再生混凝土的发展现状

再生混凝土的发展现状（精选10篇）

再生混凝土的发展现状 第1篇

混凝土材料自产生以来, 就在人类文明建设中扮演了最重要的角色, 随着人类文明的不断进步, 混凝土的使用量逐渐增多, 已成为全球使用最广泛的建筑材料, 与此同时产生的环境问题也越来越显著。混凝土的制备需要耗费大量的砂石、水及能源等自然资源, 长期以来, 对这些自然资源无节制的索取已经导致森林覆灭、山体滑坡、河床改道, 造成了严重的资源枯竭和环境污染。另外, 随着我国经济发展, 城市化建设不断深入, 新建筑的建立以及旧建筑的拆除都会产生大量的建筑垃圾。目前, 我国建筑垃圾数量占到城市垃圾总量的30%~40%, 其中主要是废弃混凝土, 这些垃圾严重影响了城市生活环境, 造成了环境污染。把它们运送到郊外进行堆放掩埋, 碱性废渣会令大量的土壤“失活”。此举不仅会花费大量的运费, 侵占无数农田, 还会造成严重的二次污染。[1]

因此废弃混凝土的处理和再利用是节约能源, 保护环境的必然选择, 也是当今社会研究的重要课题。将废弃混凝土块经清洗、破碎、分级和按一定比例相互配合后得到的“再生骨料”作为部分或全部骨料代替天然骨料配制的混凝土即为再生混凝土 (也称再生骨料混凝土, Recycled Aggregate Concrete, RAC) [2]。再生混凝土既能解决天然骨料资源紧缺的问题, 保护骨料产地的生态环境, 又能解决城市废弃物的堆放、占地和环境污染等问题, 具有显著的社会效益、经济效益和环保效益, 对城市的可持续发展具有非常深远的意义。

2 国内外再生混凝土的研究发展现状

20世纪中期, 日本、美国、欧洲等国家就开始了再生混凝土的研究和开发利用工作, 主要集中在对再生骨料和再生混凝土基本性能的研究, 包括物理性能、力学性能、耐久性以及再生混凝土构件性能及其抗震性能的研究。研究成果表明再生混凝土基本能满足普通混凝土性能的要求, 其应用于工程结构是可行的。当前, 美国共使用了约27亿吨废弃混凝土骨料, 其中10%~15%用于人行道, 20%~30%用于公路建设及维修, 另外的60%~70%用于混凝土结构, 主要是地基和基础结构。日本政府于1991年颁布《资源重新利用促进法》, 促进了废弃混凝土的回收利用, 1994年建设部又颁布了《废弃混凝土材料重新用于建筑工程暂定质量标准》, 使废弃混凝土的利用率从1990年的48%提高到2000的96%, 其中大多数的废弃混凝土用于道路建设的基础垫层。据估算, 在20世纪90年代早期, 欧盟的建筑废弃物回收利用率平均为28%, 在随后几年大多数欧盟国家都制定了将建筑废弃物利用率提高到50%~90%的相关计划。其中德国在它的每一个地区都建有大型的建筑垃圾再生加工综合工厂, 仅在柏林就有20多个, 有望将80%的再生骨料用于10%~15%的混凝土工程中。[3]

香港和台湾也有促进建筑废弃物再生利用的相关计划。香港每年约产生1400万吨的建筑垃圾, 以前主要用于填海造陆, 后来该做法因招到反对而废止。2002年, 香港特区政府建立了用于处理建筑垃圾的试点, 每天能够处理2400吨的建筑垃圾, 生产出的再生骨料用于相关市政工程。截止2003年10月, 该试点工厂共生产优质再生骨料24万吨。超过10个工程项目用到由这些再生骨料生产出的22700m3混凝土, 包括桩承台、地砖、梁、板墙、外部建筑、挡土墙以及超大块混凝土等。[4]1999年, 台湾中部地区发生大地震, 产生大量的建筑垃圾需要处理, 从而建立了相关建筑垃圾处理和研究的试点计划。实施这些计划后, 台湾回收利用了80%的废弃建筑材料, 其中30%用于道路基础垫层。[5]

我国内地对再生混凝土的研究相对较晚, 但已经开展研究工作的高校和科研院所做了大量的工作, 涉及范围广泛, 取得了一定的研究成果。其中, 同济大学肖建庄教授及其团队在再生混凝土基本性能、结构方面做了大量的研究工作, 包括再生混凝土的强度和工作性能、废弃混凝土破碎及再生工艺研究、高温后再生混凝土强度研究、再生混凝土耐久性研究、再生混凝土梁柱试验研究、再生混凝土框架节点试验研究、再生混凝土框架结构抗震性能的研究以及组合结构的试验研究等等, 目前已处于国际前列。福州大学杨有福教授课题组通过试验和数值理论分析对钢管再生混凝土轴压短柱、纯弯构件和压弯构件做了初步研究, 对钢管再生混凝土力学性能和设计方法的若干问题进行了探讨;另外华南理工大学吴波等人对钢管再生混合短柱相关性能作了一定研究。国内其他专家学者也通过试验和多种措施对改善再生混凝土的性能 (物理性能、力学性能、结构性能) 做了很多积极的工作。其他科研院所如东南大学、华中科技大学、北京建工学院、沈阳建工学院等开展利用城市垃圾制取烧结砖和再生混凝土技术的研发取得了可喜的成果;将解体混凝土和废弃砖瓦进行再生资源化处理后, 作为混凝土骨料、轻骨料生产普通混凝土或高性能混凝土砌块, 这种再生混凝土强度达到C30。[6]2007年同济大学编写了地方标准DG/TJ 08-2018-2007《再生混凝土应用技术规程》, 为再生混凝土技术的应用提供了明确的指导。众多学者专家的研究成果为再生混凝土技术体系的建立和完善以及在实际工程中的应用奠定了良好的基础。

3 结论

再生混凝土技术的开发应用, 不仅能够从根本上解决废弃混凝土的出路问题, 而且减轻了废弃混凝土对环境的污染, 还能节省天然骨料资源, 减少对大自然的索取。随着再生混凝土实践研究的不断深入, 再生混凝土有望成为一种常用的建筑材料, 应用到更多的结构中去, 具有显著的社会、经济和环境效益, 符合可持续发展的要求, 是发展绿色混凝土的重要途径之一。

参考文献

[1]钟汉华, 罗岚, 刘能胜, 等.废弃混凝土回收利用现状和前景展望[J].广东水利水电职业技术学院学报, 20086, (1) 6:6-68.

[2]刘树华, 冷发光.再生混凝土技术[M].北京:中国建材工业出版社, 2007.

[3]Rao AJ, ha KN, Misra S.Use of aggregates from recycled con-struction and demolition waste in concrete[J].Resources Conservationand Recycling, MAR 2007, 50 (1) 7:1-81.

[4]Fong Winston F.K.J, aime Y.S.K., Poon C.S..HongKong experience ofusing recycled aggregates from construction and demolition materials inready mix concrete[C]//International Workshop on Sustainable Develop-ment and Concrete Technology, 2002p, .267-275.

[5]Huang Wen-Ling, Lin Dung-Hung, Chang Ni-Bine, t al.Recycling ofconstruction and demolition waste via a mechanical sorting process[J].Resour Conserv Recycl, 2002, (37) 2:3-37.

浅谈再生混凝土利用现状研究 第2篇

【关键词】再生混凝土；再生骨料；利用现状

前言：由于普通混凝土材料要使用大量的水泥、粗集料，生产这些要耗费大量的石料等原生材料，而这些原生材料随着日益的消耗终将枯竭，如果不采取必要的措施，人类社会的建设将面临无材可用的地步$再生混凝土的研究应用不仅使建筑垃圾得以再生利用，节省了自然资源，解决了陈旧建筑物拆除后垃圾处理等难题，减轻了建筑垃圾对城市环境的污染，与自然环境协调共生，为人类构造舒适的生活环境。

1.再生混凝土的概念

再生混凝土又叫做再生骨料混凝土，是将废弃混凝土经过清洗、破碎、筛分按一定比例得到再生骨料，部分或全部代替砂石等天然骨料（主要是粗骨料）配制成新的混凝土。从广义上讲，再生混凝土骨料是指经过特定处理、破碎、分级并按一定的级配混合后形成的、满足配制不同性能和使用要求的混凝土骨料。

2.再生混凝土的利用效益

废弃混凝土再生骨料的应用既可以减少废弃混凝土排放量和对环境造成的二次污染，节省大量的处理费用，又可以减少建筑业对天然砂石的消耗，保护自然资源和人类的生存环境，产生良好的经济效益、社会效益、环保效益，此外，在废旧混凝土中有未水化的水泥颗粒，可以激发其进一步反应。利用再生骨料可以降低水泥的用量，从而减少因生产水泥所带来的污染，并且在大型建设工程中使用再生骨料能够产生巨大的利益，其利用效益主要包括以下4点：

2.1再生骨料的应用可以解决大量混凝土废弃物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费用和处理费用，并减少其处理对环境的二次污染。

2.2再生骨料的应用减少了对天然砂石的开采，从根本上解决了大量的砂石开采对生态环境的破坏，符合可持续发展的要求。

2.3虽然再生骨料的生产成本较天然骨料要高，但其所增加的费用很容易由其他方面的效益所补偿，因此，具有很好的经济价值、环境效益和社会效益。

2.4利用废弃混凝土循环再生骨料，有利于维持生态环境的平衡和社会的可持续发展。

3.再生混凝土研究现状

我国的经济发展比发达国家滞后约半个世纪，目前国内对废弃混凝土的研究还不够深入。而且，废弃水泥混凝土再利用需要经过一系列的加工和分离处理，成本相对较高，这又进一步妨碍了废弃混凝土利用的研究和使用进程。

目前，国内数十家研究机构和大学开展了再生混凝土的研究，如东南大学、武汉理工大学、华中科技大学、北京建工学院等已经开展利用城市垃圾制取烧结砖和再生混凝土技术的研发。如同济大学开展了将水泥混凝土废弃物用于道路工程基层、面层、土基及防护工程的研究，并在河南湖北等地的旧路改造中进行了现场试验，还在同济大学校内采用水泥混凝土废弃物加工料建设了一条道路。上海市政工程局以再生混凝土为水泥稳定碎石骨料，作为高等级公路面层下的主要承重层，最近在沪太路改造工程现场进行。试验获得的各项性能指标均符合国家标准。总之虽然我国对再生混凝土的研究起步较晚，大多还处在试验室阶段，但也取得了相应的成果。

3.1原材料相同而配合比不同的原生混凝土破碎而得到的不同再生骨料

在实际工程中，混凝土原材料基本上是相同的，只是混凝土的配合比不同，原材料相同而配合比不同的原生混凝土破碎后所得到的不同再生骨料之间性质存在何种差异？中南大学土木研究学院就这一问题作了探讨。结论是与原生骨料相比，经人工破碎而得到的再生骨料视密度小，吸水率与压碎指标大，含泥量大，颗粒偏粗；由原材料相同而配合比不同的原生混凝土破碎而得到的不同再生骨料，其性质间存在的差异很小。该结论对于减小再生骨料与再生混凝土的质量波动是非常有意义的。

3.2再生粗骨料不同取代率对混凝土和易性及强度的影响规律分析

云南农业大学对再生骨料不同取代率对混凝土和易性及强度的影响规律的研究，得到的结论是：随着再生粗骨料取代率的不断增大，再生混凝土的流动性将有所降低，但变化不大，而粘聚性和保水性将明显得到改善；再生粗骨料取代率在0-50% 变动时，對再生混凝土的强度影响较小，但超过此范围时，将显著降低混凝土强度。

3.3不同龄期再生骨料对再生混凝土性能的影响

浙江大学郭昌生等在实验室内制备一批原生混凝土，分别养护 1d，28d，111d，采用颚式破碎机将其破碎制成再生骨料后分别制成再生混凝土，以研究不同龄期原生混凝土制得的再生骨料中水泥水化程度对再生混凝土性能的影响。结论是：1 d 龄期再生骨料中含有大量未水化的水泥，其在混凝土中可以继续水化，从而对混凝土的强度产生显著影响。而对于 28 天与 111 天龄期再生骨料而言，其中水泥水化已基本完成，水泥的继续水化对再生混凝土的强度贡献甚微，此时，再生骨料的强度成为影响再生混凝土强度的关键因素。

4.再生混凝土存在的问题

骨料不仅构成了混凝土的骨架，而且在很大程度上决定着混凝土拌合物的工作性、硬化混凝土的力学性能以及其耐久性，而再生骨料具有孔隙率高、吸水性大、强度低等特征，这与天然骨料的性质相差较大，因此导致再生混凝土在应用中存在一些问题。

4.1强度问题：试验证明再生骨料配制的混凝土，随着再生骨料的掺量增大，混凝土的抗压强度降低，再生细骨料的掺入使得降低现象尤为突出，因此在配制再生混凝土时应考虑再生骨料掺入量对混凝土强度的影响。

4.2收缩率问题：再生骨料的颗粒棱角多，表面粗糙，组成中包含着相当数量的硬化水泥砂浆，其本身孔隙率较大，且在破碎过程中内部往往会产生大量具有一定尺寸的裂纹，因此与天然骨料相比，再生骨料的吸水率和吸水速率大得多。而吸水率高必然导致失水后混凝土的收缩增大，徐变增大。收缩率高是再生混凝土的致命缺陷，因为收缩率高将使混凝土结构裂缝较大且内外贯通，环境中的水以及其他有害腐蚀性介质很容易通过这些裂缝渗入混凝土内，使得再生混凝土的防水性能与抗冻融性能降低。

4.3耐久性问题：相关试验研究，表明再生混凝土的耐久性较天然骨料混凝土的要差。由于再生骨料孔隙率较高，吸水率大，再生混凝土抗渗性能较相同配合比的普通混凝土差，氯离子的渗透性也差。

5.结语：

随着社会经济的高速发展，混凝土作为人类使用最大的建筑材料，其在制备过程中资源过度开发、能源大量消耗以及造成的环境污染和生态破坏，同时建筑垃圾每年的大量产生而且没有得到很好再利用，这都违背了人类可持续发展战略，对人类自身的生存环境所构成的严重障碍和威胁。使用废弃混凝土作为骨料生产再生混凝土，这是对资源的再生利用，可以保护环境、节约资源，真正实现了建筑废弃混凝土的资源化、无害化。

参考文献

[1]万惠文，水中和，林宗寿等.再生混凝土的环境评价[J].武汉理工大学学报，2003，25（4）：17-20.

[2]黄文锋. 再生骨料及掺合料对再生混凝土力学性能影响试验研究[D].哈尔滨工业大学，2007.

再生混凝土性能的研究现状 第3篇

1 再生骨料

1.1 再生骨料的性能。

1.1.1 吸水率。

与天然骨料相比, 再生骨料表面粗糙, 棱角较多, 孔隙多, 表面附着30%左右的硬化水泥砂浆, 在骨料解体、破碎过程中由于损伤积累使再生骨料内部存有大量微裂缝, 这些因素导致再生骨料的吸水率要明显高于天然骨料, 再生细骨料的吸水率高于再生粗骨料[2]。

1.1.2 表观密度和堆积密度。

再生骨料表面粗糙, 孔隙率大, 破碎过程中大量微裂缝的积累, 使得再生骨料的表观密度、堆积密度低于天然骨料。

1.1.3 强度。

骨料的强度主要用压碎指标来反映, 压碎指标越大, 强度越低。对于再生骨料来说, 一方面, 再生骨料表面附着的水泥砂浆较多, 水泥浆体的密度小、孔隙率大、强度较低, 从而导致再生骨料的强度低;另一方面, 基体混凝土在使用过程中由于多种外界作用 (如风化、盐类腐蚀、冻融等) 的影响其各项性能发生衰退, 使得再生骨料的强度低于天然骨料的强度。

1.2 强化。

再生骨料改性研究主要采用机械活化和浆液活化两种方法。机械活化有自重磨擦作用活化和球磨机活化两种方式, 目的在于破坏弱的碎石颗粒和除去骨料表面的硬化的水泥砂浆, 进而改善再生骨料的性能。浆液活化是指将再生骨料浸泡在高活性超细矿物掺合料的浆液中, 使浆液充填再生骨料的孔隙和破碎过程损伤积累的一些微裂缝, 从而提高再生骨料的强度。

2 再生混凝土

2.1 物理性质。

由于再生骨料的表观密度低于天然骨料, 再生混凝土的表观密度低于普通混凝土, 再生骨料掺量越大, 再生混凝土的表观密度越小。试验表明, 在水灰比不变的条件下, 随着再生骨料掺量的增加, 表观密度逐渐降低。再生混凝土的自重降低, 有利于提高混凝土结构的抗震性能及承受动荷载的能力。

2.2 工作性能。

资料表明, 在水灰比保持不变的条件下, 随着再生骨料掺量的增加, 再生混凝土的坍落度降低, 而粘聚性和保水性增强。但水灰比过低, 不仅流动性太小, 粘聚性和保水性因混凝土发涩而变差。试验表明, 在保持水灰比和砂率不变时, 用再生粗骨料取代天然碎石, 当取代率为30%、50%、70%、100%, 坍落度比采用天然碎石的普通混凝土分别相应下降了20mm、39mm、48mm、56mm;用再生细骨料取代河砂, 当取代率为30%、50%、70%、100%, 坍落度比采用天然砂的普通混凝土分别相应下降了17mm、31mm、45mm、57mm[3]。由此可推出, 再生粗、细骨料对坍落度的影响相近。

2.3 强度。

大量资料显示, 在配合比相同的条件下, 再生混凝土的强度要低于普通混凝土。文献[2]指出日本BCSJ等得出再生混凝土抗压强度降幅为14%~32%, 并得出用再生细骨料代替普通细骨料配制的再生混凝土的强度较再生粗骨料代替普通粗骨料配制的再生混凝土的强度低。Ravidrarajah和Tam等研究表明其降幅为8%~24%。Malhotrah、Frondistou-Yannas等试验结果表明其降幅为10%左右。由以上研究结果可以看出, 在降低的幅度方面尚存在着一定的分歧。

2.4 弹性模量。

大量资料显示, 由于再生骨料的表面特征以及内部存有的大量微裂缝, 使得再生混凝土的孔隙率高于普通混凝土, 导致再生混凝土的弹性模量通常较低, 一般约为普通混凝土的70%~80%。同强度下降相比, 其弹性模量下降更多。肖建庄研究发现水灰比对再生混凝土的弹性模量影响较大, 当水灰比由0.4上升到0.8时, 再生混凝土的抗压弹性模量降低33.7%。

2.5 耐久性。

目前, 再生混凝土耐久性的研究主要集中于材料层次, 包括碳化、氯离子侵蚀、冻融破坏、收缩徐变等。耐久性是指混凝土抵抗环境破坏的能力, 主要取决于混凝土的水泥石的密实度和界面结构。水灰比是影响耐久性的主要因素。水灰比越大, 水泥石中毛细水越多, 蒸发后形成的孔隙越多, 耐久性越差。

2.5.1 抗碳化性能。

与天然骨料相比, 再生骨料的吸水性较强, 为了保证再生混凝土的和易性, 需增加单位用水量, 单位体积的水泥量减少, 单位体积内的Ca (OH) 2含量减少, 碳化速度加快。

随着再生骨料掺量的增加, 再生混凝土的碳化深度增加;再生骨料粒径增加, 碳化深度也增加。掺加粉煤灰可使再生混凝土比较密实, 并且粉煤灰可以消耗Ca (OH) 2生成的水化产物使得再生混凝土进一步密实, 其抗碳化能力明显高于普通混凝土。

2.5.2 抗渗性。

抗渗性主要取决于水泥石的孔结构和骨料的性能。据有关资料显示, 水泥石中如果只有凝胶水没有毛细水是不会引起渗透的, 当水灰比在0.38~0.42时水泥颗粒全部水化, 水泥石中既无毛细水也无未水化的水泥颗粒, 混凝土的抗渗性良好。此外, 高效外加剂、超细矿物掺和料也能明显提高混凝土的抗渗性。

因此, 可通过提高混凝土的密实度的方法来达到改善再生混凝土抗渗性的作用。吴红利等研究发现随着水灰比的降低, 其抗渗性明显提高。掺加粉煤灰的再生混凝土的抗氯离子渗透能力比未掺加粉煤灰的基准混凝土要强。当水灰比为0.4时, 随着再生骨料掺量的增加, 抗渗性降低;当水灰比为0.32时, 再生骨料的掺量对抗渗性影响不大。

2.5.3 抗冻性。

目前对再生混凝土的抗冻性研究结论分歧较大。文献[4]指出再生混凝土的抗冻性普遍低于普通混凝土。文献[5]指出国外学者Grübl研究表明, 所有由再生骨料配制成的混凝土对冻融循环有足够的抵抗能力。Eickschen和Siebel的研究证实含有100%再生骨料的混凝土只要混凝土有适宜的气孔参数, 对除冰盐冻融循环作用都有足够的抵抗能力。Roumiana Zzharieba研究发现, 饱和再生混凝土的抗冻性并不让人十分满意, 其原因在于再生混凝土的总水灰比比较大 (为使再生混凝土有很好的和易性, 掺加附加水) , 使得再生混凝土具有高孔隙率, 同时由于再生骨料本身的缺陷, 其在冻融循环中极易被破坏, 抗冻性较差。

2.5.4 收缩及徐变。

再生混凝土的收缩主要分两部分, 一是水泥石的收缩, 二是由于再生骨料其刚度较天然骨料小, 抑制水泥石收缩的能力比天然骨料弱, 含水率较大, 不但不能抑制水泥石的收缩, 其自身也有一定的收缩。同时, 再生混凝土的弹性模量较低。因此, 再生混凝土的收缩徐变较大。文献[5]指出2.5年以后, 掺入100%再生集料的混凝土的收缩比参照混凝土增加60%~100%, 徐变增加350%。

将废弃混凝土变废为宝, 既能保护环境, 节约资源, 又能促进人类的可持续发展, 符合社会发展的趋势。当然, 从目前研究状况来看, 我国再生混凝土仍处于初步阶段, 很多方面还不成熟, 主要表现为以下两点。一是经济效益方面, 二是再生混凝土没有成熟的规范和工程实际经验。行业标准是制约再生混凝土开发利用最根本因素。因此, 在国家政策、财政保障下, 通过对再生混凝土进行认真系统的研究, 制定再生混凝土行业规范, 推动再生混凝土的开发应用, 使其在经济建设中充分体现综合效益。

参考文献

[1]杜婷, 李惠强, 吴贤国.再生混凝土的研究现状及存在问题[J].建筑技术, 2003 (2) :133-134.[1]杜婷, 李惠强, 吴贤国.再生混凝土的研究现状及存在问题[J].建筑技术, 2003 (2) :133-134.

[2]王欣英.再生混凝土技术研究的现状与分析[J].辽宁建材, 2007 (5) :32-33.[2]王欣英.再生混凝土技术研究的现状与分析[J].辽宁建材, 2007 (5) :32-33.

[3]Ravindrarajah.R., Tam.C.T.Properties of cn-crete made with crushed concrete as coarse dg-gregate[J].Magazine of Concrete Research.1985, 37 (130) :29-38.[3]Ravindrarajah.R., Tam.C.T.Properties of cn-crete made with crushed concrete as coarse dg-gregate[J].Magazine of Concrete Research.1985, 37 (130) :29-38.

[4]肖建庄.再生混凝土材料与结构研究新进展[J].世界科学, 2006 (12) :29-31.[4]肖建庄.再生混凝土材料与结构研究新进展[J].世界科学, 2006 (12) :29-31.

粉煤灰再生混凝土的试验研究 第4篇

关键词:再生骨料;再生混凝土;粉煤灰;强度

中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:1000-8136(2009)17-0012-03

随着建筑业的快速发展,由此产生的建筑垃圾也日渐增多。中国每年产生大约1亿t左右的废弃混凝土。2008年5月12日发生的四川汶川大地震导致大量房屋倒塌,由此而产生的建筑垃圾数量惊人,约3亿t。面对全球性的建筑垃圾处理难题,目前尚无很好的解决方法。传统的建筑垃圾处理方法主要是运往郊外露天堆放或填埋。大量的废弃混凝土堆积于城市郊区公路、河流附近,既恶化了生态环境又占用了良田。目前,全世界混凝土的年产量约28亿m3,中国的混凝土年产量约占世界总量的45%,约13亿m3~14亿m3。生产混凝土需要大量的粗细骨料——砂石,而随着对砂石的不断开采,天然骨料亦趋于枯竭,且其开采的成本十分高昂,对自然生态环境的破坏也十分严重。粉煤灰是火力发电厂排出的燃料渣,具有产量大、价格低廉、活性效果显著等优点;利用粉煤灰可以节约水泥、减少环境污染。再生混凝土技术既能解决废旧混凝土的处置问题,又能节省天然砂石,同时带来环保效益、经济效益和社会效益,是发展绿色混凝土实现建筑资源可持续发展的重要措施。

1 理论基础

在水泥水化过程中,除了产生水化硅酸钙(C-S-H)以外,还产生大量的游离氢氧化钙(Ca(OH)2)。氢氧化钙的强度很低,稳定性极差,在侵蚀条件下是首先遭到侵蚀的组分,而且它们多在水泥石和集料的界面处富集并结晶成粗大晶粒,因而界面的黏结被削弱,并成为混凝土中的最薄弱环节。粉煤灰含有大量的非晶态的SiO2和Al2O3,掺入粉煤灰后,活性SiO2可以和游离氢氧化钙(Ca(OH)2)发生二次反应(火山灰效应),生成强度高、稳定性好的水化硅酸钙(C-S-H):

(0.8~1.5)Ca(OH)2+n(0.8~1.5)H2O+SiO2

——→(0.8~1.5)CaO·SiO2·nH2O

因此,掺入粉煤灰以后,通过二次反应,不但可以减少或消除游离氢氧化钙,而且可以使胶凝物质(C-S-H)的数量大幅度增加,水泥石与集料的界面结构也得以改善。上述反应多在水泥浆体的孔隙中进行,因此显著降低了混凝土内部结构中水泥石的孔隙率,也改善了孔结构,提高了混凝土的密实性。

煤粉灰绝大多数为表面光滑、致密、细粒的、海绵状的硅铝酸盐玻璃微球珠状颗粒,掺入混凝土中可减小内摩阻力,增大流动性、减少泌水、从而可以减少混凝土的用水量,改善和易性。粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥浆内,填充孔隙和毛细孔,改善了混凝土的孔结构,增大密实度。

2 试验材料

水泥:选用的42.5R普通硅酸盐水泥,其物理力学性能见表1。

硅粉(SF):青海西宁山川铁合金厂生产。比重为1.98 g/cm3,活性指标129%,中粒径d为5.6 ?滋m,颗粒级配及化学成分见表2和表3。

粉煤灰(FA):采用I级粉煤灰,需水量比为93.75%,各项技术指标合格,表观密度为2.14 g/cm3,其化学成分与物理性能见表4。

外加剂:采用HPS萘系高效减水剂,其主要成分为?茁-磺酸甲醛缩合物,棕黄色粉末,减水率为18%~28%,掺量为胶凝材料重量的0.5%~2.0%,

原生粗骨料:选用卵石,最大粒径40 mm。其质量标准及检验方法依据GB/T14685—2002进行,其表观密度为2.745 g/cm3,含水率为0.15%。

再生粗骨料(RCA):人工破碎废弃混凝土筛分而成,最大粒径40 mm。表观密度为2.61 g/cm3,含水率不计。其级配组成见表5。由于再生骨料中含有大量的水泥砂浆,同时也存在一些受力破坏后留下的微细裂缝,所以再生骨料吸水率会随着时间逐渐增大。因此在再生混凝土的拌制中,按天然骨料混凝土配合比设计的理论用水量不能满足混凝土坍落度的要求。试验表明,在同等条件下再生混凝土比普通混凝土需要多约5%的拌和水,本次试验通过附加水解决这个问题。

3 搅拌方法

拌合方法按照国家标准GB/T50080-2002执行。由于再生粗骨料的表面比较粗糙,所以采用强制式搅拌机,针对再生骨料的高吸水性,有的研究者采用在搅拌前将再生粗骨料浸泡于拌合水中,预先吸水之后拌制混凝土。这样的搅拌方式会对混凝土的工作性产生较大的影响,使混凝土的总用水量增加10 kg/m3～15 kg/m3。在本试验中采用粗骨料的干拌方法,即在投置其他材料之前先将再生粗骨料放入搅拌机中干拌20 min,这样能剥落附着在再生粗骨料砂浆上的软弱颗粒,之后在不停止搅拌机的情况下再加入砂和胶凝材料,最后加水和减水剂的混合溶液,并适当延长搅拌时间,投料顺序见图1。

5 试验结果与分析

试验采用正交设计,把水胶比、再生骨料替代率、硅粉掺量和粉煤灰掺量作为试验因素考虑,每个因素取4个水平,选用正交表L16(45),共进行16组试验。单位用水量为165 kg/m3,HSP减水剂掺量为胶凝材料质量的1.5%。试验采用150 mm×150 mm×150 mm标准试件,分别测试新拌混凝土的塌落度和7 d、28 d、60 d抗压强度,试验结果及极差分析结果见表7。

注:因素A水胶比为水与胶凝材料总质量之比,因素B、C、D均以占胶凝材料总质量的比值表示。

极差R反映了试验中相应因素对试验结果影响的大小,极差大的因素,其水平对考核指标所造成的差别大,通常是重要因素,相反,极差小的因素往往是次要因素。由以上极差分析可知,本次试验中影响28 d抗压强度的4个因素主次顺序为:水胶比、再生骨料替代率、硅粉掺量、粉煤灰掺量。影响坍落度的4个因素主次顺序为:再生骨料替代率、水胶比、粉煤灰掺量、硅粉掺量。

由以上分析可知,对抗压强度而言可能较好的组合条件为A3B1C4D3和A1B1C1D1,对坍落度而言为A3B1C4D3。用“综合平衡法”选出最优的组合条件为A3B1C4D3,即水胶比为0.4,再生骨料替代率为25%,粉煤灰掺量为30%,硅粉掺量为10%。由此组合条件配制的混凝土7 d抗压强度为42.1 MPa,28 d抗压强度为55.4 MPa,60 d抗压强度为59.5 MPa,坍落度为215 mm。

6 结论

(1)采用42.5R普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰和高效减水剂,最大粒径为40 mm的再生骨料,在普通成型工艺和养护条件下就可以配制出抗压强度59 MPa,塌落度215 mm的高性能粉煤灰再生混凝土。

(2)试验表明,影响粉煤灰再生混凝土28 d抗压强度的显著因素是水胶比、再生骨料替代率和硅灰掺量;影响其坍落度的显著因素是再生骨料替代率和水胶比。

(3)再生骨料的替代率对再生混凝土的各项考核指标均有较大的不利影响,尤其对新拌再生混凝土的坍落度影响很大,甚至超过了水胶比,掺入硅灰和粉煤灰可以显著提高再生混凝土早期及后期的抗压强度。

作者简介:郭建国,男,1976年出生,江西赣州人,助理工程师。张华英,男,1977年出生,江西赣州人,讲师,硕士,主要从事土木工程材料研究。

The Experimental Research of the Fly Ash Recycled Concrete

Guo Jianguo, Zhang Huaying

Abstract:Using recycled aggregate and ordinary Portland cement and fly ash Etc. materials, with orthogonal test, the optimization mix proportions of the fly ash recycled concrete were recommended. The result of the experiments shows that the percentage of recycled aggregate and water/binder ratio are significantly effects of strength and slump of recycled concrete. With ordinary methods of mixing and conservation, the high performance recycled concrete with strength of 59 MPa, slump of 215 mm were produced.

再生混凝土的发展前景分析 第5篇

(一) 再生混凝土概述

再生混凝土是将废弃的混凝土经过清洗、破碎、分级和按一定比例相互配合后, 形成的“再生骨料”作为部分或全部骨料配制的新混凝土。据有关研究成果表明, 再生骨料在工程上的应用具有可行性, 但其经济性尚不明确。当再生骨料采用废弃混凝土作时, 可节省62%的石灰石资源;而当废弃混凝土用作制造水泥的原料时, 除可节省62%石灰石资源外, 还可节约制造水泥的优质石灰石60%、黏土40%和铁粉35%, 同时废气排放量还可以大大的减少;在欧洲、美国、日本一些发达国家, 每年产生的混凝土废料就超过三亿吨左右, 相比之下开采天然碎石所需消耗的能量的1/10即可使混凝土废料加工得到再生骨料, 并且成本可降低25%左右。再生骨料混凝土的应用使用量最大的混凝土人造材料对自然资源的占用以及对环境造成的负面影响得到很好的解决, 从而保证了人类社会的可持续发展, 因此, 它是一种可持续发展的绿色混凝土。

(二) 再生混凝土的发展现状

改革开放以来, 随着中国经济的不断快速发展, 环保、生态、资源已成为阻碍我国社会发展的“瓶颈”, 可再生资源的利用越来越受到人们的关注。在人类即将进入二十一世纪前夕, 中国政府在《中国二十一世纪议程中国人口、环境和发展白皮书》中, 已经高度的关注了世界面临的生态破坏和环境污染等问题。《中华人民共和国可再生能源法》从2006年1月1日开始正式实施。中国政府制定了中长期科教兴国和社会可持续发展战略, 并加紧对再生混凝土的开发利用进行立项研究, 并大力支持和鼓励对废弃物的研究和应用。目目前, 国内一些高校和科研院所的研究工作在相关部门的资助下, 已经着手初步研究了再生混凝土的性质和应用, 且已取得了一定的研究成果。

(三) 再生混凝土的经济效益分析

循环经济的建立原则是“减量化、再利用、再循环”, 其通过充分利用自然资源, 回收利用废弃物再生利用水平, 在生产和消费过程中最大限度地降低污染, 减少废弃物的经济发展模式, 打破了传统“大量生产、大量浪费、大量废弃”的经济增长模式。废弃混凝土的回收利用就是循环经济发展模式的体现。

一个地区废弃混凝土回收利用的主要影响因素有:地区人口密度和城市化水平、天然集料富余程度、废弃混凝土回收利用的设备及工艺技术水平, 以及国家和地区对废弃混凝土回收利用的政策法规和财政税收上的扶持程度。

1. 地区人口密度和城市化水平。

地区人口密度和城市化水平的提高使城市废弃混凝土的数量不断增加。而城市规划中规定了建筑垃圾堆放场所的位置和数量, 直接影响了废弃混凝土的清运和处理成本, 对废弃混凝土的再生利用产生不利影响。

2. 天然集料富余程度。

天然集料的富余程度和储存量是推动再生集料和再生混凝土应用的最大动力。日本、丹麦、荷兰等一些石料紧缺的国家, 因而对废弃混凝土中回收利用再生集料十分重视, 同时, 废弃混凝土的回收利用与环境保护紧密相连。如果在获得天然集料的同时无限制的开山采石, 虽然可以获得价格较低的天然集料, 但这不仅严重破坏了生态环境, 长此以往, 更不利于社会可持续发展。

3. 废弃混凝土回收利用工艺技术水平。

要实现废弃混泥土的回收与再利用, 必须通过技术手段去完成, 而工艺技术水平的高低、设备的选择都会影响到废弃混泥土的可回收性和回收效益。便捷高效的废弃混泥土破碎筛分工艺、科学合理的再生混凝土技术才能减少回收利用的成本, 提高回收的利润。

4. 国家和地区的政策法规对废弃混凝土回收利用和财政税收上的扶持程度。

法律应出台有关对废弃混凝土的回收利用和施工场所零排放 (无垃圾) 等一些规定政策, 去促进废弃混凝土和其他建筑垃圾的再利用。而目前国家的鼓励资源综合利用的政策和财政税收上的扶持, 相应的也减少了业主和对拆除旧建筑的费用支出, 对再生集料的成本得以有效降低, 使再生集料的成本和天然集料具有同等的竞争能力。尽快就再生混凝土集料制定集料标准、再生混凝土制品标准等去更好的开发利用废弃混泥土。

(四) 再生混凝土的发展前景

1. 当今时代, 建筑业的蓬勃发展给社会带来了大量的建筑垃圾, 发展和利用再生混凝土已经成为一种可行的趋势。

在有关资料统计中, 每万平方米的建筑施工就会产生500～600吨的建筑废渣。住房与城乡建设部门在2005年首届周际能智能与绿色建筑技术研讨会上指出, 到2020年, 我国的建筑面积将新增约300亿平方米。照此推算, 我国现有建筑至少将产生建筑废渣20亿吨。近20到30年来, 建筑发展更是迅猛, 城市化的进程将越来越快, 这就致使大量旧建筑物需要拆除, 产生更多的建筑废渣。至2012年, 我国有约50%的城镇房子为上个世纪建造的, 专家估计, 这些房屋的拆除随之产生的建筑垃圾将达到7亿吨左右, 这是一个惊人的数据。在我国, 处理垃圾的技术上还不容乐观, 对建筑垃圾的综合处理利用还初于一个较低的“平台”, 所以在处理建筑垃圾中更多的只能以填埋的方式去处理。如此简单的处理大建筑产生的垃圾方式, 对未来城市居民将带来显而易见的危害。

2. 发展和利用再生混凝土, 是走可持续发展道路的最好途径。

走可持续发展, 围绕的是“发展”这个核心主题。“发展”需要人们改变传统的生产和生活方式, 和对自然的一种态度, 在开采和利用自然资源中更加注重一种环境保护的意识。据统计, 我国每年浇注混凝土约20亿立方左右, 而混凝土中砂石骨料又占总质量的70%以上, 这些数据都指向一个问题:用量巨大, 据统计, 近几年我国的建筑用砂量将以百分之十以上的速度增长。而对建筑骨料的需求, 人类将会朝向山石去开采, 去淘挖河砂、挖坑取土等, 这些举措都会加速资源的消耗, 并且严重影响水土的流失、植被的破坏, 和危害到高速公路、桥基、河道的安全。当然, 加快城市化进程是一种社会现代的历史重任, 也应是在城市化进程中有效解除阻碍我国现代化推进的“瓶颈”约束, 实现经济社会高速、持续和协调发展才是我国的一项重大举措。

由此可见, 如果再生混凝土技术能在建筑行业得以真正推广利用, 这对保护自然资源、维护生态平衡以及对建筑垃圾的综合处理将起到积极的作用。也是建筑业可持续发展的必然要求。

摘要：再生混凝土是一种绿色混凝土, 文章介绍了有关再生混凝土的基本知识, 通过对再生混凝土的现状研究和发展前景的阐述, 进一步对其进行经济效益分析, 并指出对其的有效利用促进了人类社会的可持续发展。

关键词：再生混凝土,研究现状,发展前景

参考文献

[1]郭峰.浅谈再生混凝土的发展和研究前景[J].山西建筑, 2009, (23) :178.

[2]郑远.再生混凝土的强度研究[J].低温建筑技术, 2010, (11) :8.

[3]薛文博.可持续发展战略与再生混凝土技术的发展[J].黑龙江水利科技, 2009, (5) .

再生混凝土的发展现状 第6篇

关键词：再生混凝土,钢管混凝土,研究现状

1 概述

全世界每年混凝土使用量大约为20亿立方米, 砂石用量要在34亿吨以上, 这个数字相当惊人, 而同时, 从1991年到2000年, 全世界废弃的混凝土总量超过了10亿吨。仅在去年, 四川8级地震, 倒塌房屋无数, 造成了大量的废弃建筑垃圾。开采天然骨料对自然环境造成了严重的破坏, 落后的废弃混凝土处理方法造成了资源的极大浪费。

再生混凝土是利用处理过的废弃混凝土块作为部分或全部的“再生骨料”配制的混凝土。生产再生混凝土可以降低生产成本, 节约天然骨料资源, 缓解骨料供求矛盾, 有利于保护环境, 减轻对城市环境的污染。同时再生混凝土既可以满足当代人的需求, 又不侵占满足后人需要的自然资源, 是一种可持续发展的绿色混凝土。因此, 许多国家都相继进行研究, 并取得了很多的成果。

2 再生钢筋混凝土的研究

通过合理的配合比设计, 再生混凝土的强度与普通混凝土相差不大, 而在干缩、抗冻融性和抗渗透性等方面较普通混凝土差。因此, 在合理设计的混凝土承重构件与结构中, 使用再生混凝土是可行的。目前, 已有研究主要集中在构件层次上。

文献[1]对再生混凝土梁的受弯性能进行研究, 结果表明, 再生混凝土梁与普通混凝土梁的抗弯机理基本相同, 再生混凝土梁正截面应变变化基本符合平截面假定, 再生混凝土梁的刚度比普通混凝土梁小, 且再生粗骨料取代率越大, 构件的刚度降低越多, 再生混凝土梁的开裂弯矩与极限弯矩小于普通混凝土梁, 挠度和裂缝大于普通混凝土梁。

文献[2]通过试验探讨了再生混凝土梁的受剪特征, 试验结果表明, 再生混凝土梁在承受剪力时产生沿纵向钢筋的裂缝, 表明再生混凝土与钢筋的粘结较弱。文献[3]进行T再生混凝土试件的抗剪强度试验, 并与天然骨料试件的抗剪强度进行了比较, 试验结果表明, 再生骨料混凝土的抗剪强度能够满足混凝土的抗剪要求。文献[4]进行T再生混凝土作为后浇叠合层的半叠合U型截面梁的弯剪试验并得出结论, 叠合半预制再生混凝土梁完全满足上部结构的抗震性能要求。文献[5]对再生钢筋混凝土梁的抗剪承载力进行了研究, 试验梁考虑剪跨比和配筋率对12根钢筋再生混凝土梁的破坏形态和抗剪承载力的影响。研究表明, 用普通混凝土的设计方法设计的再生混凝土梁偏于不安全。

文献[6]研究了再生混凝柱的受压性能, 结果表明, 随着加载偏心距的增大, 再生混凝柱轴心受力同普通混凝柱相似, 具有明显的轴心受压破坏、小偏压破坏、界限压弯破坏以及大偏压破坏四种破坏状态, 其同普通混凝柱的受力及分析原理一致, 柱的破坏形态受骨料取代率影响小大。再生混凝柱压弯承载力偏低, 但仍然可以应用现行规范的计算公式进行设计。对于再生混凝柱的小偏心受压破坏, 试验结果的规律性并不明显。文献[7]对再生混凝土长柱的性能进行研究, 随着再生骨料取代率的增加, 混凝土长柱的抗震性能有所降低。其中全再生混凝土长柱与普通混凝土长柱相比, 承载力降低了7%、延性降低了3%、耗能降低了19%。

文献[7]对再生混凝土-框架剪力墙的抗震性能进行研究, 结果表明, 随着再生骨料取代率的增加, 再生混凝土框架的抗震性能有所降低。全再生骨料混凝土框架和下部普通混凝土上部再生混凝土框架相比, 其承载力降低了5%、延性降低了20%、耗能能力降低12%;随着再生骨料取代率的增加, 再生混凝土框架-剪力墙的抗震性能有所降低。全再生骨料混凝土框架-剪力墙和下部普通混凝土上部再生混凝土框架-剪力墙相比, 其承载力降低了7%、延性降低了3%、耗能能力降低了19%。

文献[8]对再生骨料混凝土与钢筋间的粘结、梁柱节点在反复荷载作用下的抗震性能进行了试验研究, 并与普通骨料混凝土进行比较分析。其试验结果表明, 对于相同的梁柱节点, 再生混凝土节点的耗能能力比天然骨料混凝土节点稍低, 而添加粉煤灰的再生骨料混凝土梁柱节点在最后两个循环的耗能能力要比参考混凝土梁柱节点高。

文献[9]对再生混凝土框架节点的抗震性能进行研究, 结果表明, 再生混凝土框架节点的破坏过程与普通混凝土节点类似, 随着再生粗骨料的加入, 再生混凝土节点的抗震性能有降低的趋势, 表现为抗剪承载能力降低、耗能能力降低, 延性减小。

文献[10]通过试验研究再生混凝土框架的抗震性能, 研究表明, 再生混凝土框架有较好的抗震性能, 随着再生骨料掺量的增加, 再生混凝土框架的抗震性能没有明显降低;填充墙和框架共同工作性能良好, 框架刚度和抵抗水平荷载的能力大大加强, 其变形和耗能能力较差, 同时填充墙对主体框架结构的影响应引起设计者重视。

3 再生钢管混凝土的研究

钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用, 即钢管对混凝土的约束作用使混凝土处于复杂应力状态之下, 从而使混凝土的强度得以提高, 延性性能也大大改善。同时, 由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲, 保证其材料性能的充分发挥。国内外对钢管混凝土的研究工作已取得显著成果, 己制订多部设计规程。

迄今为止, 国内外对于钢管再生混凝土的研究还比较少, 文献[11, 12]等研究了钢管约束再生混凝上构件的强度和变形能力, 并与钢管约束普通混凝上构件进行了比较, 再生混凝上的圆柱体抗压强度为17.2~47.9M Pa, 普通混凝上的强度21.4~49.7M Pa, 研究结果表明, 钢管约束再生混凝上的力学性能与钢管约束普通混凝土类似, 具有良好的延性, 但该类构件在刚度和承载力方面都表现出有所降低的趋势。

文献[13]通过对钢管再生混凝土轴压短柱以及2个钢管混凝土轴压短柱进行实验研究, 比较了钢管再生混凝土与钢管混凝的荷载-变形关系曲线和强度承载力关系, 采用数值方法计算了构件的荷载-变形曲线计算结果与试验结果吻合良好。

文献[14]对钢管再生混凝土轴压短柱的性能进行研究, 结果表明, 钢管再生混凝土短柱与普通混凝土短柱的破坏形态、荷载-位移曲线、应力-应变曲线基本相似, 钢管再生混凝土构件的承载力和刚度均低于相应普通钢管混凝土构件。

文献[15]通过20个薄壁钢管再生混凝土短柱的轴压试验, 分析了废弃混凝土的类型、废弃混凝土混合比、新旧混凝土强度差等因素对试件荷载-变形曲线的影响, 研究表明, 混合比相近时, 节段型钢管再生混合短柱的轴压承载力大于块体型钢管再生混合短柱;块体型钢管再生混合短柱的混合比在25~35%之间变化时, 其轴压承载力变化不大;节段型钢管再生混合短柱的混合比在35~50%之间变化时, 其轴压承载力变化不大。

文献[16]开展了17个钢管再生混合短柱的轴压试验, 建议了相应的轴压承载力计算公式。结果表明, 虽然采用了32~35%的废弃混凝土, 但钢管再生混合短柱的轴向受力性能几乎与全现浇钢管混凝土短柱相当。

4 结论与建议

再生混凝土发展及应用现状 第7篇

1 再生混凝土的概念和特性

废弃混凝土经过清洗、破碎、分级后按一定比例相互混合得到的骨料称为“再生骨料”(Recycled Aggregate),利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝

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骨料和足够的水分供应,三个条件同时存在的情况下才会发生,所以在气候干燥的地方,产生碱-骨料反应的几率比较少,但是碱能促进水泥的收缩开裂,造成混凝土结构物的劣化。“碱-骨料反应”会引起混凝土破坏。最早发生“碱-骨料反应”引起混凝土破坏的是在前苏联1931年建成的地涅伯河水电站,混凝土由于体积膨胀而引起破坏,最初认为是施工质量有问题而进行修复,但修复后十年又重新发生了严重破坏,最后才明确是由于“碱-骨料反应”引起的。美国、丹麦、加拿大、澳大利亚等国,也都发生过类似的工程事故。我国也发生过碱-骨料反应的质量事故。例如,建成于1984年的北京三元立交桥,1989年发现少量处于潮湿部位的混凝土柱、梁端发生膨胀性开裂,以后逐渐发展,到1993年盖梁已全部顺筋开裂。经取样做成测长试件,在温度38~40℃、湿度>90%条件下养护,半年残余膨胀率仍高达0.1%~0.2%。正因为碱-骨料反应有严重的危害性,因而国际上有人称碱-骨料反应为混凝土的癌症。百年大计,质量为本。管桩是重要的桩基材料,而且长期处于地下,地下环境复杂多变,地下水的腐蚀为碱骨料反应提供了条件之一“足够的水分供应”。因此,我们在选择原材料时以及在骨料、水泥产地及品牌规格有改变时有必要注重这一点,应坚持“碱-骨料反应”试验合格后再应用。

2.4混合材对混凝土和易性的影响

水泥中掺入混合材品种、性质和掺量不同,混凝土和易性以及与外加剂适应性也不相同。因此易泌水、流动度损失大的混合材与保水性好、流动度损失都较小的混合材搭配使用,可互相弥补,防止泌水、离析,提高混凝土和易性以及与外加剂适应性。如矿渣、钢渣、铜渣与粉煤灰、煤矸石搭配使用,也可取得较好的效果。广东许多管桩厂都使用硅酸盐水泥(PII),这种水泥用石灰石作混合材,能激发水泥早期强度发挥,对脱模强度有所保证。目前,国内也有一些管桩厂,使用多种掺合料搭配使用,改善了混凝土的性能,也收到了一定的效果和效益。

3结束语

水泥中影响混凝土及管桩的品质也是多方面的,在此,限于水平,只能拙谈以上几个方面。在未来的技术创新中,生产一种最能适应管桩生产的专用水泥,相信对管桩厂的品质控制是有一定帮助的,对行业来说,也是一种新的尝试。●

土被称为“再生骨料混凝土”(Recycled Aggregate Concrete),也叫再生混凝土(Regenerated Concrete)。一般而言,砂、石通常占混凝土总体积的75%以上,是混凝土的重要组成部分。骨料对混凝土不仅具有支撑作用,而且很大程度上决定着混凝土拌合物的性能和耐久性能。再生骨料与天然骨料相比,组成成分复杂,其中包含相当数量的硬化水泥石。众所周知,水泥石本身孔隙较大,在破碎过程中,其内部往往会产生大量的微裂缝。这些特性会导致再生骨料与天然骨料有较大差异。但也可以看出,水泥石本身经过长期水化后具有一定强度(采用一定的标准实验方法对不同强度的水泥石进行评定后分类筛选,从而可以获得高质量的再生骨料,并能有效满足中、低强度的建筑或基础构件使用)再加之普通混凝土的破坏往往是由于骨料与胶结料界面产生微裂缝而导致。因此,一般来说骨料并不发生明显的破坏。值得注意的一点,再生骨料能有效减少环境污染和负荷,较大增强了水泥和建筑产业的循环经济机制。利用再生混凝土多孔的特性作为吸音、保温隔热以及过滤等功能性材料也是非常值得探讨和研究的课题。

2 再生混凝土的基本性能

2.1 抗压强度

由于再生混凝土和天然骨料混凝土其骨料不同,所以它们强度随龄期的增长情况也不相同。相关试验表明:与天然骨料混凝土相比,同一水灰比的再生骨料混凝土的28d抗压强度约低15%,但其相差的幅度会随着龄期的增长而慢慢缩小。再生混凝土使用的是再生骨料。故再生混凝土的强度和所使用的废弃混凝土的强度有着紧密的联系。在同一水灰比的条件下,再生骨料强度越高再生混凝土的强度也就越高。一般建筑物所拆除下的废弃混凝土强度在C20左右,在水灰比为0.6并用再生骨料完全取代天然骨料时,其28d的抗压强度可达到23.5MPa。完全符合普通混凝土的强度要求。如果使用高强度的再生骨料,则可以配制高强混凝土。相关试验表明,如果用于生产再生骨料的废弃混凝土的强度达到40~60MPa并加入微细硅粉和高效减水剂则可配制出C70~C80的高强混凝土,尤其是在再生骨料与天然河砂搭配的情况下。

2.2 抗拉强度

再生混凝土的抗拉强度和它的抗压强度一样,随着龄期的增长而增长。而且再生混凝土的抗拉强度与天然骨料混凝土抗拉强度的差也随着龄期的增长而增大,到28d龄期后才基本不变。但如果在再生混凝土中掺加微细硅粉和高效减水剂则能够明显的提高其抗拉强度,尤其在28d龄期以后最为明显。

2.3 坍落度

再生混凝土的坍落度和起再生骨料所取代的比例有关,由于再生骨料比天然骨料的吸水率大,空隙多,表面粗糙度高,用浆量多。所以在相同水灰比的条件下再生混凝土中再生骨料所取代的比例越高其坍落度就越小。同时骨料表面粗糙,增大了拌和物在拌和与浇筑时的摩擦力。再生混凝土的坍落度还随水灰比的增大而增大,这和普通混凝土是一致的。而我们可以在再生混凝土中加入适量的粉煤灰或高效减水剂提高坍落度,同时可以保证有较好的保水性和粘聚性。

2.4 干缩性

干缩性是混凝土的重要指标之一。相关试验表明:再生混凝土的干缩性与它的骨料情况有很大关系。由于再生混凝土使用的是吸水率大,空隙率高的再生骨料。所以它的干缩性比天然骨料混凝土要大且其干缩的程度和干缩持续的时间随其再生骨料取代比例的增大而增大和加长。在再生骨料取代比例在50%以上时,其干缩时间持续时间比较长,但在50d龄期后干缩速率十分缓慢,干缩的增量也要小[4]。

2.5 用水量

再生骨料与天然骨料不同,所以再生混凝土的用水量也与天然骨料混凝土不同。再生骨料内部缺陷多,吸水率大。再者,再生骨料的表面粗糙度比天然骨料要高,因此配合比中的细骨料(砂率)较高,并随着再生骨料所取代比例的提高而增长。由于砂率较高,因此达到相同坍落度时,比天然骨料混凝土用水要多,且难以达到坍落性能良好[5]。

2.6 表观密度

再生骨料表面粗糙,摩擦阻力大,其混凝土难以振捣密实。再者再生骨料内部缺陷多,空隙率大。故随着混凝土中再生骨料的取代比例增大,混凝土的含气量增大,表观密度变小。此外,再生骨料与河砂、卵石等天然骨料相比比重小,再生骨料使用的比例愈高,混凝土的表观密度愈小。

3 再生混凝土的应用前景

相比普通混凝土,再生混凝土具有自重轻、孔隙率大、保温隔热性能好和透水性强及强度低的特点。当前再生骨料常用于道路工程垫层、素混凝土垫层、大体积混凝土、混凝土砌块砖等方面。通过一定的技术途径对再生骨料进行合理处理,也可以用来配制高性能混凝土从而广泛用于各种承重结构中。当前,对再生混凝土的应用还应从发展其优点并将其缺点转化成优点这一基本思想出发,提高废混凝土的利用价值。因而,鉴于再生混凝土的各种特点与普通混凝土相比有明显不同,可以针对再生混凝土的特点设计出相应的符合社会有关需求的产品。

3.1 透水、排水性混凝土

具有15%~30%连通孔隙的透水性混凝土与传统混凝土相比,具有透气性、透水性,将前者用于铺筑道路、广场、人行道路等,能够扩大城市的透水、透气面积,增加行人、行车的舒适性和安全性,减少交通噪音,对调节城市的温度和湿度,维持地下土壤的水位和生态平衡具有重要作用。

3.2 吸音混凝土

吸音混凝土是针对已经产生的噪音所采取隔音、吸音措施所制作的多孔混凝土。它是为了减少交通噪音而开发的,适用于机场、高速道路、高速铁路两侧,地铁等产生恒定噪音的场所,能明显地减低交通噪音,改善出行环境以及公共交通设施周围的居住环境[6]。

3.3 吸收有害气体混凝土

相同尺寸条件下,多孔混凝土的内外表面积大约是普通混凝土的500倍。将有害气体吸收材料注入多孔混凝土中,它能够有效地吸收空气中包括CO2,SOX以及NOx等特殊有害气体。这种吸收材料主要由无机物组成,它有着强大的离子交换能力[7]。

3.4 热储混凝土

热储混凝土是针对再生混凝土孔隙率高的特点所制作的多孔混凝土。适用于各种建(构)筑物的非承重结构。通过在较大孔中注入一定的相变含热材料,如石蜡。再经过一定的工艺处理就使混凝土起到一定的调温作用。

3.5 净化水质混凝土

大孔混凝土的孔隙率为5%~35%,并且其连通孔占15%~30%,如使用粒径5~13mm的碎石为骨料,且平均孔隙直径为1.82mm,并且孔隙弯弯曲曲,成为很好的过滤材料[8]。因此,可以通过设计和调节混凝土的孔隙率和平均孔隙直径来达到净化水质的目的。

3.6 自适应植被混凝土或绿化混凝土

清华大学材料系提出了自适应植被混凝土,即集智能化混凝土和植被混凝土双重特性的新型生态混凝土。该混凝土结构本身具备自适应、自供给特征,能适于植物生长的植被混凝土,属于生态混凝土的一种。自适应植被混凝土是具有自适应(自动适合植物生长的酸碱度和湿度)和自供给(结构内部提供植物生长所需的营养元素)特征,并具有工程所需强度的多孔混凝土[9]。绿化混凝土是指能够适应绿色植物生长、进行绿色植被的混凝土及其制品。绿化混凝土用于城市的道路两侧及中央隔离带,水边护坡,楼顶,停车场等部位。可以增加城市的空间,调节人们的生活情绪,同时能够吸收噪音和粉尘,对城市气候的生态平衡也起到积极作用,是与自然协调,具有环保意义的混凝土材料[6]。

3.7 海洋生物、淡水生物相容型混凝土

海洋生物、淡水生物相容型混凝土是将多孔混凝土设置在河、湖和海滨等水域,让陆生和水生小动物附着栖息在凹凸不平的表面或连续空隙内,通过相互作用或共生作用,形成食物链,为海洋生物和淡水生物生长提供良好条件,保护生态环境[9]。

4 结语

随着中心城市不断的发展,建筑垃圾所带来的环境问题也越来越严重。再生混凝土的研究和应已经成为了世界各国共同的研究课题。世界各国对再生混凝土的研究水平各不相同。日本、美国、德国等发达国家的研究起步早,发展快,已经进入了实际应用阶段。而我国在这个方面虽然已经取得了一定的成果,但仍处于实验室阶段。由于再生骨料与天然骨料的性质不同,故再生骨料混凝土与天然骨料混凝土的性能亦不相同。再生混凝土与天然骨料混凝土相比,其抗拉强度、抗压强度和坍落度都比较低,但如果改善生产工艺、配制方法、生产条件以及有针对性选择使用范围,则能有效弥补其缺陷,如在其配制过程中加入微细硅粉和高效减水剂,则其综合性能会有较大幅度的提高。而降低再生混凝土的使用要求和标准,并以大量使用再生混凝土为目的更是环境保护的基本目的所在。●

参考文献

[1]阿部道彦,建筑副产品的有效利用[J],土木施工(日),1995,36(13)。

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[8]冈本享久.ボーラスコンクリートの制造-物性-试验方法.コンクリート工学[J],1998,(3):16-20

再生混凝土的发展现状 第8篇

建筑业是我国国民经济的支柱产业, 它可以带动建材、化工、冶金、机械、运输等行业的发展, 近年来得到突飞猛进的发展, 建筑更新速度越来越快, 但是随之产生的建筑废弃物也越来越多, 因此, 开展以建筑废料生产再生骨料制备再生混凝土的新技术, 具有巨大的社会效益, 环境效益和经济效益, 其发展前景非常可观。再生骨料混凝土是指利用废弃混凝土破碎加工而成的再生骨料, 部分或全部的取代天然骨料制备而成的新混凝土, 近年来国内外再生混凝土技术的研究与开发得到很大的发展。

1 再生混凝土的工程应用现状

欧美及日本等国家和地区对再生混凝土的研究应用起步比较早, 20世纪50年代一些国家就对再生混凝土的处理及应用进行研究, 并取得了显著的成效, 有些国家甚至还采用立法的形式来保证此项目应用研究的发展[1,2]。

欧美国家中德国、英国、苏联、荷兰、丹麦、美国等国家对再生混凝土的研究比较早并制定了关于再生混凝土的一些标准。荷兰由于自然资源相对匮乏的原因, 对建筑废弃物的再生利用十分重视, 是最早开展再生骨料混凝土研究和应用的国家之一, 自1997年起, 规定禁止对建筑废弃物进行掩埋处理, 建筑废弃物的再利用率几乎达到了100%。同时荷兰制定了本国的再生骨料国家标准, 其中规定再生骨料取代天然骨料率按质量计为20%。德国目前生产的再生混凝土主要用于公路路面, 该国的钢筋混凝土委员会于1998年8月提出了“在混凝土中采用再生集料的应用指南”, 要求采用再生集料配制的混凝土必须完全符合普通混凝土的国家标准。德国的再生骨料技术标准, 将再生粗骨料分为4个等级, 并对再生骨料的最小密度、矿物成分、沥青含量、最大吸水率等做了详细规定。英国将再生粗骨料分为3个等级, 并指出再生粗骨料中掺加天然骨料会改善再生骨料的性能。丹麦是建筑废弃物有效利用技术比较成熟的国家, 1989年10月, 丹麦混凝土协会制定了再生骨料技术标准, 将再生粗骨料分为2个等级, 并对再生骨料的饱和面干表观密度、轻骨料含量、杂质含量以及粒度分布等做了详细规定。

亚洲国家中日本和韩国对再生混凝土的研究应用比较早。日本十分重视废旧混凝土的再生资源化和有效利用, 对再生混凝土的研究始于20世纪70年代, 并于2005年制定了《混凝土用再生骨料H》 (高品质) 的国家标准 (JIS A5021) 、于2006年制定了《使用再生骨料L的混凝土》 (低品质) 的国家标准 (JIS A5023) 、于2007年制定了《使用再生骨料M的混凝土》 (中品质) 的国家标准 (JIS A5022) , 为再生骨料的推广应用提供了必要的技术支持和技术保障。

我国再生混凝土应用研究起步较晚, 国内再生骨料的应用还处于试验、谨慎使用阶段, 技术应用上缺乏较完善的再生混凝土技术规程。目前, 国内数十家大学和研究机构都开展了再生混凝土的研究工作并已逐渐深入。同济大学等高校开展了将混凝土废弃物用于道路工程基层、面层、土基及防护工程的研究, 并在河南、湖北等地的旧路改造中进行了现场试验研究, 在同济大学校内用水泥混凝土废弃物加工料建设了一条道路, 昆明理工大学在新校区的建设中利用废弃混凝土铺设道路[3]。

2 再生混凝土的性能

2.1 再生混凝土的基本力学性能

由于制备再生骨料的原始混凝土在使用过程中在荷载、温度、环境等得作用下, 其内部结构发生变化, 同时再生骨料在加工过程中收到碾压, 使得再生骨料的内部结构较天然骨料更加复杂, 因此, 普通混凝土和再生骨料混凝土的物理力学性能有很大的差别。国内外对再生混凝土基本力学性能的做了较多研究, 但是由于不同的研究者用于制备再生骨料的旧混凝土强度等级、使用环境、碳化程度不一致, 而且再生骨料的加工工艺也存在着差别, 导致得出来的结论大部分有一定的差别。

2.1.1 抗压性能

肖建庄[4]、Buck[5]等均发现再生混凝土的抗压强度随龄期的发展规律与普通混凝土类似。其中肖建庄[4]还指出再生混凝土在早期抗压强度增长较多, 其原因可能是再生骨料在拌合过程中吸收的一部分拌合水会随着水泥水化的进行释放出来, 保证再生混凝土在较长时间内保持一定的湿度。再生混凝土抗压强度低于同配合比的普通混凝土, 同时再生骨料的取代率对再生混凝土的抗压强度影响也很大, 再生混凝土的抗压强度随再生骨料的取代率的增加而降低, 马彦飞等[6]的试验发现当再生骨料的取代率从25%增加到100%时, 再生混凝土的28d抗压强度较同配合比的普通混凝土降低15%~30%。适量掺量的粉煤灰可提高再生混凝土的抗压强度, 王武祥等[7]研究表明粉煤灰在一定范围内可以提高再生混凝土的抗压强度, 不同组成不同配合比再生混凝土存在各自适宜的粉煤灰掺量。水灰比对再生混凝土的强度影响很明显, 随着水灰比的增加, 再生混凝土的抗压强度降低。

2.1.2 抗拉性能

再生混凝土的抗拉强度较同配合比的普通混凝土低, 而且随取代率的增加而减少。Ravindrarajah等[8]发现再生混凝土的抗拉强度较同配合比的普通混凝土低10%。周辉等[9]发现再生混凝土的劈裂抗拉强度随再生粗骨料取代率的增长而降低, 且混凝土结构设计中规程中的劈裂抗拉强度关系式不适合再生混凝土。

2.1.3 抗折性能

同配合比的再生混凝土的抗折强度低于普通混凝土的抗折强度。肖建庄等[10]从再生骨料取代率分别为0、30%、50%、70%、100%时的再生混凝土棱柱体试块的抗折试验中得出与普通混凝土相比, 再生混凝土的抗折强度低很多。Mandal等[11]的试验结果表明, 再生混凝土各龄期的抗折强度均低于普通混凝土, 平均低12%。

2.2 再生混凝土的耐久性

2.2.1 抗冻性

再生集料很容易吸水饱和, 10分钟可达饱和程度的85%以上, 30分钟可达饱和程度的95%左右, 因而再生粗集料容易先于新水泥基体发生冻融破坏, 成为再生混凝土抗冻性能的薄弱环节导致再生混凝土的抗冻性能明显低于普通混凝土。再生混凝土受冻前的养护条件和养护龄期对抗冻性影响很大, 再生混凝土在受冻前需要养护较长时间才能使后期强度不受影响, 覃银辉等[12]对再生混凝土的抗冻性能研究表明预养龄期对再生混凝土的受冻有利, 即预养护龄期越长, 后期强度越高。掺加引气剂改善再生混凝土的性能有明显的效果。降低水灰比, 掺加掺合料以细化混凝土内部的孔结构, 减少再生粗集料最大粒径及再生集料的强化, 均能提高再生混凝土的抗冻性能。

2.2.2 抗渗性

再生集料在破碎过程中产生的裂缝及其表面老水泥砂浆的孔隙大大增加了再生混凝土的孔隙率, 从而增大其渗透能力, 所以再生混凝土的抗渗性能低于同配比的普通混凝土, 而且再生混凝土的抗渗性能随着再生集料的取代率的增大而降低。混凝土的抗渗透性能与其孔隙率或密实度直接相关, 因而提高混凝土密实度的方法均可以起到改善其抗渗性的效果。张李黎等[13]通过试验研究发现再生混凝土的抗渗性能随着水灰比的增大而降低, 随强度的增大而增大。掺加适量的矿物掺合料及外加剂 (减水剂、引气剂等) 对再生集料进行改性处理均可以提高再生混凝土的抗渗性能。

2.2.3 抗碳化性

再生混凝土的抗碳化性能跟抗渗性有相关性, 特别是抗气渗性, 随着再生骨料的取代率的增加, 再生混凝土的抗渗性能降低, 再生混凝土的碳化深度增大, 主要原因是再生骨料的表面较为粗糙, 孔隙较多, 密度较天然骨料低, 随着再生骨料取代率的增加, 再生混凝土的密实度降低, 抗气渗性下降, CO2扩散速度加快, 碳化深度也就越大。同理, 再生混凝土的抗碳化性随水灰比增大而增加。孙浩[14]研究发现掺加矿渣粉, 钢渣粉可以减少碳化深度, 但掺量不宜过大 (矿渣粉掺量不大于30%, 钢渣粉的掺量不大于10%) 。

2.3 再生混凝土的工作性能

混凝土的工作性能用和易性来表征, 和易性直接影响到混凝土搅拌、运输、浇注、捣实等施工作业, 关系到能否获得质量均匀和密实的混凝土。和易性为一综合技术性能, 包含流动性、黏聚性、保水性三方面的含义。再生骨料比天然骨料吸水率大、孔隙多、表面较为粗糙, 而且再生骨料含有大量的旧的水泥砂浆导致再生混凝土中砂浆含量多, 从而导致再生混凝土的流动性较同配合比的普通混凝土差, 保水性和黏聚性比同配合比的普通混凝土好。马静[15]通过对不同取代率再生骨料混凝土的和易性的研究中发现随着再生骨料取代率增大, 新拌混凝土的流动性变得越来越差, 而此时的混凝土的黏聚性变得越来越好;适量的减水剂可以增强混凝土的流动性。

3 再生混凝土的发展趋势

再生混凝土的发展现状 第9篇

【关键词】沥青；混凝土；路面；冷再生；技术；应用

沥青混凝土路面冷再生技术是将旧沥青混凝土路面材料，包括面层和部分基层材料经破碎加工后进行重复利用，根据再生后结构层的结构特征适当加入新骨料或细集料，按比例加入一定量的外掺剂（如水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青或乳化沥青等）和适量的水，在自然环境温度下连续完成材料的铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺及压实成型，重新形成具有所需承载能力结构层的一种工艺方法。

1.沥青混凝土路面冷再生工作原理

冷再生施工技术是一种新的路面修复技术，是路面修复方式的变革，目前越来越受到重视。其工作原理如下：在旧沥青路面的基层、面层中加入一定规格、数量的新集料、稳定剂、水，然后按照施工要求和路面修复的厚度要求，使用冷再生机设备对材料进行破碎处理，并就地对所有的原材料进行拌和、整形、碾压，然后对路面进行养生，使其达到新建路面基层或者底基层的技术要求，从而实现对路面的修复，为车辆通行创造良好的条件。

2.沥青混凝土路面现场冷再生的反应机理

沥青混凝土路面是由级配矿料和沥青组成的具有一定密实度的板体结构，由沥青将矿料粘结成整体。沥青混凝土路面自交付使用后，经受各种自然因素及行车荷载的重复作用，逐渐脆硬老化、疲劳开裂，直至路面破坏。对旧沥青混凝土路面材料进行抽提试验，经化学分析表明：沥青中油份减少，而沥青质及胶质增多，导致沥青结合料脆硬性增强。其路用性能表现为：沥青针入度减小，软化点升高，延度降低；而矿料成分除受长期荷载作用变碎、变细以外，没有其他变化。

经铣刨破碎的沥青混凝土路面材料，如果具有合适的级配，当掺入外加剂加水均匀拌和后，发生一系列物理化学反应，经碾压成型养生后可形成与水泥土、二灰稳定碎石及水泥稳定碎石等半刚性基层性质类似的基层材料。冷再生碎石料与施工中常用的矿料不尽相同，冷再生料中除含有沥青碎屑外，矿料外壳还有部分沥青膜，因此其在结构层中的受力情况与碎石也不尽相同，如何界定该结构层的力学特性，通过对采用相同级配的水泥稳定碎石、冷再生基层混合料及与旧沥青混凝土路面油石比相同的沥青混合料的抗压回弹变形试验可以得出结论：冷再生基层混合料的回弹变形比水泥稳定碎石和沥青混合料的回弹变形都大。沥青混凝土路面冷再生基层材料是处于半刚性与柔性材料之间的一种混合料，它具备两种材料的各自优点，这是由它本身的材料构成所决定的。由于裹覆矿料的沥青膜的模量远远低于矿料的模量，根据冷再生混合料的组成可以看出，如果把裹覆沥青的矿料颗粒作为一个复合单元和一个整体看，该复合单元的刚度小于原矿料颗粒的刚度，且裹覆沥青的矿料颗粒越多，则该复合单元的刚度就越小，且刚度的降低与原沥青混凝土路面面层厚度及沥青含量成正比。

3.冷再生混合料配合比设计

冷再生混合料配合比设计必须要涉及以下几个方面，如有代表性旧路样品的获取、回收混合料组成及性能必须由实验室确定、新集料添加的规格与用量的确定、新添稳定剂等级及用量的选择，拌合前含水量的确定、混合料性能试验要在养生初期与完成后进行及最佳配合比的确定。

4.沥青混凝土路面冷再生施工准备

4.1 施工准备

沥青混凝土路面施工前，必须调查旧路结构状况，沥青混凝土旧路路面冷再生是利用旧路沥青混凝土及上基层经破碎加入水泥均匀拌和，在最佳含水量条件下碾压获得的半刚性结构。在旧路弯沉检测过程中，可以对旧路的承载力进行充分了解。为对旧路沥青层的厚度、基层材料及基层厚度等方面进行准确确定，可以通过现场冷再生技术对旧路结构材料进行破碎取样，以此对结构强度进行掌握。为对添加剂的类型及用量多少进行确定，必须详细分析旧路结构材料的土质。

4.2机具准备

沥青混凝土路面施工前，必须确保机械设备充足并符合施工要求，目前沥青混凝土路面冷再生施工中主要应用的机具有冷再生机、平地机、自行式洒水车、运送水泥车、单钢轮振动压路机及推土机等。

4.3材料准备

冷再生结构的骨料与填充料主要是经破碎旧路面沥青混凝土面层及上基层所得的混合料，骨料质量在4.75mm 以上的应在47%-67%范围内，如无法满足这一要求，必须选用合理地措施进行骨料及填充料用量的增减，在选用水泥过程中，可以选用强度等级为32.5级的路用普通硅酸盐水泥。水选用饮用水即可。

5.沥青混凝土路面冷再生施工工艺

5.1路面清理

冷再生施工技术应用前必须清理干净旧路路面，将路面杂物清除干净，将旧路侧石拆除，依据设计要求由测量人员进行高程测量标线，保证铣刨宽度与高度符合施工规定。施工前期必须将施工路段的交通封闭，严禁除施工车辆外其他车辆的通行。

5.2撒布水泥

依据水泥用量、路面再生厚度等指标，进行石灰方格的撒布，以此对水泥用量进行确定。由于施工现场会产生多种损耗现象，在水泥用量确定过程中必须遵循施工设计要求增加15%左右的用量并加以控制。水泥撒布施工中必须确保其均匀度，不能出现厚薄不均现象，同时将撒布长度控制在再生机具前端60mm的距离。

5.3 铣刨拌和

再生机具有铣刨拌和的作用，其拌和幅宽较长，拌和压实厚度通常控制在18cm左右，在沥青混凝土旧路路面施工中，再生機行驶速度必须进行严格控制，通常控制在5m/min，破碎沥青混凝土最大粒径一般会合理空载在30mm以下。在水泥初凝前必须结束碾压工作，应将单幅拌和长度在小于200m的范围进行控制。两幅拌和结束后进行稳压施工，选用振动压路机时应将振动关闭进行一遍稳压作业，在选用平地机进行整平机碾压施工，由再生机机载电脑对拌和过程的加水量进行合理控制。

5.4整平及碾压

利用推土机进行粗略找平施工并进行排压，确保其均匀度，随后利用平地机进行细致找平作用，直至达到设计要求，同时注意横坡及平整度要与相关规范需求相符合。刮平作业要选用平地机进行施工，在施工前要求对全幅再生材料进行均匀压实。基于再生机后轮胎行走在再生材料的表面，轮迹部位的材料会存在压实现象，但位于两轮之间的材料还没有碾压到，基于此早刮平施工前，为避免出现压实差应先进行压实作业"在压路机施工中，细粒级配材料中部分具有较低塑性的材料极易出现剪切破坏的现象，甚至出现横向位移的情况，为对这种材料进行有效压实，必须对用水量进行良好控制。最后刮平施工要选用平地机进行施工，在施工时特别注意不能将刮片落在低凹路段，因为这些刮片和下部材料之间不存在黏结性质。在碾压施工前要对含水量进行检测，确保其含水量符合施工要求，碾压作业中如遇到冷再生表面风干等情况，必须进行适量的洒水作业。

6.结语

沥青混凝土路面冷再生技术的实施，要做好原路况的调查研究，从社会和经济发展的角度做好结构设计，选取适当的添加济及用量。施工实践中要注意总结经验，控制级配及添加济用量，加强各工序之间的衔接，严把施工关键环节。通过近年来的施工实践，我们认为沥青混凝土路面冷再生工艺作为一项新的路面施工技术，具有施工简便、节约材料、缩短工期、减少环境污染，适用范围广、降低工程造价等优点，值得在工程建设中推广。 [科]

【参考文献】

[1]刘芳，郝攀.沥青路面再生技术的特点及发展概况[J].交通标准化， 2010（13）.

[2]蔡明智.地冷再生技术的应用与质量控制[J].交通标准化，2010（13）.

再生混凝土耐久性研究现状分析 第10篇

关键词：再生混凝土,耐久性,钢筋锈蚀

混凝土结构建筑物因使用年限期满或老化而被拆除、市政工程的动迁及重大基础设施的改造、商品混凝土和预制构件厂由于质量控制或调度不当等原因都会产生大量的废弃混凝土。据资料报道[1],美国每年大约产生6 000万t废弃混凝土;欧洲每年有16 200万t废弃混凝土产生;日本每年约有1 600万t废弃混凝土;德国每年拆除产生的废弃混凝土约为0.3 t/人。目前,我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾的30%～40%,这些建筑垃圾中又有50%～60%为废弃混凝土,据初步统计,每年我国废弃混凝土的数量约在4 000万t以上。

另一方面,作为目前工程应用量最大的建筑材料,混凝土的生产需要大量的天然砂石骨料,生产1 m3混凝土大约需要1 700 kg～2 000 kg的砂石骨料。据中国混凝土网不完全统计,2006年中国商品混凝土产量已接近4.76亿m3,砂石骨料消耗量大约为8亿t～9.5亿t。如此巨大的砂石骨料需求必然导致大量的开山采石,最终会导致生态环境的破坏。

为解决这些问题,我们必须改变传统的混凝土生产方式,将混凝土的生产方式转变到一个可持续发展的轨道上来。废弃的混凝土块经破碎、分级并按一定的比例混合后形成的骨料称为再生骨料。利用再生骨料部分或全部代替天然骨料配制的混凝土称为再生骨料混凝土,简称为再生混凝土[2]。再生混凝土不仅减少了废弃混凝土对城市的环境污染,而且还可以节省大量的天然骨料资源。因此,从节约资源、走可持续发展道路、发展生态建筑的角度考虑,对再生混凝土的研究和利用具有重要意义。

1 再生骨料生产工艺、骨料性能及再生混凝土基本力学性能的研究

和普通混凝土相比,再生混凝土的特点是使用由废弃混凝土制成的再生骨料,因此再生混凝土早期的研究主要集中于再生骨料的生产工艺、骨料性能和再生混凝土基本力学性能的研究上。目前较成熟的再生骨料生产工艺主要有日本、俄罗斯和德国的生产工艺[3,4],同济大学肖建庄教授在参考国外技术的基础上对中国再生骨料的生产工艺提出了建议[4]。在骨料性能的研究中,Topcu[5,6]的研究表明,与天然骨料相比,再生骨料具有孔隙率较高、密度较小、吸水性增强和骨料强度较低等特点;柯国军等[7]的研究发现,当再生骨料的替代率为0%～60%时,其坍落度与基准混凝土基本相同,坍落度损失不大,不会给混凝土施工带来困难,主要原因是再生骨料用量较少,吸水量也较少;当取代率超过70%时,再生混凝土的坍落度明显降低。Hansen[8]通过和普通混凝土的对比试验表明,随着基体混凝土强度降低,再生混凝土的强度呈下降趋势。但对于不同强度等级的再生混凝土,再生骨料对其强度的影响不同:配制高强再生混凝土时,再生骨料的性能对再生混凝土的强度影响最大;配制中等强度再生混凝土时,影响程度次之;配制低强度的再生混凝土时,再生骨料对其强度的影响最小。在再生混凝土的成型方面,Tam[9]等提出的两阶段配制法(Two-Stage Mixing Approach,TSMA),可在再生混凝土粗骨料取代天然粗骨料达50%～70%的较高水准下,使再生混凝土获得满意的性能。

从以上所查到的文献可以看出,再生骨料生产工艺、再生骨料性能和再生混凝土基本力学性能的研究已经比较深入,这些研究结论表明:通过合理的配合比设计,再生混凝土的强度能与普通混凝土相差不大。因此,在合理设计的混凝土承重构件与结构中,使用再生混凝土是可行的。

2 再生混凝土耐久性基本指标的研究

再生骨料的孔隙率大于天然骨料,使得再生混凝土的孔隙率与同水灰比的普通混凝土相比会有较大的增加,因此在抗碳化、抗氯离子侵蚀及抗冻性等耐久性基本指标方面,再生混凝土和普通混凝土有着一定的差别。Otsuki[10]的试验结果是随水灰比的增加,再生混凝土的碳化深度增大。Ryu[11]的试验得出,再生粗骨料的性能对碳化深度的影响很小。雷斌[12]的试验表明,再生混凝土的碳化性能不仅受新砂浆的影响,而且还受再生粗骨料取代率及其自身强度的影响,矿物掺合料取代水泥使得再生混凝土的碳化深度增大,应力水平对再生混凝土碳化过程产生重大影响。孙浩[13]的试验得出,再生混凝土的抗气渗性和抗碳化性能之间具有一定的相关性,但两者均较普通混凝土差;通过加入矿物掺合料,再生混凝土的抗气渗性和抗碳化性能均可得到改善。

肖开涛[14]通过试验对再生混凝土的抗氯离子渗透性能进行了研究,研究表明再生混凝土抗氯离子渗透性能随再生骨料取代率的增加而降低。另外他们的试验还表明减小水灰比、掺加适量矿物掺合料(如粉煤灰、矿渣粉、硅粉等)及外加剂(减水剂、界面改性剂等)、对再生骨料进行改性处理以及采用蒸汽养护等均可以提高再生混凝土抗渗性能,达到甚至超过普通混凝土的抗渗水平。同时Otsuki[10]的试验还表明,采用二次搅拌工艺,可以使再生混凝土抗氯离子渗透性能提高22.7%。

再生混凝土抗冻性方面,Salem[15],Gokce[16],张雷顺[17]和王军强[18]等都对再生混凝土进行了冻融试验,并在试验后对再生混凝土试块进行显微分析,结果表明:微观裂缝首先集中于再生粗集料的附着砂浆,进而诱发其周围新砂浆中生成裂缝,经过次数不多的冻融循环之后裂缝便在新砂浆中相互贯通,最终导致试块冻融破坏。

这些资料表明目前再生混凝土抗碳化、抗氯离子渗透性和抗冻性等耐久性基本性能已被越来越多的学者所重视。但从研究的成果来看,目前此方面的研究还基本停留在定性研究的阶段,可以应用于实际工程的预测再生混凝土耐久性相关性能的物理模型还需进一步研究。

3 钢筋再生混凝土结构中钢筋锈蚀速率的研究

对于普通钢筋混凝土结构而言,混凝土内钢筋锈蚀可以引起混凝土保护层的开裂、钢筋混凝土粘结性能下降,从而引起混凝土结构的破坏。由于钢筋锈蚀而引起的混凝土耐久性不足所造成的巨大经济损失已被人们所重视,而成为混凝土耐久性研究领域中的研究热点[19,20]。随着越来越多钢筋再生混凝土结构的应用,为避免和普通混凝土一样出现由于钢筋锈蚀而引起的耐久性不足问题,钢筋再生混凝土结构中钢筋锈蚀速率的研究也成为必然。但从和再生混凝土相关的研究文献中,目前还没有查到关于钢筋再生混凝土结构中钢筋锈蚀问题的研究成果。

4 结语