王馨鈺 龍麗霞 王 楠 宋 墨
(陜西服裝工程學院城市建設學院 咸陽 712000)
隨著城市進程的不斷加快,老舊的樓房拆掉重建,越來越多的高樓拔地而起,帶來的是經(jīng)濟增長和隨之產(chǎn)生大量的建筑垃圾。據(jù)統(tǒng)計,我國每年建筑垃圾量達20億t以上,并且年均以10%的量持續(xù)增長[1]。多數(shù)建筑都是混凝土所筑,從而產(chǎn)生了兩個問題:①砂、石等自然資源被大量開采消耗;②老舊建筑拆除帶來的建筑垃圾不規(guī)范堆放,造成環(huán)境污染,并且占用大量土地,浪費本就稀缺的土地資源[2]。
荷蘭是最早研究再生混凝土的國家之一,20世紀80年代就已制定再利用相關規(guī)范,現(xiàn)主要研究無機結合料基層中摻有再生混凝土時,其特性與級配、混合料組成等因素的關系。美國政府制定《超級基金法》旨在從源頭上減少建筑垃圾的產(chǎn)生,促使企業(yè)尋找建筑垃圾資源化利用的途徑,并鼓勵研發(fā)再生混凝土技術。隨著中國城市進程的加快,環(huán)境和資源問題越發(fā)突出,再生資源的重要性得到重視[4]。我國相繼出臺了相關法律和規(guī)范,例如工信部和住建部2016年底聯(lián)合發(fā)布《建筑垃圾資源化利用行業(yè)規(guī)范條件》(暫行)和《建筑垃圾資源化利用行業(yè)規(guī)范條件公告管理暫行辦法》。高校和企業(yè)也都積極研究再生混凝土的利用,并且取得了一定的成果[5]。
再生混凝土是將建筑廢棄的混凝土塊經(jīng)破碎、清洗、分級等步驟后,按一定比例與級配混合,部分或全部取代砂石等天然骨料,再加入水泥、水等配成的新混凝土。再生混凝土以骨料的組合形式不同可分為:全部為再生骨料;粗骨料為再生骨料、細骨料為天然砂;粗骨料為天然石、細骨料為再生骨料;再生骨料部分替代粗細骨料。
大量試驗研究表明:再生骨料表面粗糙且棱角較多,在對廢棄混凝土破碎處理過程中,易產(chǎn)生裂縫,并含有少量雜質(zhì)(如水泥砂漿等)附著在骨料表面,其性能表現(xiàn)為密度小、吸水率高、粘結性能弱、磨耗值大、強度較低[6]。再生骨料制得的混凝土孔隙率大,增強了建筑物保溫、隔熱效果;再生混凝土容重低,可降低結構自重,提高結構的抗震性能[7];因水泥砂漿等雜質(zhì)的影響,使得其長期收縮性、徐變性優(yōu)于普通混凝土。
在施工過程中要獲得質(zhì)量均勻、成型密實的混凝土,并保證新拌制的混凝土不發(fā)生分層、離析等現(xiàn)象,就必須考慮其工作性能??得妨萚8]研究認為,與普通混凝土相比,再生混凝土的坍落度小、流動性差,但再生混凝土拌合物的摩擦阻力由于骨料表面粗糙增大,使得其保水性與粘聚性增強。研究表明:再生混凝土拌合物坍落度值隨著再生骨料所占比重的增加而減小。但當再生骨料取代率超過50%時,再生混凝土的粘聚性降低、保水性變差,穩(wěn)定性降低[9]。
多項研究表明:再生骨料取代率為30%左右其混凝土抗壓強度接近相同條件下的普通混凝土。再生混凝土抗壓強度測試值的離散性較大,骨料取代率由25%增至100%時,抗壓強度標準差由18%增至49%。同一水灰比情況下,混凝土的抗壓強度隨取代率的增加而降低,隨齡期的延長降低幅度減小[10]。再生混凝土的強度隨再生骨料強度增高而增高,適當降低水灰比也可提高其抗壓強度。
再生混凝土的耐久性由于再生骨料本身的缺陷而低于普通混凝土,影響其工程應用。再生混凝土耐久性的指標包括抗?jié)B性、抗凍融性、碳化、離子滲透性等,抗?jié)B性是主要影響因素[11]?;炷恋男阅苋Q于組成材料的物化學性能,依賴于自身孔隙結構。再生混凝土孔隙率較大在加工生產(chǎn)中易生成微裂縫,使吸水性、透氣性、氯離子擴散率都比普通混凝土大[12]。因此,再生混凝土的耐久性能隨再生骨料取代率的增加而降低,但隨著養(yǎng)護齡期的增長可得到適當改善。
隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展,空間及環(huán)境問題越來越受重視,節(jié)約自然資源,可持續(xù)發(fā)展成為現(xiàn)代城市建設的發(fā)展要求。再生混凝土的研究、應用是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑,也是時代發(fā)展的趨勢。
(1)對再生骨料制備工藝進行研究,便于建筑垃圾處理成再生骨料,減少自然資源的浪費與破壞。
(2)加強再生混凝土性能改善方面的研究,更好的推廣再生混凝土應用。
(3)再生混凝土的結構性能方面研究較少,針對這方面應加大研究力度。
(4)建立有效的再生骨料質(zhì)量評價體系,制定相應行業(yè)規(guī)范。
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