南通大学杏林学院 江苏南通 226000
摘要：城市化进程中，旧城改造和基础设施建设都会产生大量的建筑垃圾．通过资源化处置可形成再生骨料和重复使用的建材产品，实现资源循环利用。我国城市化建设进程加快，建筑废弃物逐渐增多，城市硬化地面剧增，破坏了自然生态“海绵体”。因此建筑废弃物的资源化利用及城市的海绵化建设变得尤为重要。本文就建筑垃圾再生骨料的运用展开了相关探究。
关键词：建筑垃圾；再生骨料；海绵城市
1海绵城市与再生骨料改性和强化研究
1.1海绵城市理念概述
海绵城市（即类似海绵的城市）在适应环境变化和应对自然灾害方面具有出色的“弹性”。下雨时，它会吸收，储存，渗入，净化并在需要时“释放”储存的水。用它。与仅依靠增加泵站来增加管道直径并迅速排出雨水的传统最终处理方法相比，海绵城市专注于自然堆积，自然渗透和自然净化，透水路面，凹陷的绿色空间和其他影响。我主张少用这个。我们开发有效地控制雨水径流的技术和设施，实现“弱雨无积水，大雨无洪，无黑臭水体，减轻了热岛”。
1.2再生骨料改性和强化
1.2.1机械研磨
选择性研磨法和空气加热研磨法可以使再生骨料的品质得到不同程度的提高，都是通过物理手段去除天然骨料表面的水泥浆体从而达到提升强度的目的。
1.2.2湿处理法
目前，湿处理法也是常用的提高再生骨料强度的有效方法。将再生骨料浸泡或者涂抹相应试剂，可以粘合大部分再生骨料表面的裂纹和空隙，或是通过化学的方法，使试剂与骨料胶结层中的物质反应，去除骨料表面的浆体层。
1.2.3碳化反应
根据混凝土的碳化反应可知，CO2可以增强再生骨料的力学性能。KOU采用100%浓度的CO2，经过控制养护时间，获得碳化程度不一样的再生粗骨料。有学者的实验结果表明，减小其吸水率和压碎指标，能够让再生骨料性能同天然骨料变得更为相近。
1.2.4超声波洗涤除上述改性方法外，在对骨料进行预处理阶段的清洗方法对再生骨料的强度也有较大的影响。超声波洗涤法就是其中较为高效经济的清洗方法。
1.3建筑垃圾应用于海绵城市
在这种建筑垃圾产量大、资源化率低的发展模式下，将建筑垃圾加工成再生骨料，用于生产再生骨料透水砖、再生砂浆、LID设施基层等，应用在海绵城市建设中，不仅缓解因传统的填埋而造成的土地资源的浪费，减轻建筑垃圾对地下水和土壤的污染，还能带来积极的环境效益。为了响应国家建设海绵城市、高标准发展城市副中心的号召，同时实现废弃建筑垃圾的资源循环利用，研究将建筑垃圾就地消纳加工成再生骨料。通过分析再生骨料成分、特点，合理配比，生产出“节能、减排、便利、可循环”的再生骨料透水砖，用于海绵城市试点区透水铺装，有助于实现海绵城市低影响开发的目标。
2建筑垃圾再生骨料在海绵城市建设中的应用
2.1再生骨料透水砖的应用
2.1.1成型及指标测试
根据实验室条件，不断调整砖体材料的配合比，制作出不同形状规格及性能的系列透水砖制品。通过对再生骨料透水砖的抗折、抗压强度，透水系数，抗冻性，再生骨料透水砖的软化系数检测与反复试验，研发出的透水砖抗压强度可达MU35MPa以上，透水系数达到1.7×10-2cm/s的再生骨料透水砖。
2.1.2生产工艺
通过实验室研发、检测，当各项指标达到理想状态后，进行生产线现场调试。透水砖的生产工艺主要包括进料系统、称量系统、拌合系统、成型系统等。
2.1.3成品
生产出的再生骨料透水砖有两种形式。一种是材料透水，从构造上讲一般分为上下两层，面层采用细骨料，底层采用粗骨料调节比，达到承压的功能。另一种是结构透水，保证砖体抗压、抗折、耐磨等性能指标的前提下，利用砖体之间拼接结构缝隙，达到透水目的。
2.2再生骨料透水混凝土的应用
2.2.1再生骨料颗粒级配的选择
首先，由于再生骨料的粒径越小，相对试样内部孔隙越小且分布更加均匀，水流与试样内部的接触面积增大，导致水流受到的粘滞阻力增大，减弱了水透过的能力。与此同时，过大的粒径虽然连通孔数量增多，但同时使得孔隙率增大，骨料与骨料间接触面积减小，会导致强度明显下降[1]。所以，增大目标孔隙率和再生骨料粒径会使试样透水能力提高但强度降低。经过反复实验，对比实验数据，综合考虑强度和透水率两个指标，认为选择粒径比为5～10mm∶10～15mm=1：1的复合级配为最佳配合比。
2.2.2胶结层水泥用量
通过减少比表面积，增加水泥浆的厚度和增加接触面积而不增加附着力，可以提高该类混凝土的强度[2]。骨料的强度高，水泥-水泥层的强度相对较低，因此骨料-水泥浆界面过渡区域的强度减弱。通过增加可渗透混凝土的强度可以改善胶结作用，因为界面在受力时最有可能破裂。考虑点结合强度和界面过渡区域的状态。
2.2.3再生骨料品种的混合与配比
在骨料的选择方面，任艺楠学者经过研究发现，掺加再生红砖和再生混凝土混合骨料一定配比（再生红砖掺量为15%、砂率6%、水灰比0.25、骨料粒径为5～20mm）后，也能使得再生骨料透水混凝土各方面性能达到更优状态。
2.2.4再生骨料取代率
根据研究，随着再生骨料的增加，渗透性混凝土的孔隙率和水渗透率先降低然后增加，其中当替代率为40时，混凝土的孔隙率最低[3]。随着再生骨料的不断增加，混凝土的透水系数先减小然后增大。再生骨料的增加可以通过增加混凝土的孔隙率来提高混凝土的渗透性。再生骨料的适当替代率为：有效提高混凝土的抗压强度。
2.2.5加入矿物掺合料（再生微粉）
改善混凝土性能的另一种技术手段是添加矿物混合物。活性矿物混合物可与水泥水化过程中产生的Ca（OH）2结合，以加速二次水化反应并生成C-S-H凝胶，而该混合物可填充内部孔隙并增加密度。
2.2.6最佳水灰比
在制备过程中，在相同量的再生骨料下，再生渗透性混凝土的强度和渗透性首先增加，然后随着水灰比的增加而降低[4]。综合强度试验和透水性试验结果，掺有百分之10和30再生骨料的再生渗透混凝土的最高水灰比约为0.4，如果是掺有百分之50再生骨料的混凝土，其水灰比最好大概达到0.45。
2.2.7加入纤维
加入纤维，并不会对再生骨料透水混凝土的孔隙率和透水性能产生较大影响，但对于力学性能的提升有较大的帮助。
2.3再生骨料用于绿色屋顶
“绿色屋顶”对于蓄水，减少排放和水的循环利用至关重要，并且是建设“海绵城市”的关键环节。屋顶变绿后，雨水被植物吸收并蒸发，人工种植的土壤吸收了雨水，这可以大大减少屋顶上收集的雨水量。国内外学者也研究了将建筑废料回收骨料应用于屋顶绿化的可能性。
3.结束语：
在海绵城市建设进程中，应用再生骨料作为重要的污染控制措施，理应得到重视与优先。我国正处在城镇化快速发展阶段，面临诸多环境问题。将建筑垃圾制备成再生骨料应用于海绵城市建设中，实现了区域内部的资源循环利用，节约了天然资源，具有重要的借鉴意义和推广价值。
参考文献：
[1]孔文艺，范晓玲，李锋，罗健.再生骨料在混凝土中的应用研究[J].散装水泥，2019（06）：18-22+39.
[2]阳利君.建筑垃圾在混凝土砌块生产中的应用研究[J].价值工程，2019，38（34）：178-179.
[3]任艺楠，朱亚光，张楸雨.再生骨料透水混凝土力学性能和透水性能的试验研究[J].低温建筑技术，2019，41（10）：16-18.
[4]李岩凌，李烁，周少剑，彭丹丹，谭成海.建筑垃圾再生骨料在海绵城市建设中的应用研究[J].新型建筑材料，2019，46（10）：170-173.
基金项目：
南通大学杏林学院自然科学研究项目（2018K126）