过60%。

5结论与展望

综上所述，虽然再生骨料混凝土在国内起步较晚，但在该领域我国仍取得一定成就。再生骨料混凝土虽然早期强度，耐久性等不如普通混凝土，但其长期强度仍能满足使用要求，目前我国在其应用方面仍有欠缺，有关规范尚未完善，各位从业者仍需努力。作者认为低碳环保的再生骨料混凝土在未来相当长一段时间仍是应用研究热点。

参考文献：

[1]陈自豪,元成方.再生骨料混凝土抗冻性研究进展[J].混凝土,2019(05):20-23+27.]

[2]郭樟根,陈晨,范秉杰,肖文广,郑松林.再生粗细骨料混凝土基本力学性能试验研究[J].建筑结构学报,2016,37(S2):94-102.

[3]肖建庄,郑世同,王静.再生混凝土长龄期强度与收缩徐变性能[J].建筑科学与工程学报,2015,32(01):21-26.

[4]杜宗岳,湛渊源,黄兆龙,魏立帆.高性能再生骨料混凝土性质之探讨[J].建筑材料学报,2006(02):159-165.

[5] Mohamed Arafa, Bassam A. Tayeh, Mamoun Alqedra, et al. Investigating the Effect of Sulfate Attack on Compressive Strength of Recycled Aggregate Concrete[J]. Engineering Research and Technology, 2017(4):137~143.

[6]陈德玉,刘来宝,严云,谭克锋,刘欢.不同因素对再生骨料混凝土抗冻性的影响[J].武汉理工大学学报,2011,33(05):54-58.

[7]毛添钿.再生粗骨料混凝土耐久性试验研究[D].南昌：南昌大学，2009.

[8]刘立,赵顺增,曹淑萍,吴勇,贾福杰.高性能再生集料混凝土的耐久性研究[J].粉煤灰,2011,23(03):29-33.

[9]秦拥军,祁忠科,罗超.影响再生混凝土和易性的初步试验分析[J].混凝土,2012(02):81-82+85.

作者简介：郭浪阔（1999-04-17），男，汉族，籍贯：河南省洛阳市，当前职务：在校本科生，学历：本科在校，研究方向：道路与机场工程材料