再生骨料混凝土及性能的研究

第33卷第3期

2016年6月吉林建筑大学学报Journal of Jilin Jianzhu University Vol．33No．3Jun．2016

收稿日期:2015－08－08．

基金项目:吉林省科技发展计划重大攻关项目(20130204009SF ;20150203014SF )．

作者简介:肖力光(1962 )，男，吉林省长春市人，教授，博士．

再生骨料混凝土及性能的研究

肖力光1张雪1王思宇2

(1:吉林建筑大学材料科学与工程学院，长春130118;2:亚泰集团长春建材有限公司，长春130000)

摘要:本文综述了再生骨料混凝土的国内外发展现状，重点介绍了再生骨料混凝土的工作性、力学性能和耐久性，合理取代率的再生混凝土完全可以替代原生混凝土在建设领域的应用，再生混凝土既解决了建筑垃圾的处理问题，又保护了环境，节省了天然骨料资源，是一种应该大力推广应用的绿色建筑材料．

关键词:再生粗骨料;再生粗骨料混凝土;工作性;力学性能;耐久性

中图分类号:TU 5文献标志码:A 文章编号:2095－8919(2016)03－0027－04

Recycled Aggregate Concrete and its Performance Study

XIAO Li －guang，ZHANG Xue，WANG Si －yu

(1:School of Materials Science and Engineering，Jilin Jianzhu University，Changchun，China 130118;

2:Cahgnchun Building Materiars Co．，LTD，of Yatai Group，Changchun，China 130000)

Abstract:The domestic and foreign development present situation of recycled aggregate concrete is reviewed in this essay，introduced the work ability，mechanical properties and durability of recycled aggregate concrete，the reasona-ble replacement ratio of recycled concrete can completely replace the original concrete application in the field of construction，the recycled concrete not only can solve the problem of construction waste processing，and protect the environment，save the natural aggregate resources，is a kind of application should vigorously promote green building materials．

Keywords:recycled coarse aggregate;recycled coarse aggregate concrete;work ability;mechanical properties;dura-bility

0引言

随着我国建筑业快速发展，同时产生了大量的建筑垃圾，环境污染问题也随之加重，而建筑垃圾中重要组成部分为废弃混凝土，因此，废弃混凝土的有效再利用是建筑垃圾治理中极其重要的一部分，是发展绿色

建筑的重要途径之一［1］

，可解决普通混凝土制备过程中的产生的自然资源、能源、环境及相关社会问题，缓

解骨料供求紧张的压力，是环境保护和可持续发展战略的重要举措［2］．1

再生骨料混凝土国内外发展现状1．1再生骨料混凝土国外发展现状

近30年，美国、日本、德国等国家和欧洲地区的发达国家对废弃混凝土再利用的研究主要集中在对再生混凝土基本性能和再生骨料的研究，这些基本性能包括物理性能、化学性能、结构性能、力学性能和耐久性

能．美国制定的《超级基金法》规定:“任何企业生产产生的工业废弃物，必须由企业妥善处理，不得擅自随意

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倾倒”［3］．1982年，在《混凝土骨料标准》(ASTM－33－82)中规定，破碎的水泥混凝土属于粗骨料范畴［4］．与此同时，“美国军队工程协会”也鼓励使用再生骨料［5］．美国在鼓励使用再生骨料的同时还对再生混凝土的性能做了系统的试验和研究．例如，Michigan［6］用再生骨料混凝土铺筑两条公路，技术人员进行了收缩性测试试验;20世纪80年代中期，Kansas交通厅利用旧混凝土，加工成再生骨料，用于新建的水泥混凝土路面，经过多年测试研究，再生混凝土用于混凝土路面面层．日本由于其国土资源匮乏，因此十分重视对废弃混凝土的回收和利用，1977年日本政府制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》，相继在各地建立了再生骨料和再生混凝土的加工厂．据统计，1995年日本废弃混凝土的再利用率达到了65%［7］，此外，日本还对再生混凝土的吸水性、配合比、强度、收缩、抗冻性进行了系统的研究［8］．荷兰是最早开展再生混凝土应用和研究的国家之一，早在20世纪80年代，荷兰就制定了利用再生混凝土骨料制备素混凝土、预应力钢筋混凝土和钢筋混凝土的规范．俄罗斯着重研究了再生混凝土配合比设计的特性，研究表明，随再生骨料取代率的不同，再生混凝土的韧性和弹性模量随之变化，再生混凝土的密实度小于普通混凝土［9］．

1．2再生骨料混凝土国内发展现状

虽然我国对再生骨料混凝土的开展和研究较晚，但也取得了相应成果，如顾佳勋［10］研究的建筑垃圾砌块技术已获得了国家专利．湖北省襄樊市公路建设中采用了大量混凝土破损路面，这种技术是拆除路面混凝土，破碎，制成骨料，把再生骨料用到新建路面结构中的基层或底基层，在水稳基层中采用30%的再生骨料，并使水稳基层的性能得到改善，成本也有所降低．同济大学、华侨大学、华中科技大学等高等院校已进行了再生骨料制取烧结砖和再生骨料混凝土的技术研究，取得了一系列研究成果．例如，华侨大学就再生骨料混凝土的不同来源、吸水率、含水率、破碎方法、材料物理性能、配合比、工程性能、构件应用性能等进行了一系列的研究［11］．在沪太路改造工程中，上海市政工程局把再生骨料用做水泥稳定层材料，性能均满足标准要求，并编制再生骨料混凝土标准，再生骨料混凝土有望在工程建设中得到更广泛的应用．

2再生骨料混凝土的性能研究

再生粗骨料的表观密度和堆积密度均小于天然粗骨料，吸水率大于天然粗骨料，由于再生骨料表面粘结一些水泥砂浆，砂浆孔隙率大，吸水率增大，导致再生骨料的物理力学参数差于天然骨料．

2．1再生粗骨料对混凝土工作性的影响

由于再生粗骨料是由机械破碎得到的，在破碎过程中不可避免地使骨料颗粒表面出现裂纹或微裂隙，并且附着一些水泥砂浆和小石屑，因此具有较大的吸水率．张名杰［12］的试验得出，在配合比不变的情况下，随着再生粗骨料取代率的增大，坍落度逐渐减小，并且取代率越大，坍落度减小的越显著．笔者认为，混凝土的工作性与骨料的颗粒级配、颗粒形态和吸水性有较大关系，颗粒级配和颗粒状态可以通过生产工艺进行改善，而较高的吸水率是由骨料本身内部及外部构造决定的，通过生产工艺很难改变，这对再生混凝土工作性的影响必须考虑，较高的吸水率将导致再生混凝土坍落度较小，易离析，可以通过对再生粗骨料进行界面改性，减小吸水率，当然，这方面的影响和解决方法需要大量的试验去验证和探究．

2．2再生粗骨料对混凝土抗压强度的影响

研究表明，混凝土的强度主要受两方面因素影响，一方面是骨料与水泥石之间的粘结强度影响;另一方面是混凝土自身的致密程度，即有效水灰比越小，混凝土越密实，抗压强度越大．大量试验表明，没有对再生粗骨料进行提前预湿处理，再生粗骨料取代率在50%以内，随着再生粗骨料取代率的增加，再生混凝土的抗压强度增加，此时混凝土的抗压强度主要由第二种因素决定;实践表明，加入粉煤灰和矿渣粉，在水化硬化过程中，粉煤灰和矿渣粉会填满再生粗骨料在机械破碎过程中产生的细微裂缝，与水泥水化产物、再生粗骨料吸附的水发生二次水化反应，水化产物能填充再生骨料的裂隙，从而使再生混凝土更致密，随着再生粗骨料取代率的增加，再生混凝土的强度也会随之提高［13－15］．崔雅倩［16］指出，还可以通过搅拌工艺改善骨料与水泥石之间的粘结强度，其工艺过程为先在骨料表面裹一层掺合料，通常为硅粉、矿渣、粉煤灰或两种混合掺合料，吸收水泥水化过程中富集在骨料表面的Ca(OH)2，形成CSH凝胶，从而使骨料与水泥石之间的界面过渡区减小甚至消除，提高混凝土强度．