何穎 駱雋雅 唐玉枚
摘 要:簡(jiǎn)要介紹了廢棄混凝土目前在國(guó)內(nèi)外回收利用再生制備狀況及再生混凝土砌塊的研究動(dòng)態(tài),分析了再生混凝土的特點(diǎn)及存在的問題,并對(duì)再生混凝土應(yīng)用前景進(jìn)行展望。
關(guān)鍵詞:再生混凝土;砌塊;特點(diǎn);現(xiàn)狀;發(fā)展應(yīng)用
隨著城市化進(jìn)程加速,大量舊建筑物被拆除,隨之而來的是大量的廢棄混凝土垃圾。如果廢棄混凝土處理不當(dāng),隨意堆積便會(huì)占用大量土地,簡(jiǎn)單填埋對(duì)環(huán)境也有一定程度的破壞;同時(shí),混凝土骨料的大量開采亦不適合可持續(xù)發(fā)展道路的要求??紤]廢棄混凝土的再生利用將是一項(xiàng)相當(dāng)有發(fā)展前景的課題,成功的將廢棄混凝土再生并運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中將在一定程度上緩解在環(huán)境上的壓力,實(shí)現(xiàn)建筑發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì),走可持續(xù)發(fā)展的道路。
1 廢棄混凝土的處理現(xiàn)狀
目前,廢棄混凝土資源化已成為全球共同關(guān)注的課題。發(fā)達(dá)國(guó)家早已開始了廢棄混凝土資源化的研究及其應(yīng)用。
1.1 再生混凝土的國(guó)外研究現(xiàn)狀。國(guó)外對(duì)再生混凝土的研究可追溯至二戰(zhàn)之后。戰(zhàn)后各國(guó)開始家園重建,而廢棄建筑垃圾的處理不可避免的成為一項(xiàng)急需解決的課題;而各國(guó)相繼意識(shí)到可將廢棄混凝土再生處理。例舉如下:
1976年,以當(dāng)時(shí)的西德、比利時(shí)和荷蘭為主,成立了“混凝土解體與再利用委員會(huì)”,以廢棄混凝土的再生利用為研究方向。
1977年4月,ACI/Concrete International收錄A.D.Buck撰寫的《Recycled Concrete as a Source of Aggregate》。文中首次在水灰比以及齡期對(duì)再生骨料混凝土28天抗壓強(qiáng)度的影響方面進(jìn)行了闡述。
同年,日本制定《再生骨料和再生混凝土規(guī)范》,隨之而來的是建筑垃圾再生利用工廠的大量建設(shè)。
國(guó)外對(duì)再生混凝土的研究已經(jīng)有一段時(shí)間,成功例子不勝枚舉。2000年報(bào)告顯示,荷蘭的建筑廢棄物回收率高達(dá)90%;目前,日本對(duì)建筑垃圾的再生利用率高達(dá)70%,其再生利用做法為是將廢棄混凝土破碎,分離骨料和水泥組分,所產(chǎn)生的水泥組分用于地基的改進(jìn)材料,骨料100%利用于結(jié)構(gòu)物。
1.2 再生混凝土砌塊的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀。當(dāng)前我國(guó)對(duì)于建筑垃圾資源化研究才剛剛起步,如:
唐曉翠對(duì)再生混凝土空心砌塊墻體保溫性能進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:再生混凝土空心砌塊砌塊墻體的絕熱系數(shù)均高于普通混凝土砌塊;再生骨料替代率對(duì)混凝土空心砌塊的抗壓強(qiáng)度有不同程度的降低,特別是替代率為100%時(shí),抗壓強(qiáng)度的降低程度可達(dá)10%左右。
鄭州大學(xué)的劉立新、郝彤等人成功研究出塊材強(qiáng)度滿足承重砌體要求的再生骨料混凝土多孔磚,該多孔磚有較好的抵御變形的能力,且成功應(yīng)用到實(shí)際工程中。
我國(guó)廢棄混凝土再生利用水平較低,仍沒有發(fā)布任何權(quán)威的整體建筑垃圾利用率數(shù)據(jù)信息;廢棄混凝土大部分采取露天堆放,填埋等措施簡(jiǎn)單處理,由于其廢棄混凝土再生化工藝成本較高,仍然相當(dāng)受限。
2 再生混凝土的特點(diǎn)
(a)天然骨料 (b)再生骨料
2.1 再生骨料較天然骨料表觀密度小,孔隙率大,吸水率大。再生骨料由于前身為混凝土,骨料表面還包裹著一定量孔隙率大,吸水率高的硬化水泥砂漿,這層砂漿使得再生骨料表面比天然骨料表面更粗糙、棱角更多。再生骨料為廢棄混凝土破碎而來,母體混凝土塊在解體、破碎過程中損傷累積,棱角較多,再生骨料表面砂漿內(nèi)部存在大量微裂紋,這些因素使再生骨料的吸水率和吸水速率大大提高。
2.2 再生混凝土抗壓強(qiáng)度低。經(jīng)母體混凝土破碎后,再生骨料材質(zhì)疏松,再生利用后,強(qiáng)度較原生混凝土低,耐久性等一系列結(jié)構(gòu)性能不如原生混凝土,可以考慮通過摻加外加劑和礦物摻合料來提高再生混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)。
2.3 不可否認(rèn)再生混凝土仍有值得利用的特點(diǎn),再生骨料表觀密度低于天然骨料,根據(jù)再生混凝土自重低的特點(diǎn),可考慮利用再生混凝土降低建筑自重,提高結(jié)構(gòu)的抗震性能,增加構(gòu)件的跨度;同時(shí),由于其孔隙率大,再生混凝土具有較好的保溫性能,用于維護(hù)結(jié)構(gòu)將有利于節(jié)能減排。
3 再生混凝土的應(yīng)用存在的問題
由于再生骨料與天然骨料相比,具有孔隙率高、吸水性大、強(qiáng)度低等特征,因而導(dǎo)致再生混凝土與天然骨料混凝土相比,強(qiáng)度、耐久性等一系列結(jié)構(gòu)性能普遍偏低。因此再生混凝土在建筑物的承重構(gòu)件中的應(yīng)用還非常有限。另外,經(jīng)濟(jì)性是阻礙再生混凝土大規(guī)模推廣應(yīng)用的主要原因之一。由于國(guó)內(nèi)廢棄混凝土再生化工藝技術(shù)不夠完善,再生混凝土的生產(chǎn)成本較天然骨料混凝土高,大部分生產(chǎn)商依然會(huì)選擇天然骨料混凝土。最后,國(guó)家政策、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)還未對(duì)廢棄混凝土再生利用進(jìn)行要求,廢棄混凝土再生利用技術(shù)如果能得到國(guó)家政策的支持,其優(yōu)點(diǎn)才能更好地得到發(fā)揮。
4 再生混凝土應(yīng)用的前景展望
4.1 再生混凝土利用現(xiàn)狀。目前廢棄混凝土再生利用主要有以下3個(gè)途徑:(1)將廢棄混凝土破碎后作為建筑物基礎(chǔ)墊層或道路基層。廢棄骨料強(qiáng)度較天然骨料的低,而道路工程對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求較低,同時(shí)再生混凝土在這方面的應(yīng)用價(jià)格低廉,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,此應(yīng)用方向比較適合我國(guó)國(guó)情,可得到迅速推廣。(2)將廢棄混凝土破碎后生產(chǎn)混凝土砌塊磚、鋪道磚、花格磚等建材制品。(3)將廢棄混凝土破碎、篩分、分選、潔凈后作為骨料代替天然砂石配制混凝土,應(yīng)用在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中。這是最有發(fā)展前景的再生利用方法,不過由于國(guó)內(nèi)廢棄混凝土再生工藝成本較高,其應(yīng)用仍然十分受限。
4.2 再生混凝土的改性。根據(jù)以往實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù),在工程及實(shí)際應(yīng)用上可以考慮使用外加劑與礦物摻合料來改變?cè)偕炷恋母黜?xiàng)性能指標(biāo)。
肖建莊等人研究了再生細(xì)骨料、聚丙乙烯摻量以及粉煤灰摻量對(duì)再生混凝土空心砌塊抗壓強(qiáng)度的影響。并得出結(jié)論:不同摻量的再生細(xì)骨料、聚丙乙烯以及粉煤灰能不同程度上地調(diào)節(jié)再生砌塊性能。
趙文軍等采用正交試驗(yàn)方法研究了一系列礦物摻合料對(duì)再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響,發(fā)現(xiàn)粉煤灰能提高混凝土的強(qiáng)度以及和易性。
由上述研究成果可見,外加劑與礦物摻和料確實(shí)可以提高再生混凝土的各方面性能,同時(shí)也了解到在改性過程中還被諸多其他因素所影響。
4.3 再生混凝土的組合結(jié)構(gòu)。由于受到自身性能較低的影響,將再生混凝土應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程中還有待進(jìn)一步研究,不過肖建莊在《再生混凝土》中提出一種可行的解決方法,可設(shè)置組合結(jié)構(gòu)來幫助實(shí)現(xiàn)再生混凝土在結(jié)構(gòu)工程中的實(shí)踐,例如鋼管混凝土,組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)可彌補(bǔ)再生混凝土性能的缺陷,同時(shí)為再生混凝土在結(jié)構(gòu)工程上的應(yīng)用提供廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。
5 結(jié)語
廢棄混凝土再生化可以從根本上解決廢棄混凝土的處理問題,符合可持續(xù)發(fā)展規(guī)律。不過再生混凝土在我國(guó)的發(fā)展仍然存在的一定的局限性,但根據(jù)國(guó)內(nèi)外已有的研究成果及其應(yīng)用實(shí)例足以說明再生混凝土的發(fā)展前景是巨大的。同時(shí)我國(guó)再生混凝土技術(shù)需要得到國(guó)家政府的支持,才能推動(dòng)廢棄混凝土再生化廣泛運(yùn)用到實(shí)際工程之中。
參考文獻(xiàn)
[1] 唐曉翠.利用再生骨料生產(chǎn)混凝土空心節(jié)能砌塊試驗(yàn)研究[J].新型建筑材料,2006,(8).
[2] 郝彤,劉立新,楊廣寧.再生骨料混凝土多孔磚的配合比和基本性能試驗(yàn)研究[J].磚瓦,2007,(6):8-10.
[3] 肖建莊.再生混凝土[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008:38-39.
[4] 趙文軍,劉洪波,王莉.超細(xì)粉煤灰再生混凝土抗壓強(qiáng)度研究[J].低溫建筑技術(shù),2009(3):7-9.
基金項(xiàng)目:課題名稱:外加劑與礦物摻合料對(duì)再生混凝土的影響。
作者簡(jiǎn)介:何穎,長(zhǎng)沙學(xué)院;駱雋雅(1992.10- ),女,湖南長(zhǎng)沙人,本科。講師:張向超。endprint
摘 要:簡(jiǎn)要介紹了廢棄混凝土目前在國(guó)內(nèi)外回收利用再生制備狀況及再生混凝土砌塊的研究動(dòng)態(tài),分析了再生混凝土的特點(diǎn)及存在的問題,并對(duì)再生混凝土應(yīng)用前景進(jìn)行展望。
關(guān)鍵詞:再生混凝土;砌塊;特點(diǎn);現(xiàn)狀;發(fā)展應(yīng)用
隨著城市化進(jìn)程加速,大量舊建筑物被拆除,隨之而來的是大量的廢棄混凝土垃圾。如果廢棄混凝土處理不當(dāng),隨意堆積便會(huì)占用大量土地,簡(jiǎn)單填埋對(duì)環(huán)境也有一定程度的破壞;同時(shí),混凝土骨料的大量開采亦不適合可持續(xù)發(fā)展道路的要求。考慮廢棄混凝土的再生利用將是一項(xiàng)相當(dāng)有發(fā)展前景的課題,成功的將廢棄混凝土再生并運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中將在一定程度上緩解在環(huán)境上的壓力,實(shí)現(xiàn)建筑發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì),走可持續(xù)發(fā)展的道路。
1 廢棄混凝土的處理現(xiàn)狀
目前,廢棄混凝土資源化已成為全球共同關(guān)注的課題。發(fā)達(dá)國(guó)家早已開始了廢棄混凝土資源化的研究及其應(yīng)用。
1.1 再生混凝土的國(guó)外研究現(xiàn)狀。國(guó)外對(duì)再生混凝土的研究可追溯至二戰(zhàn)之后。戰(zhàn)后各國(guó)開始家園重建,而廢棄建筑垃圾的處理不可避免的成為一項(xiàng)急需解決的課題;而各國(guó)相繼意識(shí)到可將廢棄混凝土再生處理。例舉如下:
1976年,以當(dāng)時(shí)的西德、比利時(shí)和荷蘭為主,成立了“混凝土解體與再利用委員會(huì)”,以廢棄混凝土的再生利用為研究方向。
1977年4月,ACI/Concrete International收錄A.D.Buck撰寫的《Recycled Concrete as a Source of Aggregate》。文中首次在水灰比以及齡期對(duì)再生骨料混凝土28天抗壓強(qiáng)度的影響方面進(jìn)行了闡述。
同年,日本制定《再生骨料和再生混凝土規(guī)范》,隨之而來的是建筑垃圾再生利用工廠的大量建設(shè)。
國(guó)外對(duì)再生混凝土的研究已經(jīng)有一段時(shí)間,成功例子不勝枚舉。2000年報(bào)告顯示,荷蘭的建筑廢棄物回收率高達(dá)90%;目前,日本對(duì)建筑垃圾的再生利用率高達(dá)70%,其再生利用做法為是將廢棄混凝土破碎,分離骨料和水泥組分,所產(chǎn)生的水泥組分用于地基的改進(jìn)材料,骨料100%利用于結(jié)構(gòu)物。
1.2 再生混凝土砌塊的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀。當(dāng)前我國(guó)對(duì)于建筑垃圾資源化研究才剛剛起步,如:
唐曉翠對(duì)再生混凝土空心砌塊墻體保溫性能進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:再生混凝土空心砌塊砌塊墻體的絕熱系數(shù)均高于普通混凝土砌塊;再生骨料替代率對(duì)混凝土空心砌塊的抗壓強(qiáng)度有不同程度的降低,特別是替代率為100%時(shí),抗壓強(qiáng)度的降低程度可達(dá)10%左右。
鄭州大學(xué)的劉立新、郝彤等人成功研究出塊材強(qiáng)度滿足承重砌體要求的再生骨料混凝土多孔磚,該多孔磚有較好的抵御變形的能力,且成功應(yīng)用到實(shí)際工程中。
我國(guó)廢棄混凝土再生利用水平較低,仍沒有發(fā)布任何權(quán)威的整體建筑垃圾利用率數(shù)據(jù)信息;廢棄混凝土大部分采取露天堆放,填埋等措施簡(jiǎn)單處理,由于其廢棄混凝土再生化工藝成本較高,仍然相當(dāng)受限。
2 再生混凝土的特點(diǎn)
(a)天然骨料 (b)再生骨料
2.1 再生骨料較天然骨料表觀密度小,孔隙率大,吸水率大。再生骨料由于前身為混凝土,骨料表面還包裹著一定量孔隙率大,吸水率高的硬化水泥砂漿,這層砂漿使得再生骨料表面比天然骨料表面更粗糙、棱角更多。再生骨料為廢棄混凝土破碎而來,母體混凝土塊在解體、破碎過程中損傷累積,棱角較多,再生骨料表面砂漿內(nèi)部存在大量微裂紋,這些因素使再生骨料的吸水率和吸水速率大大提高。
2.2 再生混凝土抗壓強(qiáng)度低。經(jīng)母體混凝土破碎后,再生骨料材質(zhì)疏松,再生利用后,強(qiáng)度較原生混凝土低,耐久性等一系列結(jié)構(gòu)性能不如原生混凝土,可以考慮通過摻加外加劑和礦物摻合料來提高再生混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)。
2.3 不可否認(rèn)再生混凝土仍有值得利用的特點(diǎn),再生骨料表觀密度低于天然骨料,根據(jù)再生混凝土自重低的特點(diǎn),可考慮利用再生混凝土降低建筑自重,提高結(jié)構(gòu)的抗震性能,增加構(gòu)件的跨度;同時(shí),由于其孔隙率大,再生混凝土具有較好的保溫性能,用于維護(hù)結(jié)構(gòu)將有利于節(jié)能減排。
3 再生混凝土的應(yīng)用存在的問題
由于再生骨料與天然骨料相比,具有孔隙率高、吸水性大、強(qiáng)度低等特征,因而導(dǎo)致再生混凝土與天然骨料混凝土相比,強(qiáng)度、耐久性等一系列結(jié)構(gòu)性能普遍偏低。因此再生混凝土在建筑物的承重構(gòu)件中的應(yīng)用還非常有限。另外,經(jīng)濟(jì)性是阻礙再生混凝土大規(guī)模推廣應(yīng)用的主要原因之一。由于國(guó)內(nèi)廢棄混凝土再生化工藝技術(shù)不夠完善,再生混凝土的生產(chǎn)成本較天然骨料混凝土高,大部分生產(chǎn)商依然會(huì)選擇天然骨料混凝土。最后,國(guó)家政策、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)還未對(duì)廢棄混凝土再生利用進(jìn)行要求,廢棄混凝土再生利用技術(shù)如果能得到國(guó)家政策的支持,其優(yōu)點(diǎn)才能更好地得到發(fā)揮。
4 再生混凝土應(yīng)用的前景展望
4.1 再生混凝土利用現(xiàn)狀。目前廢棄混凝土再生利用主要有以下3個(gè)途徑:(1)將廢棄混凝土破碎后作為建筑物基礎(chǔ)墊層或道路基層。廢棄骨料強(qiáng)度較天然骨料的低,而道路工程對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求較低,同時(shí)再生混凝土在這方面的應(yīng)用價(jià)格低廉,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,此應(yīng)用方向比較適合我國(guó)國(guó)情,可得到迅速推廣。(2)將廢棄混凝土破碎后生產(chǎn)混凝土砌塊磚、鋪道磚、花格磚等建材制品。(3)將廢棄混凝土破碎、篩分、分選、潔凈后作為骨料代替天然砂石配制混凝土,應(yīng)用在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中。這是最有發(fā)展前景的再生利用方法,不過由于國(guó)內(nèi)廢棄混凝土再生工藝成本較高,其應(yīng)用仍然十分受限。
4.2 再生混凝土的改性。根據(jù)以往實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù),在工程及實(shí)際應(yīng)用上可以考慮使用外加劑與礦物摻合料來改變?cè)偕炷恋母黜?xiàng)性能指標(biāo)。
肖建莊等人研究了再生細(xì)骨料、聚丙乙烯摻量以及粉煤灰摻量對(duì)再生混凝土空心砌塊抗壓強(qiáng)度的影響。并得出結(jié)論:不同摻量的再生細(xì)骨料、聚丙乙烯以及粉煤灰能不同程度上地調(diào)節(jié)再生砌塊性能。
趙文軍等采用正交試驗(yàn)方法研究了一系列礦物摻合料對(duì)再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響,發(fā)現(xiàn)粉煤灰能提高混凝土的強(qiáng)度以及和易性。
由上述研究成果可見,外加劑與礦物摻和料確實(shí)可以提高再生混凝土的各方面性能,同時(shí)也了解到在改性過程中還被諸多其他因素所影響。
4.3 再生混凝土的組合結(jié)構(gòu)。由于受到自身性能較低的影響,將再生混凝土應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程中還有待進(jìn)一步研究,不過肖建莊在《再生混凝土》中提出一種可行的解決方法,可設(shè)置組合結(jié)構(gòu)來幫助實(shí)現(xiàn)再生混凝土在結(jié)構(gòu)工程中的實(shí)踐,例如鋼管混凝土,組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)可彌補(bǔ)再生混凝土性能的缺陷,同時(shí)為再生混凝土在結(jié)構(gòu)工程上的應(yīng)用提供廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。
5 結(jié)語
廢棄混凝土再生化可以從根本上解決廢棄混凝土的處理問題,符合可持續(xù)發(fā)展規(guī)律。不過再生混凝土在我國(guó)的發(fā)展仍然存在的一定的局限性,但根據(jù)國(guó)內(nèi)外已有的研究成果及其應(yīng)用實(shí)例足以說明再生混凝土的發(fā)展前景是巨大的。同時(shí)我國(guó)再生混凝土技術(shù)需要得到國(guó)家政府的支持,才能推動(dòng)廢棄混凝土再生化廣泛運(yùn)用到實(shí)際工程之中。
參考文獻(xiàn)
[1] 唐曉翠.利用再生骨料生產(chǎn)混凝土空心節(jié)能砌塊試驗(yàn)研究[J].新型建筑材料,2006,(8).
[2] 郝彤,劉立新,楊廣寧.再生骨料混凝土多孔磚的配合比和基本性能試驗(yàn)研究[J].磚瓦,2007,(6):8-10.
[3] 肖建莊.再生混凝土[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008:38-39.
[4] 趙文軍,劉洪波,王莉.超細(xì)粉煤灰再生混凝土抗壓強(qiáng)度研究[J].低溫建筑技術(shù),2009(3):7-9.
基金項(xiàng)目:課題名稱:外加劑與礦物摻合料對(duì)再生混凝土的影響。
作者簡(jiǎn)介:何穎,長(zhǎng)沙學(xué)院;駱雋雅(1992.10- ),女,湖南長(zhǎng)沙人,本科。講師:張向超。endprint
摘 要:簡(jiǎn)要介紹了廢棄混凝土目前在國(guó)內(nèi)外回收利用再生制備狀況及再生混凝土砌塊的研究動(dòng)態(tài),分析了再生混凝土的特點(diǎn)及存在的問題,并對(duì)再生混凝土應(yīng)用前景進(jìn)行展望。
關(guān)鍵詞:再生混凝土;砌塊;特點(diǎn);現(xiàn)狀;發(fā)展應(yīng)用
隨著城市化進(jìn)程加速,大量舊建筑物被拆除,隨之而來的是大量的廢棄混凝土垃圾。如果廢棄混凝土處理不當(dāng),隨意堆積便會(huì)占用大量土地,簡(jiǎn)單填埋對(duì)環(huán)境也有一定程度的破壞;同時(shí),混凝土骨料的大量開采亦不適合可持續(xù)發(fā)展道路的要求??紤]廢棄混凝土的再生利用將是一項(xiàng)相當(dāng)有發(fā)展前景的課題,成功的將廢棄混凝土再生并運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中將在一定程度上緩解在環(huán)境上的壓力,實(shí)現(xiàn)建筑發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì),走可持續(xù)發(fā)展的道路。
1 廢棄混凝土的處理現(xiàn)狀
目前,廢棄混凝土資源化已成為全球共同關(guān)注的課題。發(fā)達(dá)國(guó)家早已開始了廢棄混凝土資源化的研究及其應(yīng)用。
1.1 再生混凝土的國(guó)外研究現(xiàn)狀。國(guó)外對(duì)再生混凝土的研究可追溯至二戰(zhàn)之后。戰(zhàn)后各國(guó)開始家園重建,而廢棄建筑垃圾的處理不可避免的成為一項(xiàng)急需解決的課題;而各國(guó)相繼意識(shí)到可將廢棄混凝土再生處理。例舉如下:
1976年,以當(dāng)時(shí)的西德、比利時(shí)和荷蘭為主,成立了“混凝土解體與再利用委員會(huì)”,以廢棄混凝土的再生利用為研究方向。
1977年4月,ACI/Concrete International收錄A.D.Buck撰寫的《Recycled Concrete as a Source of Aggregate》。文中首次在水灰比以及齡期對(duì)再生骨料混凝土28天抗壓強(qiáng)度的影響方面進(jìn)行了闡述。
同年,日本制定《再生骨料和再生混凝土規(guī)范》,隨之而來的是建筑垃圾再生利用工廠的大量建設(shè)。
國(guó)外對(duì)再生混凝土的研究已經(jīng)有一段時(shí)間,成功例子不勝枚舉。2000年報(bào)告顯示,荷蘭的建筑廢棄物回收率高達(dá)90%;目前,日本對(duì)建筑垃圾的再生利用率高達(dá)70%,其再生利用做法為是將廢棄混凝土破碎,分離骨料和水泥組分,所產(chǎn)生的水泥組分用于地基的改進(jìn)材料,骨料100%利用于結(jié)構(gòu)物。
1.2 再生混凝土砌塊的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀。當(dāng)前我國(guó)對(duì)于建筑垃圾資源化研究才剛剛起步,如:
唐曉翠對(duì)再生混凝土空心砌塊墻體保溫性能進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:再生混凝土空心砌塊砌塊墻體的絕熱系數(shù)均高于普通混凝土砌塊;再生骨料替代率對(duì)混凝土空心砌塊的抗壓強(qiáng)度有不同程度的降低,特別是替代率為100%時(shí),抗壓強(qiáng)度的降低程度可達(dá)10%左右。
鄭州大學(xué)的劉立新、郝彤等人成功研究出塊材強(qiáng)度滿足承重砌體要求的再生骨料混凝土多孔磚,該多孔磚有較好的抵御變形的能力,且成功應(yīng)用到實(shí)際工程中。
我國(guó)廢棄混凝土再生利用水平較低,仍沒有發(fā)布任何權(quán)威的整體建筑垃圾利用率數(shù)據(jù)信息;廢棄混凝土大部分采取露天堆放,填埋等措施簡(jiǎn)單處理,由于其廢棄混凝土再生化工藝成本較高,仍然相當(dāng)受限。
2 再生混凝土的特點(diǎn)
(a)天然骨料 (b)再生骨料
2.1 再生骨料較天然骨料表觀密度小,孔隙率大,吸水率大。再生骨料由于前身為混凝土,骨料表面還包裹著一定量孔隙率大,吸水率高的硬化水泥砂漿,這層砂漿使得再生骨料表面比天然骨料表面更粗糙、棱角更多。再生骨料為廢棄混凝土破碎而來,母體混凝土塊在解體、破碎過程中損傷累積,棱角較多,再生骨料表面砂漿內(nèi)部存在大量微裂紋,這些因素使再生骨料的吸水率和吸水速率大大提高。
2.2 再生混凝土抗壓強(qiáng)度低。經(jīng)母體混凝土破碎后,再生骨料材質(zhì)疏松,再生利用后,強(qiáng)度較原生混凝土低,耐久性等一系列結(jié)構(gòu)性能不如原生混凝土,可以考慮通過摻加外加劑和礦物摻合料來提高再生混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)。
2.3 不可否認(rèn)再生混凝土仍有值得利用的特點(diǎn),再生骨料表觀密度低于天然骨料,根據(jù)再生混凝土自重低的特點(diǎn),可考慮利用再生混凝土降低建筑自重,提高結(jié)構(gòu)的抗震性能,增加構(gòu)件的跨度;同時(shí),由于其孔隙率大,再生混凝土具有較好的保溫性能,用于維護(hù)結(jié)構(gòu)將有利于節(jié)能減排。
3 再生混凝土的應(yīng)用存在的問題
由于再生骨料與天然骨料相比,具有孔隙率高、吸水性大、強(qiáng)度低等特征,因而導(dǎo)致再生混凝土與天然骨料混凝土相比,強(qiáng)度、耐久性等一系列結(jié)構(gòu)性能普遍偏低。因此再生混凝土在建筑物的承重構(gòu)件中的應(yīng)用還非常有限。另外,經(jīng)濟(jì)性是阻礙再生混凝土大規(guī)模推廣應(yīng)用的主要原因之一。由于國(guó)內(nèi)廢棄混凝土再生化工藝技術(shù)不夠完善,再生混凝土的生產(chǎn)成本較天然骨料混凝土高,大部分生產(chǎn)商依然會(huì)選擇天然骨料混凝土。最后,國(guó)家政策、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)還未對(duì)廢棄混凝土再生利用進(jìn)行要求,廢棄混凝土再生利用技術(shù)如果能得到國(guó)家政策的支持,其優(yōu)點(diǎn)才能更好地得到發(fā)揮。
4 再生混凝土應(yīng)用的前景展望
4.1 再生混凝土利用現(xiàn)狀。目前廢棄混凝土再生利用主要有以下3個(gè)途徑:(1)將廢棄混凝土破碎后作為建筑物基礎(chǔ)墊層或道路基層。廢棄骨料強(qiáng)度較天然骨料的低,而道路工程對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求較低,同時(shí)再生混凝土在這方面的應(yīng)用價(jià)格低廉,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,此應(yīng)用方向比較適合我國(guó)國(guó)情,可得到迅速推廣。(2)將廢棄混凝土破碎后生產(chǎn)混凝土砌塊磚、鋪道磚、花格磚等建材制品。(3)將廢棄混凝土破碎、篩分、分選、潔凈后作為骨料代替天然砂石配制混凝土,應(yīng)用在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中。這是最有發(fā)展前景的再生利用方法,不過由于國(guó)內(nèi)廢棄混凝土再生工藝成本較高,其應(yīng)用仍然十分受限。
4.2 再生混凝土的改性。根據(jù)以往實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù),在工程及實(shí)際應(yīng)用上可以考慮使用外加劑與礦物摻合料來改變?cè)偕炷恋母黜?xiàng)性能指標(biāo)。
肖建莊等人研究了再生細(xì)骨料、聚丙乙烯摻量以及粉煤灰摻量對(duì)再生混凝土空心砌塊抗壓強(qiáng)度的影響。并得出結(jié)論:不同摻量的再生細(xì)骨料、聚丙乙烯以及粉煤灰能不同程度上地調(diào)節(jié)再生砌塊性能。
趙文軍等采用正交試驗(yàn)方法研究了一系列礦物摻合料對(duì)再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響,發(fā)現(xiàn)粉煤灰能提高混凝土的強(qiáng)度以及和易性。
由上述研究成果可見,外加劑與礦物摻和料確實(shí)可以提高再生混凝土的各方面性能,同時(shí)也了解到在改性過程中還被諸多其他因素所影響。
4.3 再生混凝土的組合結(jié)構(gòu)。由于受到自身性能較低的影響,將再生混凝土應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程中還有待進(jìn)一步研究,不過肖建莊在《再生混凝土》中提出一種可行的解決方法,可設(shè)置組合結(jié)構(gòu)來幫助實(shí)現(xiàn)再生混凝土在結(jié)構(gòu)工程中的實(shí)踐,例如鋼管混凝土,組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)可彌補(bǔ)再生混凝土性能的缺陷,同時(shí)為再生混凝土在結(jié)構(gòu)工程上的應(yīng)用提供廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。
5 結(jié)語
廢棄混凝土再生化可以從根本上解決廢棄混凝土的處理問題,符合可持續(xù)發(fā)展規(guī)律。不過再生混凝土在我國(guó)的發(fā)展仍然存在的一定的局限性,但根據(jù)國(guó)內(nèi)外已有的研究成果及其應(yīng)用實(shí)例足以說明再生混凝土的發(fā)展前景是巨大的。同時(shí)我國(guó)再生混凝土技術(shù)需要得到國(guó)家政府的支持,才能推動(dòng)廢棄混凝土再生化廣泛運(yùn)用到實(shí)際工程之中。
參考文獻(xiàn)
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基金項(xiàng)目:課題名稱:外加劑與礦物摻合料對(duì)再生混凝土的影響。
作者簡(jiǎn)介:何穎,長(zhǎng)沙學(xué)院;駱雋雅(1992.10- ),女,湖南長(zhǎng)沙人,本科。講師:張向超。endprint