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浅谈再生混凝土研究现状及展望

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：王峥王同成

[导读] 摘要：在快速城市化的现代时代，再生混凝土由于其环保和节约资源的特性而在各国受到越来越多的关注。

        山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛 266590
        摘要：在快速城市化的现代时代，再生混凝土由于其环保和节约资源的特性而在各国受到越来越多的关注。本文研究了建筑工程产生的混凝土废料的处置现状，总结了理论研究和实际应用。从宏观上的两个主要方面开始，详细描述了再生混凝土的优缺点，并分析了该技术的可行性和发展机会。最后，结合中国的现状和再生混凝土发展的不足，我们提出了改善措施，以帮助该行业发展。
        关键词：再生混凝土；利用技术；应用现状
        0.引言
        再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后，按一定比例与级配混合，部分或全部代替砂石等天然集料(主要是粗集料)，再加入水泥、水等配而成的新混凝土。就骨料而言，再生混凝土具有以下情况：所有骨料均为再生集料。粗集料为再生集料，细集料为天然砂;粗集料是天然的砾石或卵石和小骨料;再生集料。再生集料替代了一些粗骨料或细骨料。
        再生混凝土通常是通过对建筑垃圾进行分类，生产粉碎的再生微粉、再生细骨料和粗骨料并将其添加到水泥或混凝土基体中来生产粗粒和细骨料而获得的。国内外科学家对再生混凝土的制备和操作进行了广泛的研究。要解决的问题包括水灰比，颗粒等级，杂质影响，微界面等。本文旨在分析和总结再生混凝土的集料性能，主要是集料增强方法以及再生混凝土研究的最新技术水平，对此方向的进一步研究有具体参考。
        1.再生混凝土的研究现状
        根据发达国家的研究，再生混凝土主要可以满足项目的一般要求，再生混凝土的体积和效率也在不断提高。中国对再生混凝土的研究正在不断加深，但尚未形成良好的理论框架。主要方法是建筑废料的处理和研磨，制备再生的粗、细粒骨料以部分替代粗细的混凝土粒料，制备再生的混凝土，并且必须将可加工性砂浆混合并硬化。再生骨料的特性和缺点使其不适合用作高性能混凝土的骨料，它主要用作混凝土，地基的垫层，或由再生混凝土制成小的实心或空心砌块。
        2.再生混凝土的性质
        2.1 工作性能
        工作性能主要表现在混凝土坍落度上，但是混凝土需要一定的坍落度和流动性以利于施工。再生混凝土的骨料通过压碎，筛分等方法获得，形状不规则，边缘和突起很多。然后，在压碎过程中，诸如木屑和粉末之类的杂质混入其中，引起微裂纹，这增加了再生混凝土的孔隙率和结构缺陷。不规则的形状和增加的孔隙率显着增加了再生混凝土中混合水的消耗，并且增加的水增加了水与粘结剂的比例，从而影响了混凝土的强度。在正常条件下，普通混凝土比再生混凝土更坚固。
        2.2 物理力学性质
        除了降低抗压强度外，再生混凝土的体积和表观密度也不同程度地降低。这是由于在相同体积条件下再生混凝土具有高孔隙率这一事实。新混凝土制备过程中形成的孔洞和裂缝等缺陷部分“继承”给再生混凝土。在再生混凝土的制备中，这会给孔隙产生“加成”效应。诸如制备再生骨料的方法，温度和原始混凝土的混合比等因素对骨料粒度和等级有很大的影响。因此，再生骨料混凝土的表观密度和堆积密度有很大不同。研究表明，再生混凝土导热系数低，隔热性高，可用于外墙等隔热结构。由于再生混凝土中大量的初始裂缝，再生混凝土的弹性模量略低于各种混凝土。日本和国外的研究人员对再生混凝土的机械性能进行了广泛的研究。
        2.3 耐久性能
        再生混凝土的耐久性主要是抗渗性，抗冻性和抗硫酸盐性。耐氯离子渗透，碳化，耐磨性，收缩，蠕变和碱聚集反应。牛海成及其同事分析了3d，7d，14d和28d的碳化深度和三次抗压强度，得到了二次混凝土碳化深度的变化规律，得到了二次混凝土碳化深度的预测模型。
        3.再生混凝土的利用技术
        3.1 回收途径
        当今各国家正在关注可持续发展和增加回收利用。固体混凝土废物可回收，分解，去除和压碎，用作建筑材料。

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对于再生粉料，可将其粉碎，筛分后破碎成水泥混合物，水泥原料和活化的再生细粉，从而节省了不可再生资源。
        3.2 品质控制
        由于混凝土修复的初始过程是随机的，因此不可避免地会出现诸如裂缝的缺陷。这对再生混凝土的质量控制提出了更高的要求。考虑到经济成本和其他因素，用于生产再生混凝土的原始混凝土的强度通常小于40 MPa。为了确保再生混凝土的质量，有必要按照GB / T25177-2010“粗再生混凝土”进行试验。
        4.改善再生混凝土性能的建议
        4.1满足吸水性
        为了不因增加的水消耗而增加水泥的量，可以维持水的消耗，并添加高效减水剂（约8％）以减少水的消耗。
        4.2提高颗粒活性
        可以将颗粒粉碎，用酸液等活化，以从集料表面除去旧水泥浆，并改善集料的表面性能。
        4.3添加粉煤灰或超细硅粉等
        可以一定程度上增大再生混凝土的强度,并且减小孔隙率,从而改善渗透性、耐腐蚀性。
        4.4对骨料的要求
        骨料尽量采用最大粒径较小的再生骨料,并加水至半饱和面干,以减小用水量,提高和易性。
        4.5添加其它高效添加剂。
        添加如引气剂,这可以大大提高再生混凝土的抗冻性。
        4.6改善工艺
        采用机械打碎技术可以减小骨料粒径,从而改善其性能;而采用二次搅拌技术可以提高其抗渗性和耐腐蚀性。
        5. 再生混凝土的展望
        建筑废料的本地有效处置和消耗在节能、减排、土地节约和环境保护方面发挥着重要作用。在研究再生混凝土时，最初获得了具体的研究结果。建立理论框架仍然需要国内外科学家在这一领域的不断努力，以下方面可以用作研究的参考领域：
        1）混凝土的整体强度取决于集料本身的强度以及集料和水泥浆之间的界面强度。再生混凝土的内表面很复杂，并且对混凝土的最终强度有很大的影响。
        2）混凝土的密度越高，强度越高，并且混凝土的强度与其他性能正相关。对于特定的成分，混凝土的密度取决于水灰比和集料的等级。回收骨料的表面吸收水。正确提高再生混凝土的水灰比，研究再生骨料的形态，结构和粒径对混凝土强度的影响非常重要
        3）回收的骨料的高吸水率影响混合后立即的浆料的可加工性，并且在日本和国外在骨料重整领域进行了许多研究。其缺点是其复杂性和高成本。进一步研究材料颗粒，以减少再生骨料的多重裂纹和高吸水率对新鲜浆液的可加工性的影响，并提高再生混凝土的技术适用性
        4）从建筑废料和天然骨料获得的再生骨料的性能差异很大，因此这些差异部分是由于混凝土的混合条件和再生骨料本身的操作规范所致，其中一些是可回收的。由于该过程而造成的二次结构破坏不能减小因第一种情况而造成的差异，并且可以在建筑垃圾处理过程中进一步研究由于破碎过程而对回收骨料造成的结构破坏，以找到解决方案。
        参考文献：
        [1]夏雄，王逸波，易磊，等.再生混凝土保温砌块研究进展[J].混凝土，2016(03)：135-139.
        [2]邢鹏.再生混凝土的性能研究 [J].山西建筑，2016，42(18)：103-105.
        [3]王建超，杨文涛，周静海，等.废弃纤维再生混凝土力学性能及受压本构关系研究[J]. 混凝土与水泥制品，2018(10)：49-54.