淺析再生混凝土國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

孫偉

摘要：再生混凝土對(duì)生態(tài)環(huán)境是一種貢獻(xiàn)，也是對(duì)混凝土技術(shù)一種革新，符合我們這個(gè)時(shí)代的要求，具有很好的社會(huì)環(huán)境效益，再生混凝土倡導(dǎo)的理念不僅適用于本身，而且還適用于其他不可再生材料的生產(chǎn)。再生混凝土完全可以用于一般混凝土結(jié)構(gòu)之中。

關(guān)鍵詞：再生混凝土；國(guó)內(nèi)外；研究現(xiàn)狀

引言

傳統(tǒng)的建筑材料生產(chǎn)和使用造成資源的過(guò)度消耗、能源短缺和環(huán)境污染等嚴(yán)重的問(wèn)題，水泥和混凝土是導(dǎo)致這些問(wèn)題的重要原因。水泥混凝土結(jié)構(gòu)通常只有幾十年的生命周期，在這些結(jié)構(gòu)完成其使用功能后，舊混凝土就會(huì)被廢棄。世界上每年拆除的廢舊混凝土、建筑產(chǎn)生的廢棄混凝土、混凝土預(yù)制構(gòu)件廠排放的混凝土以及在生產(chǎn)砌塊過(guò)程中產(chǎn)生的大量不符合標(biāo)準(zhǔn)的砌塊均會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾。建筑垃圾主要成分為固體廢棄物，包括廢混凝土塊、瀝青混凝土塊、施工過(guò)程中散落的砂漿和混凝土、碎磚渣、金屬、竹木材、裝飾裝修產(chǎn)生的廢料、各種包裝材料和其它廢棄物等。其中混凝土和砂漿所占比例最大，約占總量的30%～50%。目前我國(guó)建筑垃圾數(shù)量占城市垃圾總量的30%～40%[1]。建筑垃圾中含有大量廢棄混凝土，歐共體廢棄混凝土的排放量從1980年的5500萬(wàn)噸增長(zhǎng)到目前的16200萬(wàn)噸[2]。顯然廢棄混凝土的排放量隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高在穩(wěn)步增長(zhǎng)。

1國(guó)外研究現(xiàn)狀

Gupta研究了再生混凝土的抗壓強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系，結(jié)果顯示，當(dāng)水灰比較低時(shí)，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度低于普通混凝土；當(dāng)水灰比較高時(shí)，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度反而高于普通混凝土。

TopcuI.B等通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)按普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)時(shí)，再生混凝土的用水量比普通混凝土大。試驗(yàn)表明，用再生骨料作為粗骨料、天然砂作為細(xì)骨料的再生混凝土，當(dāng)采用基準(zhǔn)混凝土配合比時(shí)，用水量需增加5%左右；若再生混凝土的粗細(xì)骨料均采用再生骨料時(shí)，用水增加量為15%。

Rajkumar B.的研究表明在用水量相同的情況下，與基體天然骨料混凝土相比，再生混凝土的坍落度減小，流動(dòng)性變差，而粘聚性和保水性增強(qiáng)，但若在再生骨料配合比設(shè)計(jì)中，用再生骨料只替代部分天然骨料以及摻加粉煤灰、礦渣等外摻料與外加劑可以改善再生混凝土的和易性。

Ravindrarajah和Tam的試驗(yàn)結(jié)果表明在立方體抗壓強(qiáng)度相同時(shí)，再生混凝土的彈性模量大約為基準(zhǔn)混凝土的70%。

Jose M.V.和Gomez-Soberon在研究再生粗骨料取代率（0、15%、30%、60%、100%）對(duì)彈性模量的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)再生粗骨料取代率為60%時(shí)，再生混凝土彈性模量下降最多，達(dá)21%以上。其次是再生粗骨料取代率為100%時(shí)，彈性模量較之稍微有所增加。但在各種取代率下再生混凝土彈性模量都比基準(zhǔn)混凝土的低。

Hansen和Namd[5]的試驗(yàn)研究總結(jié)出高、中、低三個(gè)強(qiáng)度系列中再生混凝土與普通混凝土強(qiáng)度的關(guān)系，即隨著基體混凝土強(qiáng)度的降低，再生混凝土的強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)，并且影響的程度也對(duì)應(yīng)減小。C.S.Poon等通過(guò)試驗(yàn)研究得出：采用高強(qiáng)基體混凝土配制的再生混凝土強(qiáng)度與普通混凝土的強(qiáng)度相同。

2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

東南大學(xué)的張亞梅、秦鴻根等四通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，為了使再生混凝土的強(qiáng)度和工作性能同時(shí)滿足要求，進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，在以普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法為基準(zhǔn)的同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行再生骨料預(yù)吸水處理，并摻入粉煤灰、減水劑或工者復(fù)合使用。

湘潭大學(xué)的張學(xué)兵建立了再生混凝土單位體積用水量的計(jì)算公式，并對(duì)粗骨料再生混凝土單位體積用水量進(jìn)行了試驗(yàn)分析，總結(jié)歸納了再生混凝土配合比設(shè)計(jì)方法，并與普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了比較。

南京航空航天大學(xué)的蔣業(yè)浩在參照普通混凝土配合比設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了再生混凝土配合比的設(shè)計(jì)方法和步驟，并提出設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度為20、25、30和35MPa再生混凝土的計(jì)算配合比。

華北水利水電學(xué)院邢振賢的研究表明再生混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓彈性模量、抗拉彈性模量都隨廢棄混凝土的用量增加而降低，說(shuō)明再生混凝土的脆性降低、韌性增加。

南京航天航空大學(xué)的蔣業(yè)浩的試驗(yàn)成果表明：只要再生混凝土配制過(guò)程中砂率和再生骨料替代率控制在適當(dāng)范圍內(nèi)，再生混凝土和易性能夠滿足實(shí)際工程需要。

天津城市建設(shè)學(xué)院的王雪婷等通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)再生混凝土應(yīng)力—應(yīng)變曲線除曲線各特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值不同外，再生混凝土與普通混凝土的應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)€形狀基本相似。

同濟(jì)大學(xué)肖建莊等通過(guò)對(duì)264塊再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試塊進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)除了替代率為50%的再生混凝土外，其它再生混凝土強(qiáng)度較普通混凝土均有降低，但再生混凝土的破壞過(guò)程和破壞模式相似。此外，還進(jìn)行了5組再生混凝土棱柱體試件單軸直接拉伸試驗(yàn)，結(jié)果表明在受拉過(guò)程中，再生混凝士與普通混凝土在破壞前均經(jīng)歷了彈性和非彈性兩個(gè)階段，但再生混凝土的抗拉強(qiáng)度較普通混凝土相比有一定程度的降低。這與國(guó)外Ikeda等人的研究結(jié)論相似。

3發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)于再生混凝土，若能通過(guò)摻加活性超細(xì)礦物粉（如粉煤灰、高爐礦渣、硅粉、氟石粉等）和高效減水劑等外加劑，通過(guò)一定的技術(shù)途徑對(duì)再生骨料進(jìn)行改性，制成強(qiáng)度高、耐久性好的高性能綠色混凝土，從而廣泛應(yīng)用于承重結(jié)構(gòu)中，這將會(huì)有更為明顯的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，這是今后應(yīng)進(jìn)一步研究的課題。