四川省铁路建设有限公司 四川成都 610000
摘要：土木工程建设对安全、质量越来越高的追求，加快了土木人对新型混凝土的探索。随着塑料制品的大量使用，产生的废旧塑料給环境带来了巨大的压力。为了解决这两个严峻问题，各国学者们结合二者致力于新型再生塑料混凝土研发。
关键词：再生塑料混凝土；现状；思考
引言
普通混凝土由水泥、骨料、砂和水构成，水泥浆包裹砂子和骨料表面，使水泥砂浆拌合物有满足施工要求的流动性和保水性，硬化后有一定的强度。由于普通混凝土，水泥浆与砂子和骨料表面没有化学作用，界面处的结合是一个薄弱之处，影响普通混凝土的力学性能。因此我们需要引入一种新的技术或者是材料来解决这个问题，其中一个策略就是利用再生塑料掺入普通混凝土以构建新型再生塑料混凝土。
1.废旧塑料现状
塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活、工业等用品的统称。随着塑料制品的大规模利用，塑料制品已经与我们的生活密不可分，与此同时产生的大量废旧塑料对生态环境的保护和全球塑料资源循环利用产生了巨大的威胁和考验。2018年，全球塑料产量几乎达到3.6亿吨，欧洲的塑料产量略有下降，从2017年的6440万吨下降到2018年的6180万吨。据统计数据，目前中国是全球最大的塑料生产国与消费国，塑料的表观消费量在每年8000万吨附近，塑料制品的表观消费量在每年6000万吨附近。我国是世界塑料制品生产大国，其中氨基模塑料、聚氯乙烯（PVC）、塑料快餐盒等产量已经位于全球首位。另外，我国塑料制品销售也呈现快速上升趋势，数据显示2019年第二季度我国塑料制品销售量为3129.9万吨，而第一季度为1386.1万吨。这一系列数据准确的告诉我们塑料在我们的生产、生活中所扮演的不可或缺的角色，以及给我们的生态环境带来的巨大压力，如果对于废旧塑料制品我们不能加以回收循环利用，那么同时也将造成资源的严重浪费。随着近年来塑料制造业的发展，废弃塑料的产量必定更加庞大。大量生产出来的材料只用于短暂的用途，很快就被转化为废物。日常生活中废弃塑料的处理方法主要有三种途径，包括填埋、焚烧、回收利用，其中填埋占最大比重，但填埋处理塑料废弃物这种有机高分子材料是难以在短时间内依靠生态环境自然降解的。因此，走出一条可循环利用废旧塑料制品的道路迫在眉睫！
2.再生塑料混凝土研究现状
在我国的土木工程建筑施工过程中大多采用传统混凝土，但是传统混凝土存在于强度不够高、泥浆易脱落、结构易松散、内部孔洞多易渗水、不耐风化和耐腐蚀等等缺陷、给施工质量和安全带来隐患，这些缺陷也恰恰需要新型混凝土来弥补。钢材常用来改善混凝土的力学性能，但钢材资源有限且价格高昂，同时钢材在特定的酸、碱以及大气腐蚀环境中易受到侵蚀。塑料比钢材有更好的耐腐蚀性。同时一些试验数据显示塑料混凝土在力学性能上较钢筋混凝土有了明显的提高。再生塑料混凝土就是学者们在探索新型混凝土过程中把废旧塑料打碎成小的颗粒替代细骨料掺入到普通混凝土中所配制成的新型的混凝土。目前，将再生塑料应用到混凝土中仍然处于实验室研究阶段，对再生塑料改性混凝土的研究并不多见。国内目前亦未有对再生塑料改性混凝土进行研究的报道。从国外已经发表的文献资料来看，主要是将再生塑料颗粒部分替代或者全部替代混凝土中的骨料，并进行了一系列再生塑料改性混凝土的物理、化学和力学性能的研究。
早前，俄罗斯科学人员为了解决传统混凝土受温度影响较大的缺陷时曾经提出过采用改变混凝土结晶体之间接触方式来提高混凝土的塑性的方法。科研人员在混凝土中加入沥青乳胶和特殊的表面活性物质，使得沥青乳胶以薄膜的方式吸附在水泥颗粒的表面，从而获得了具有较好塑性的塑料混凝土，这种通过加入沥青乳胶和活性物质改变普通混凝土性能的策略可认为是塑料混凝土的雏形。
国外学者Hama等研究了将废弃PET塑料瓶磨碎成颗粒并作为轻质骨料部分替代细骨料加入到混凝土中制成塑料混凝土，并且测试了该塑料混凝土在不同水灰比和塑料掺量下的力学性能，发现抗压强度和弹性模量随纤维含量增加而减少。Wong等将废旧PET瓶加工成不同粒径大小的颗粒，分别对掺入不同粒径及混合粒径的再生塑料混凝土的力学性能进行了研究。再生塑料混凝土的强度与塑料的粒径有一定的关系。但这种关系又由混凝土中塑料的参入量来决定，当掺得少时，粒径的大小对混凝土的强度无明显影响；掺得多时，塑料混凝土的强度随掺入粒径的增大呈下降趋势。Kaur等将废旧ABS/PC塑料颗粒及粉末掺入到普通混凝土中，证实再生ABS/PC塑料混凝土强度、抗脆性破坏性能均显著增加，使在20%的塑料含量下，抗压强度（37-71 MPa）和抗弯强度（4-9 MPa）也优于标准的砌体砂浆。同时，结果表明加入ABS/PC塑料提高弯曲强度（高达15%），增强了变形、延迟破坏和将脆性转化为延展性的能力。
3 再生塑料混凝土常用掺入方法
如何运用硅烷偶联剂来改变混凝土，目前常规方法包括以下三种，1）表面处理法：首先配制1%的偶联剂，用于处理再生塑料颗粒表面，再将塑料颗粒在室温晾干再烘干，这样使得塑料颗粒与混凝土之间通过偶联剂连结在一起，再按常规方法搅拌混凝土。2）整体掺入混合法：整体掺入混合法是将硅烷偶联剂溶液混入再生塑料混凝土搅拌过程中。用量取再生塑料颗粒质量的1%。在混凝土固化前，通过硅烷偶联剂混凝土与塑料颗粒之间完成水解缩合反应，再按常规方法搅拌混凝土。3）浸泡法：硅烷偶联剂配成1%的溶液，再将1%的同等剂量的硅烷偶联剂对同一批再生塑料进行浸泡，浸泡过后的骨料在自然条件下晾干24ｈ，再按常规方法搅拌混凝土。
4.再生塑料混凝土应用前景
从国外对再生塑料改性混凝土的研究成果可以发现，再生塑料用于改性混凝土是可行的。将塑料废弃物进行回收、分类、清洗、破碎成颗粒状或粉状后掺入混凝土当中，所形成的再生塑料改性混凝土虽然在物理、力学等性能方面有所降低，但能够约束混凝土内部裂缝的产生和发展使混凝土表现出更好的延展性。塑料本身不溶于水，较难溶于化学溶剂，用其形成塑料混凝土抗渗性优于普通混凝土。有些再生塑料还具有很强的高温稳定性，耐热性能好，因此所形成的混凝土具有保温隔热的良好性能。
结语
建筑业的进步不仅要求建筑物的质量、功能要完善，而且要求其美观且无害人体健康等。这就要求发展多功能和高效的新型建材及制品，只有这样才能适应社会进步的要求。大量的塑料消费导致了塑料衍生垃圾的指数增长。塑料垃圾作为一种有附加值的产品，如混凝土的回收利用是塑料垃圾替代利用的一个有前途的解决方案。将再生塑料应用于建筑材料中可以达到相应的标准，并且能够获得优良的力学和物理性能，因此在建筑工程中的应用将会越来越广泛，发展再生塑料改性混凝土具有非常广阔的前景。
参考文献：
[1].Lebreton L，Slat B，Ferrari F，et al.Evidence that the Great Pacific Garbage Patch is rapidly accumulating plastic[J].Scientific reports，2018，8（1）：1-15.
[2].王佳佳，赵娜娜，李金惠.中国海洋微塑料污染现状与防治建议[J].中国环境科学，2019，39（7）：3056-3063.
[3].邓义祥，雷坤，安立会，等.我国塑料垃圾和微塑料污染源头控制对策[J].中国科学院院刊，2018，33（10）：1042-1051.
[4].杜民.涂料基础知识问答[J].涂料工业，2019，10（3）：30-35.