淺談再生混凝土在新疆的研究進(jìn)展

馮 哲，虎東霞

（新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院道路橋梁工程學(xué)院，烏魯木齊 831401）

隨著城市建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，混凝土需求急劇增加，而在混凝土的原材料中，骨料的用量最多。當(dāng)前，砂石等不可再生資源日益枯竭，而舊建筑物的大量拆除，產(chǎn)生了大量建筑垃圾。因此，將拆除的混凝土破碎、清洗、篩選后，代替天然集料用于制造再生骨料混凝土，能夠有效地實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)再利用，對解決混凝土材料的嚴(yán)重匱乏問題、保護(hù)資源與環(huán)境等具有重大意義。

當(dāng)前，“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略和“一帶一路”倡議正在持續(xù)推進(jìn)，新疆正處于大建設(shè)、大發(fā)展階段，城市化進(jìn)程速度加快，大量建筑被拆除，產(chǎn)生了大量廢棄混凝土[1]。2012年，烏魯木齊市廢棄混凝土產(chǎn)量已達(dá)到600萬t，由此可見新疆廢棄混凝土產(chǎn)量較大。目前，如何處理如此大量堆放的廢棄混凝土，實(shí)現(xiàn)廢棄混凝土的回收利用，選擇既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的處理方法仍舊是一個(gè)難題[2]。作為一種新型技術(shù)，再生混凝土技術(shù)既可以解決大量混凝土拆除堆棄而導(dǎo)致的環(huán)境問題，又可以減少不可再生資源的大量使用，值得廣泛推廣和應(yīng)用。該技術(shù)在新疆也被逐漸重視起來，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 國內(nèi)外再生混凝土研究現(xiàn)狀

1.1 國外研究現(xiàn)狀

國外關(guān)于再生混凝土的研究較早，目前已經(jīng)編制了關(guān)于再生混凝土的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。德國、美國、日本等發(fā)達(dá)國家早在20世紀(jì)已經(jīng)開始將再生骨料應(yīng)用于實(shí)際工程中，在再生混凝土的研究和應(yīng)用方面較為領(lǐng)先[3]。德國對廢棄混凝土的利用相對較早，進(jìn)行了大量的性能試驗(yàn)，是最早對廢棄混凝土進(jìn)行再利用的國家之一，但大部分應(yīng)用在公路路基材料中[4]。美國也十分重視再生混凝土的應(yīng)用研究，高校和科研機(jī)構(gòu)對再生混凝土的性能進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，取得了一定的研究進(jìn)展，已經(jīng)發(fā)布了成熟的條文規(guī)范。目前，再生混凝土已被廣泛應(yīng)用于高速公路施工中[5]。

日本由于資源有限，十分重視廢棄混凝土的回收利用，大量利用廢棄混凝土，處理廢棄混凝土工廠規(guī)模達(dá)到了100 t/h，已經(jīng)形成規(guī)模化生產(chǎn)。日本再生混凝土主要用于公路路基材料中，但作為再生骨料使用比例相對較低。韓國已經(jīng)將再生骨料投入生產(chǎn)，再生骨料按用途主要分為兩類，用于鋪路的普通骨料和用于制備再生混凝土的優(yōu)質(zhì)骨料。目前，韓國已經(jīng)掌握從廢棄混凝土中分離水泥的方法，通過了相關(guān)專利申請[6]。

1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

雖然我國對再生混凝土的應(yīng)用研究相對較晚，但在再生骨料性能的研究方面仍取得了一些成果。肖建莊等對不同來源再生混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)研究，但其根據(jù)原混凝土的強(qiáng)度等級來劃分，而常見的廢混凝土大多根據(jù)用途的不同來劃分[7]。目前，很多高校和科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)對再生混凝土開展研究，主要集中在材料性能方面，對結(jié)構(gòu)性能的研究較少，對于再生混凝土的實(shí)際應(yīng)用研究仍處于試驗(yàn)階段，其主要應(yīng)用于改建和重建的簡單項(xiàng)目中[8]。

國內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)相互獨(dú)立，各研究機(jī)構(gòu)自成體系，聯(lián)系合作不夠緊密，再生混凝土基本物理性能研究相對欠缺。此外，由于不同地區(qū)的再生骨料所處水文地質(zhì)環(huán)境不同，其性能亦不相同，再生混凝土性能存在區(qū)域差異。地方技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)也相對缺乏[9]。所以，高校和研究機(jī)構(gòu)要對再生混凝土進(jìn)行深入研究，使其可以早日應(yīng)用于實(shí)際工程中。

目前，可參照的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾種?！对偕橇蠎?yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T240-2011）是由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2011年12月頒布的，為再生骨料和再生混凝土的制備提供了材料層面的技術(shù)依據(jù)。上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《再生混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（DG/TJ08-2018-2007）由同濟(jì)大學(xué)肖建莊教授主編，該規(guī)程涉及了部分再生混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法。北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《再生混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（DB11/T803-2011）由北京工業(yè)大學(xué)曹萬林教授主編[10]。

1.3 新疆地區(qū)研究現(xiàn)狀

隨著再生混凝土價(jià)值的日益凸顯，新疆高校也參與到對再生混凝土應(yīng)用的研究中，目前其研究處于起步階段。在新疆，目前僅有新疆大學(xué)對再生混凝土的性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，取得了一些研究成果。秦?fù)碥姷热藢υ偕炷链止橇系奈锢硇阅芗捌浜鸵仔赃M(jìn)行了初步試驗(yàn)研究[11]；李蕾等人將不同原生用途及強(qiáng)度等級的再生粗骨料進(jìn)行分類，對再生混凝土進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)[12]；梁芮等人利用新疆再生混凝土各項(xiàng)指標(biāo)性能的試驗(yàn)結(jié)果，對新疆再生粗骨料進(jìn)行了初步類別劃分[13]。

2 新疆再生混凝土研究方向

新疆對再生混凝土的研究目前尚處于試驗(yàn)階段，現(xiàn)無地方的相關(guān)技術(shù)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，新疆砂石料結(jié)構(gòu)與內(nèi)地砂石料結(jié)構(gòu)存在差異性。由于新疆特殊的地理位置及氣候特點(diǎn)，人們需要從耐凍、耐腐蝕兩方面入手，著重對再生混凝土的抗凍性能及耐腐蝕性能進(jìn)行深入研究。

目前，新疆對于再生粗骨料吸水性能的研究鮮有報(bào)道，再生粗骨料吸水率和附加用水量對混凝土的強(qiáng)度、耐久性等多項(xiàng)性能有很大影響。由于骨料本身存在地域差異，不同地域環(huán)境對原生混凝土產(chǎn)生的影響也有所不同，因此，廢棄混凝土再生粗骨料吸水性能和再生混凝土附加用水量試驗(yàn)研究具有重要意義。

新疆再生混凝土骨料的研究缺乏系統(tǒng)的應(yīng)用研究，仍需要加強(qiáng)相關(guān)試驗(yàn)研究。新疆再生混凝土的研究仍處于對材料性能的試驗(yàn)研究階段，還沒有系統(tǒng)涉及對再生混凝土結(jié)構(gòu)性能的研究。

3 新疆再生混凝土應(yīng)用面臨的問題

再生混凝土在新疆廣泛應(yīng)用還存在一定困難，制約其發(fā)展的主要原因之一是能否帶來經(jīng)濟(jì)效益。新疆地理環(huán)境特殊，砂石料相對內(nèi)地較為便宜，而再生混凝土作為一種新材料，在新疆仍處于試驗(yàn)研究階段，目前并沒有適合本地的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際工程中無法做到大規(guī)模批量生產(chǎn)，而能否大規(guī)模批量生產(chǎn)又是決定再生混凝土價(jià)格的直接因素。另外，新疆施工企業(yè)對再生混凝土不太認(rèn)可，目前，將再生混凝土大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際工程中，仍存在一定局限性。所以，歸根結(jié)底，新疆再生混凝土應(yīng)用的前提是再生混凝土結(jié)構(gòu)性能研究的進(jìn)一步深入及地方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。

4 結(jié)論

綠色可再生資源的應(yīng)用程度不僅取決于技術(shù)的發(fā)展程度，還取決于政府的支持力度[14]。政府的大力支持能夠促進(jìn)當(dāng)?shù)匦纬赏暾漠a(chǎn)業(yè)鏈，從而保證再生混凝土的實(shí)際應(yīng)用。再生混凝土的大量應(yīng)用，是有效處理新疆大量廢棄混凝土的出路。為了實(shí)現(xiàn)再生混凝土的全面利用，新疆需要不斷進(jìn)行再生骨料性能的研究，雖然目前再生混凝土的全面應(yīng)用還存在一定問題，但其在新疆廣泛應(yīng)用的前景不容置疑。根據(jù)相關(guān)研究，筆者提出以下結(jié)論。

再生混凝土性能存在區(qū)域差異，新疆對其進(jìn)行研究具有必要性和可行性；由于新疆特殊的地理位置和氣候特點(diǎn)，人們要著重對再生混凝土的抗凍性能、抗?jié)B性能及耐腐蝕性能進(jìn)行研究；廢棄混凝土再生粗骨料吸水性能及再生混凝土附加用水量的試驗(yàn)研究很有意義；新疆再生混凝土研究仍處于對材料性能的試驗(yàn)研究階段，還沒有系統(tǒng)涉及對再生混凝土結(jié)構(gòu)性能的研究；新疆再生混凝土應(yīng)用前提是再生混凝土結(jié)構(gòu)性能研究的進(jìn)一步深入及地方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。

1 羅 超，秦?fù)碥?，王冬?探索新疆地區(qū)再生混凝土發(fā)展應(yīng)用前景[J].水泥與混凝土，2015，21（1）：38-40.

2 杭美艷，張培育，徐雅麗，等.再生混凝土技術(shù)性能研究[J].江西建材，2015，35（12）：33-38.

3 石 齊，曾春明，郭 遠(yuǎn).廢棄混凝土的發(fā)展及利用[J].江西建材，2015，35（12）：66-69.

4 秦?fù)碥?，?芮，于 江.新疆地區(qū)再生骨料砂漿含量對混凝土性能的影響[J].混凝土，2015，（12）：46-50.

5 劉 秦.新疆寒冷地區(qū)礦物摻合料再生混凝土配合比設(shè)計(jì)及其性能研究[D].烏魯木齊：新疆大學(xué)，2014.

6 田盼盼，關(guān) 挺，梁 芮.新疆地區(qū)建筑垃圾再生骨料在混凝土中的應(yīng)用研究與展望[J].廣東建材，2016，（8）：21-24.

7 肖建莊.再生混凝土[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

8 鄭建軍，盛毅生，孔德玉，等.再生混凝土技術(shù)與發(fā)展[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，34（1）：1-7.

9 覃銀輝，鄧壽昌，張學(xué)兵，等.再生混凝土的抗凍性能研究[J].混凝土，2005，27（12）：49-52.

10 孫躍東，肖 祥，龐 儉，等.再生骨料混凝土的配合比試驗(yàn)研究[J].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，31（1）：25-29.

11 秦?fù)碥?，付明陽，崔思賢.再生混凝土粗骨料物理性能的試驗(yàn)分析[J].建筑科學(xué)，2012，28（5）：42-43.

12 李 蕾.新疆寒冷地區(qū)礦物摻合料再生混凝土配合比設(shè)計(jì)及其性能研究[D].烏魯木齊：新疆大學(xué)，2014.

13 梁 芮.烏魯木齊市廢棄混凝土再生粗骨料性能及應(yīng)用研究[D].烏魯木齊：新疆大學(xué)，2014.

14 孫躍東，肖建莊.再生混凝土骨料[J].混凝土，2004，26（6）：33-36.