再生混凝土的技术特点及应用的可行性探讨

0 引言 再生混凝土,又称之为再生骨料混凝土,是指用废混凝土、废砖块、废砂浆作骨料,加入水泥砂浆拌制的混凝土.进入20世纪以来,人类从事规模庞大的土建活动给环境造成的负荷是不容忽视的.其中混凝土是各项建设工程中用量最大的建筑材料,全世界混凝土年使用量大约为70亿t[1 ],我国的混凝土用量则居全球之冠.1999年用量约为20亿t[2],其中骨料含量占70%以上,为此要消耗自然界大量的资源.一般的混凝土工程使用年限约为50 ～100-a,我国50年代所建成的混凝土工程已使用40余年,许多工程已经损坏.专家预测,21世纪初将是我国混凝土结构破坏高潮期.伴随着结构的破坏,许多建筑物不可避免的要被拆除.而在拆除建筑物产生的废料中,有一部分是可以再生利用的,且这些拆除的建筑物往往处于建筑工地现场或附近地点,如果将拆除下来的建筑废料进行破碎、分选,加工成不同粒径的碎块,制成再生混凝土骨料,用到新建筑物的重建上, 就能从根本上解决大部分建筑废料的处理问题,同时减少运输量和天然骨料使用量.     

再生混凝土技术研究

再生混凝土是指将废混凝土块经过破碎、清洗、分级后,按一定比例与级配混合,部分或全部代替砂石等天然骨料（主要是粗骨料）配制而成的新的混凝土.笔者所研究的建筑垃圾再生粗骨料中包括废混凝土块和废砖,通过控制砖在再生粗骨料中的掺量来配制再生混凝土,分析研究建筑垃圾中废砖的掺量对再生混凝土性能的影响。     

骨料含水量的差异对于粉煤灰再生混凝土性能的影响

采用静水天平研究再生粗骨料的吸水情况,然后分别使用3种不同含水量（相较于饱和吸水量的0%、50%、100%）的再生粗骨料来制备再生混凝土,研究其坍落度、抗压强度和拉压比的变化。结果发现:再生粗骨料在前5 min其吸水速率较快,20 s就已经达到了饱和吸水量的21.2%,5 min时达到了48.9%;再生粗骨料的含水量为0%时,其坍落度最大,并且其拉压比最大,表明抗裂性能和延性最好;相对于另外2个含水量,含水量为50%的再生粗骨料的制备的再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度最大,拉压比仅次于含水量为0%的再生粗骨料。综合实验结果,当再生粗骨料的吸水量为50%时,相较于其他含水量,其制备的粉煤灰再生混凝土性能最优。     

国外再生混凝土的应用概述及技术标准

随着环保意识的不断深化,世界各国都在加强废混凝土再生利用的技术研究.日本、美国、德国等国家凭借经济实力与科技优势,发展了许多再生骨料制备技术及再生混凝土应用技术,有的国家已制定了相应的技术标准,并得到了推广应用.通过对国外废混凝土再生利用概况以及再生混凝土的技术标准进行文献调查,分析研究了国外再生混凝土的发展趋势,为我国再生混凝土技术的推广应用及相应规范的制定提供参考依据.     

矿渣微粉再生骨料混凝土力学性能试验研究

以矿渣微粉等量取代水泥和使用再生粗骨料等质量取代天然粗骨料2个因素作为变量,利用均匀设计法设计16组试验方案,配制强度等级为C35的再生混凝土,对其抗压强度和工作性能进行试验,研究不同配方下再生骨料混凝土性能的影响规律,找出满足工程技术要求的最佳再生混凝土配合比。研究认为水胶比为0.4,水泥标号为P.O 42.5,矿渣微粉掺量为50%,废混凝土取代率为100%时,再生骨料混凝土实测28 d的强度为40.0 MPa,60 d的强度为42.1 MPa。     

再生混凝土粘结性能试验研究

为进一步在实际工程中推广应用再生混凝土,通过再生混凝土拔出试验,研究再生粗骨料、细骨料取代率,水灰比及锚固条件对再生混凝土抗压强度、粘结性能的影响.结果表明:再生混凝土的粘结强度随再生粗骨料取代率增加而增加,在粗骨料取代率约为60%时取得最大值,随后降低;再生混凝土的粘结强度随再生细骨料取代率增加而降低;再生混凝土的粘结强度优于普通混凝土;过多掺入再生粗、细骨料会降低再生混凝土抗压强度;降低水灰比可提高再生混凝土抗压强度及粘结强度,水灰比变化对再生混凝土抗压强度的影响较普通混凝土小;适当增加保护层厚度(≤3 d)及锚固长度可以提高再生混凝土粘结强度.     

再生混凝土大偏压长柱受力性能试验

目的 研究不同掺入量下再生混凝土长柱的变形能力和承载能力.方法 采用改性处理后的再生粗骨料,按照再生粗骨料掺入量0、10%、20%、30%和40%制作了长细比为9的共五组15个试件,在5 000 kN液压式万能试验机上采用分级加载的方式进行加载,直至柱子破坏.结果 再生混凝土柱破坏机理同普通混凝土柱子基本一致,但变形能力较普通混凝土大,随着再生粗骨料掺入量的增加,承载力无规律下降,当再生粗骨料掺入量为40%时,承载力降低了7.29%.结论 再生混凝土长柱可以按照现行规范进行计算,试验结果为其工程实际应用提供了参考依据.     

三轴受压状态下再生混凝土强度与变形性能试验研究

为了研究三轴受力状态下再生混凝土强度随再生粗骨料取代率的变化规律,通过RMT-150C对三种强度等级(C20、C30、C40)五种再生粗骨料取代率(0、30%、50%、70%、100%)的混凝土φ50 mm×100 mm圆柱体进行三轴抗压强度压缩试验,分析了不同再生粗骨料取代率对再生混凝土三轴强度、峰值应变以及应力-应变全曲线的影响.试验结果表明:再生混凝土试件与普通混凝土试件的破坏形态相似,但再生粗骨料与普通粗骨料最后的破坏形态差异较大;C20混凝土随再生粗骨料取代率的增大,其峰值应力先增大后减小,且取代率为50%时再生混凝土峰值应力最大,约高于普通混凝土的10%;C30混凝土的平均峰值应力随再生粗骨料取代率的增加,其变化规律不明显,但再生混凝土的平均峰值应力均低于普通混凝土的;C40混凝土平均峰值应力随再生粗骨料取代率的增加而降低,当取代率为100%时,再生混凝土平均峰值应力约低于普通混凝土的15%.在三轴应力状态下,再生混凝土受压应力-应变全曲线的形状与普通混凝土的相似.     

再生粗骨料混凝土抗氯离子渗透性能的研究

试验用RCM法研究了再生粗骨料的种类、取代率,胶凝材料用量及粉煤灰对再生粗骨料混凝土抗氯离子渗透性能的影响.结果表明,颗粒整形再生粗骨料混凝土抗氯离子渗透性能,优于简单破碎再生粗骨料混凝土,但差于天然粗骨料混凝土;再生粗骨料混凝土的抗氯离子渗透性能,随粗骨料取代率的增加而降低,随胶凝材料用量的增加而有所提高;掺加粉煤灰可提高再生粗骨料混凝土的抗氯离子渗透性能.     

再生混凝土柱轴心受压承载力研究

目的研究不同再生粗骨料取代率对再生混凝土短柱承载能力的影响.方法采用人工破碎的方式把废弃混凝土破碎后,参照普通混凝土配合比设计方法,通过改变再生粗骨料的掺入量,配制再生骨料混凝土.对9根再生混凝土柱和3根普通混凝土短柱进行轴心受压试验.结果再生混凝土柱与普通混凝土柱具有相似的破坏机理.再生混凝土柱的承载力随着再生粗骨料掺入量的增加逐渐降低,但降低幅度不大,当再生骨料掺入量为15%时,再生混凝土柱的承载力能达到普通混凝土柱承载力的约94%.结论在掺入量合适的情况下,再生混凝土柱应用实际是可行的.