刘志轩 黄颖
山东协和学院 山东省济南市 250109
摘要:我国建筑业拆除重建后排放的废商品混凝土量巨大,不仅带来了严重的环境和社会问题,占用了城市建设中日益紧张的土地资源,也增加了建筑产品的生产成本。如果对混凝土进行循环利用,将会产生巨大的社会效益与经济效益。
关键词:再生混凝土;性能改善;应用前景
目前我国正处于大兴土木的建设时期,土木建筑的快速发展带动了国民经济,也成为了消耗资源和产生垃圾最多的行业为了有效减少环境污染破环,减少废弃混凝土的数量,做到可持续协调发展,目前解决该问题的方法只有再生利用,于是跟再生混凝土有关的一些技术和研究也快速发展起来。再生骨料或再生混凝土骨料是指将废弃混凝土块破碎、分级,并按-定的级配混合后形成的骨料,利用再胜骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土,称为再生骨料混凝土,简称再生混凝土,再生混凝土是建筑材料的循环再利用,是与生态环境发展相协调的重要一部分,?也符合国家的可持续发展战略.本文主要讨论再生混凝土基本性能,探讨再生混凝土应用工程的发展前景。
1再生混凝土研究现状
我国对再生混凝土的研究工作起步相对较晚,目前还停留在实验室研究阶段,不过政府对再生混凝土研究工作相当重视,相继投入了不少的资金,也取得了一些成果?总体来说,通过人们大量的关于对再生混凝土的测定实验,研究发现,再生混凝土的强度随着再生骨料的掺加而有下降趋势,下降幅度随着再生骨料的掺加量发生没有规律的变化;抗拉强度与普通新制备的混凝土相比差别不大,一般情况下降低10%左右:其静力弹性模量随着再生骨料的增加而减低,一般情况下降低20%左右。在道路工程中采用再生商品混凝土,也有将再生商品混凝土应用到建筑物中的实例。国内再生商品混凝土已经用于墙体的材料、道路基层和面层、基础工程中。
2再生混凝土性能特点
2.1物理力学性能
东南大学的陈亮等对再生骨料混凝土技术开发与研究的最新进展进行了综述与对比分析,分析结果表明再生混凝土的破坏过程和破坏模式与普通混凝土基本一致从破坏形态来看,?再生混凝土的破坏基本上始自水泥凝胶体面的黏结破坏,生混凝土的长期抗压强度发展规律与普通混凝土有所差异分析还指出,全部采用废混凝土作骨料的再生混凝土与相同配合比的普通碎石混凝土相此,抗压强度降低9%,抗拉强度降低7%,抗压弹性模量降低28%,抗拉弹性模量降低34%,说明再生混凝土脆性降低,韧性增加.而全部采用废弃混凝土作骨料的再生混凝土较相同配合比的普通混凝土极限拉应变增大28%,拉伸弹性模量降低34%,抗压强度比有所增加,说明再生混凝土的抗裂性能较好。
2.2耐久性能
混凝土结构是建筑工程中最常见的结构形式,在结构使用寿命期间内,由于受到环境和荷载的双重作用,引起结构的老化、腐蚀,从而导致结构性能的降低,因此建筑工程结构的耐久性问题已引起工程界和学术界关注。再生混凝土的微观结构由于再生骨料的加入而变得比普通混凝土更为复杂。在再生混凝土中至少存在两种界面:再生粗骨料中天然骨料和附着老砂浆之间的界面、再生粗骨料的老砂浆与新砂浆之间的界面。这种复杂的微观结构分析再生混凝土的耐久性带来了困难。
关于再生混凝土抗能国内外已有不少学者作了初步探讨,但他们研究结果可比性较差,还存在不一致、甚至相互矛盾的结论,并且未考虑应力状态的影响,而在外加应力作用下产生的微观裂纹使得CO2在再生混凝土中扩散的渠道增多加速了CO2的扩散。因此,为研究裂缝的影响,开展拉应力状态下再生混凝土研究很有必要。结果表明,生混凝土与普通混凝土几乎有着相似的耐久性,原因归结于在分批前对再生集料仔细的选择和处理耐久性是材料的一个重要指标,生集料需要被大量的测试以便用于工业生产,本文表明了未来应用的可能性。
2.3性能改善
由于再生集料在性能上较天然集料差,对再生混凝土的许多性能产生不利影响,因此可以通过改善再生集料性能来提高再生混凝土的性能。
(1)机械活化
其目的在于破坏弱的再生颗粒或去除黏附于再生颗粒表面的水泥砂浆,从而提高再生集料的强度。但该方法能耗较高,同时会产生大量难以处理的粉末。
(2)酸液活化
将集料置于酸液中,如冰醋酸、盐酸溶液中,利用酸液与再生集料中的水泥水化物Ca(OH)2反应,起到改善再生集料颗粒表面的作用,从而改善再生集料的性能。
(3)化学浆液处理
用高强度水泥,水来按照一定比例调成水泥浆。利用浆液对再生集料进行浸泡、干燥处理,以改善再生集料的空隙结构,从而提高再生集料质量。
(4)水玻璃溶液处理
用水玻璃溶液浸渍再生集料,利用水玻璃与再生集料表面的水泥水化物填充再生集料孔隙,从而改善再生集料的密度。
3存在问题及应用前景
3.1存在问题
最近几年再生混凝土研究工作取得了一些成就,不过,鉴于再生骨料自身的局限性和目前我国对再生混凝土利用的实际情况,还存在一些障碍和不足,?主要表现在以下几个方面。(1)目前合适的处理废弃混凝土的设备与相关技术较少,对废弃混凝土再生利用的认识还不到位。(2)废弃混凝土来源广泛且非常复杂,如何合理分级处理是需要解决的关键问题。(3)相应的标准规范太少,实际操作时比较困难,目前还难以大面积推广。
3.?2应用前景
再生骨料混凝土与普通混凝土相比,然在物理力学性能等指标上稍有逊色,毋庸置疑的是,再生混凝土具有广阔的应用前景具体应用时,可根据结构所处的部位进行选择性替。而对于主要的承重结构,再生粗骨料取代率可以适当减少,设定限值或容许范围,对于一般结构工程,例如人行道板、桥梁护栏、防护砌块和其它附属结构,取代率可根据情况适当增大。用再生骨料进行再生混凝土的应用,一方面,可以解决大量混凝土废弃物的处理困难和由其引发的对环境的负面影响等问题,同时可以节省大量的垃圾清运处理费用;另一方面,再生骨料替代天然骨料应用与混凝土的工程中,可以减少对天然碎石的开采,保护天然骨料资源,节省天然古开采消耗的能源和费用。目前的分析和试验还存在一定的不足和局限性。至于形成产生规模化发展,则还需要在再生骨料混凝土领域做深入的创新试验和研究探讨,制定符合我国国情的可行统一规范和政策条例,为我国今后的环境与资源节约做出贡献。
参考文献
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[2]李松岭,杜惠芳,再生商品混凝土的技术特点及应用的可行性探讨[J],焦作工学院学报(自然科学版),2001,?20,(4)