關于再生混凝土的報告

1、 關于再生混凝土的報告一、 前言進入21世紀以來，隨著城市化進程的不斷加快，作為城市化最主要的物質基礎混凝土的需求量也在迅速增加。目前，全世界混凝土的年生產量約28108m3，中國混凝土的年產量占世界總量的45%，已達1310814108m3。在這些混凝土原材料中，粗細骨料約占混凝土總量的四分之三。據此推算：全世界每年需要粗細骨料約21108m3，而我國建筑行業(yè)正在蓬勃地發(fā)展，對于粗細骨料的需求量很大，我國對粗細骨料的需求約占全世界需求量的一半，而且隨著發(fā)展，將來還將越來越多。對于這么大的消耗量，這個地球的天然原生粗細骨料將殆盡，因此從資源合理開發(fā)使用及可持續(xù)發(fā)展的角度，尋求原生集料的替代品非

2、常重要。與混凝土粗細骨料的巨大需求量相對應是數(shù)量龐大的廢舊混凝土。世界上每年拆除的廢舊混凝土、新建建筑產生的廢棄混凝土以及混凝土工廠、預制構件廠的廢舊混凝土的數(shù)量是驚人的。2006年年4月在廈門召開的“建筑垃圾綜合利用與新技術推廣研討交流會”上有最新資料顯示我國每年因拆出建筑產生的固體廢棄物2億噸以上，新建建筑產生的固體廢棄物大約1億噸，兩項合計約3億噸。在2008年的汶川大地震中，建筑廢料總量不下5億噸。然而，對于這些廢舊混凝土的處理方法目前顯然不多，傳統(tǒng)的處理方法主要是運往郊外露天堆放或填埋。這種方法產生的巨大處理費用和由此引發(fā)的環(huán)境問題十分突出。廢棄混凝土中含有大量的砂石骨料，如果能將它

3、們合理地回收利用，生產再生混凝土用到新的建筑物上，不僅能降低成本，節(jié)省天然資源，緩解骨料供求矛盾，還能減輕廢棄混凝土對環(huán)境的污染，對獲得良好的社會經濟效益起到了不可低估的作用，是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個重要組成部分。因此，如何充分、高效、經濟的利用建筑垃圾，特別是廢棄混凝土已經成為許多國家共同研究的一個課題。而再生混凝土的出現(xiàn)就很好的解決了這一問題。二、 再生混凝土的概念及骨料分類再生混凝土是指將廢棄的混凝土塊經過破碎、清洗、分級后，按一定比例與級配混合，部分或全部代替砂石等天然集料（主要是粗集料），再加入水泥、水等配而成的新混凝土。再生骨料按尺寸大小可分為再生粗骨料、再生細骨料；按來源可分為道路

4、再生骨料、建筑再生骨料；按用途可分為混凝土再生骨料、砂漿再生骨料、砌塊再生骨料。三、目前再生混凝土的發(fā)展應用發(fā)達資本主義國家對再生混凝土的利用現(xiàn)狀美國、日本和歐洲等發(fā)達國家對廢棄混凝土的再利用研究得較早，第二次世界大戰(zhàn)后，德國、日本等國對廢棄混凝土進行了開發(fā)研究和再生利用，已經召開過三次有關廢混凝土再利用的專題國際會議，提出混凝土必須綠色化?；炷恋睦靡殉蔀榘l(fā)達國家所共同研究的課題，有些國家還采用立法的方式來保證專項研究和應用的發(fā)展。一些發(fā)達國家已經大量運用到實際工程中。（一）日本日本由于國土面積小，資源相對匱乏，因此將建筑垃圾視為建筑副產品，日本非常重視將廢棄混凝土作為可再生資源而重新開發(fā)

5、利用。早在1977年日本政府就制定了再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范，1995年，廢棄混凝土的利用率為65%，占全國商品混凝土產量的1/10，達1000萬m3/y；2000年，廢棄混凝土的利用率達90%.并相繼在各地建立了以處理混凝土廢棄物為主的再生加工廠，并制定了多項法規(guī)來保證再生混凝土的發(fā)展。此外，日本還對再生混凝土的吸水性、強度、配合比、收縮、耐凍性等進行了系統(tǒng)的研究。（二）美國1982年，已將破碎的水硬性水泥混凝土包含進了骨集料中；（astm c-33-82 “混凝土骨料標準”）；再生混凝土在美國交通建設中被普遍使用。已有20個州將再生混凝土用于基層和底基層，其中15個州制定了相關規(guī)范；另

6、外美國政府制定的超基金法給再生混凝土的發(fā)展提供了法律保障。美國除鼓勵應用再生混凝土外，還對其性能進行了研究。如根據密歇根州的兩條用再生混凝土鋪筑的公路進行了再生骨料混凝土干縮性能的試驗研究，試驗表明再生骨料混凝土的收縮率大于天然骨料混凝土。美國的公司采用微波技術，做出回收的再生瀝青混凝土路面，其質量與新拌瀝青混凝土路面料相同，而成本降低了1/3，同時節(jié)約了垃圾清運和處理等費用，大大減輕了城市的環(huán)境污染。（三）歐洲各國荷蘭 20世紀80年代，已制定有關利用ra制備素混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土的規(guī)范；德國1998年提出“在混凝土中使用再生骨料的應用指南”；丹麥1990年頒布法規(guī)修正案將回收的

7、混凝土按強度分兩類：第一類，20mpa以下；第二類，2040mpa；法國利用廢棄混凝土和廢磚生產磚石混凝土砌塊；俄羅斯重點研究了再生混凝土的配合比設計以及新拌混凝土的特性。（四） 國內建筑垃圾綜合利用現(xiàn)狀再生混凝土在我國研究起步較晚，處于試驗和慎重使用階段；試驗研究較為零散，缺乏系統(tǒng)的應用基礎研究；缺乏完善的技術、規(guī)程和標準。國內的一些專家學者在這方面進行已加緊對再生混凝土的研究利用進行立項研究。像上海市建筑構件制品公司利用建筑工地爆破拆除的基坑支護等廢棄混凝土制作混凝土空心砌塊，其產品各項技術指標完全符合上海的混凝土小型空心砌塊工程規(guī)范。將廢棄混凝土破碎或粉碎后的碎塊用作新拌混凝土的骨料，在

8、一些改建或重建工程項目中也有所應用。我國再生混凝土不僅運用到建筑業(yè)，而且很多再生混凝土運用在在交通行業(yè)中，當混凝土道路的混凝土路面到達其使用年限，或者重物碾壓等原因破損，則需要修補或者重建時，現(xiàn)在的一般做法是破除并廢棄舊的水泥混凝土面層，修補基層后，重新進行鋪筑。目前，在我國水泥混凝土路面再生技術中主要應用的是現(xiàn)場再生技術，即破碎或粉碎現(xiàn)有路面，然后將破碎或粉碎后的路面用作新路面結構中的基層或底基層，這一種做法在我國公路養(yǎng)護維修中普遍采用。例如，合肥至南京的高速公路采用再生混凝土骨料作為新拌混凝土的集料來澆注混凝土路面。合肥至南京的高速公路，路面為水泥混凝土，于1991年建成通車，隨著交通量的

9、增長、使用年限的增加，路面出現(xiàn)了不同類型的病害，每年路面維修工程量很大，每年維修產生大量的舊混凝土。為此，在養(yǎng)護維修過程中，根據高速公路快速通行的特點，采用再生混凝土骨料，并加入早強劑，達到快速通行的目的。施工前測試了再生混凝土骨料的表觀密度、吸水率、壓碎值、堅固性和沖擊值，并且充分注意了集料的最大粒徑和級配。用再生混凝土骨料代替天然集料，再生混凝土骨料的利用率可以達到80%，每年還可以節(jié)約大量骨料的運輸費用。同時，節(jié)省了廢棄的混凝土占用的土地費用。這樣既節(jié)省了大量的養(yǎng)護資金，又有利于環(huán)境保護，獲得了良好的社會經濟效益。四、再生混凝土的基本性能及影響性能的因素（一）再生混凝土的基本性能1.抗壓

10、強度由于再生混凝土和天然骨料混凝土其骨料不同，所以它們強度隨齡期的增長情況也不相同。相關試驗表明：與天然骨料混凝土相比,同一水灰比的再生骨料混凝土的28d抗壓強度約低15%，但其相差的幅度會隨著齡期的增長而慢慢縮小。再生混凝土使用的是再生骨料。故再生混凝土的強度和所使用的廢棄混凝土的強度有著緊密的聯(lián)系。在同一水灰比的條件下，再生骨料強度越高再生混凝土的強度也就越高。一般建筑物所拆除下的廢棄混凝土強度在c20左右，在水灰比為0.6并用再生骨料完全取代天然骨料時，其28d的抗壓強度可達到23.5mpa。完全符合普通混凝土的強度要求。如果使用高強度的再生骨料，則可以配制高強混凝土。相關試驗表明，如果

11、用于生產再生骨料的廢棄混凝土的強度達到4060mpa并加入微細硅粉和高效減水劑則可配制出c70c80的高強混凝土，尤其是在再生骨料與天然河砂搭配的情況下。2.抗拉強度再生混凝土的抗拉強度和它的抗壓強度一樣，隨著齡期的增長而增長。而且再生混凝土的抗拉強度與天然骨料混凝土抗拉強度的差也隨著齡期的增長而增大，到28d齡期后才基本不變。但如果在再生混凝土中摻加微細硅粉和高效減水劑則能夠明顯的提高其抗拉強度，尤其在28d齡期以后最為明顯。3.坍落度再生混凝土的坍落度和再生骨料所取代的比例有關，由于再生骨料比天然骨料的吸水率大，空隙多，表面粗糙度高，用漿量多。所以在相同水灰比的條件下再生混凝土中再生骨料所

12、取代的比例越高其坍落度就越小。同時骨料表面粗糙，增大了拌和物在拌和與澆筑時的摩擦力。再生混凝土的坍落度還隨水灰比的增大而增大，這和普通混凝土是一致的。而我們可以在再生混凝土中加入適量的粉煤灰或高效減水劑提高坍落度，同時可以保證有較好的保水性和粘聚性。4.干縮性干縮性是混凝土的重要指標之一。相關試驗表明：再生混凝土的干縮性與它的骨料情況有很大關系。由于再生混凝土使用的是吸水率大，空隙率高的再生骨料。所以它的干縮性比天然骨料混凝土要大且其干縮的程度和干縮持續(xù)的時間隨其再生骨料取代比例的增大而增大和加長。在再生骨料取代比例在50%以上時，其干縮時間持續(xù)時間比較長，但在50d齡期后干縮速率十分緩慢，干

13、縮的增量也要小(。5.用水量再生骨料與天然骨料不同，所以再生混凝土的用水量也與天然骨料混凝土不同。再生骨料內部缺陷多，吸水率大。再者，再生骨料的表面粗糙度比天然骨料要高，因此配合比中的細骨料（砂率）較高，并隨著再生骨料所取代比例的提高而增長，所以用水量有所增加。6.表觀密度再生骨料表面粗糙，摩擦阻力大，其混凝土難以振搗密實。再者再生骨料內部缺陷多，空隙率大。隨著混凝土中再生骨料的取代比例增大，混凝土的含氣量增大，表觀密度變小。此外，再生骨料與河砂、卵石等天然骨料相比比重小，再生骨料使用的比例愈高，混凝土的表觀密度愈小?？傮w而言，雖然再生集料的部分性能不如天然集料，利用再生集料研制和生產的混凝土

14、構件性能也比天然集料的差。但若通過摻加外加劑，則可以大大改善再生混凝土的性能，只要選擇合適的外加劑，再生混凝土的利用就可以十分廣泛。（二）影響性能的因素影響再生混凝土質量的因素也主要是有集料產生的1.原材料相同而配合比不同(強度等級不同)的原生混凝土破碎而得到的不同再生骨料在實際工程中，混凝土原材料(膠凝材料和原生骨料)基本上是相同的，只是混凝土的配合比不同，原材料相同而配合比不同的原生混凝土破碎后所得到的不同再生骨料之間性質存在何種差異?中南大學土木研究學院就這一問題作了探討。結論是與原生骨料相比，經人工破碎而得到的再生骨料視密度小，吸水率與壓碎指標大，含泥量大，顆粒偏粗;由原材料相同而配合

15、比不同(強度等級不同)的原生混凝土破碎而得到的不同再生骨料，其性質間存在的差異很小。該結論對于減小再生骨料與再生混凝土的質量波動是非常有意義的。2.再生粗骨料不同取代率對混凝土和易性及強度的影響云南農業(yè)大學對再生骨料不同取代率對混凝土和易性及強度的影響規(guī)律的研究，得到的結論是：隨著再生粗骨料取代率的不斷增大，再生混凝土的流動性將有所降低，但變化不大，而粘聚性和保水性將明顯得到改善;再生粗骨料取代率在0-50%變動時，對再生混凝土的強度影響較小，但超過此范圍時，將顯著降低混凝土強度。3不同齡期再生骨料對再生混凝土性能的影響浙江大學郭昌生等在實驗室內制備一批原生混凝土，分別養(yǎng)護1d，28d，111

16、d，采用顎式破碎機將其破碎制成再生骨料后分別制成再生混凝土，以研究不同齡期原生混凝土制得的再生骨料中水泥水化程度對再生混凝土性能的影響。結論是：1d齡期再生骨料中含有大量未水化的水泥，其在混凝土中可以繼續(xù)水化，從而對混凝土的強度產生顯著影響。而對于28天與111天齡期再生骨料而言，其中水泥水化已基本完成，水泥的繼續(xù)水化對再生混凝土的強度貢獻甚微，此時，再生骨料的強度成為影響再生混凝土強度的關鍵因素。4.不同來源再生骨料的基本性能及其對再生混凝土抗壓強度的影響麗水學院的王智威對于不同來源再生骨料的基本性能及對混凝土抗壓強度的影響一題的研究，結論表明：與天然骨料相比，不同來源再生骨料均具有密度低、

17、吸水率大，壓碎指標大等特點;不同來源再生骨料的基本性能之間存在一定的差異，對于老化比較嚴重的廢棄混凝土，其密度相對較低，吸水率較高。隨著廢棄混凝土原始強度的增加，再生骨料的密度增加，吸水率降低，但總體說來這些差異不大;對于普通強度再生混凝土，不同來源再生骨料對其抗壓強度影響不大。5、再生骨料基本性質及對再生混凝土性能的影響華僑大學陳瑩等通過系列試驗得出結論：再生骨料表面包裹的水泥砂漿較巖石強度小，孔隙大，并且再生骨料在混凝土塊解體破碎過程中產生大量微裂縫，因此再生骨料較普通骨料表觀密度小，吸水率大，強度低;隨著在生骨料顆粒粒徑的減小，顆粒間的空隙率增大。為保證再生骨料的正常生產性能，應特別注意

18、再生骨料的高吸水率問題;相對配比條件下，再生骨料將降低新拌混凝土的流動性，但粘聚性和保水性良好。再生骨料雖強度較天然骨料強度低，但因再生骨料粗糙，吸水率大，與水泥砂漿界面粘結狀況改善，可以部分補償因骨料自身強度低對硬化混凝土強度形成的不利影響，因此，再生混凝土比天然骨料混凝土抗壓強度略有降低。6.外加劑對再生混凝土性能的影響五、 再生混凝土的生產加工再生混凝土的生產主要是集料的生產，對集料進行加工處理。廢棄混凝土破碎清洗篩分再生粗骨料再生細骨料 最簡單的集料生產方式流程圖六、目前再生混凝土存在的問題隨著科學技術的發(fā)展，國內外再生混凝土的研究與開發(fā)得到很大的發(fā)展。然而，目前對再生混凝土結構性能上的研究相對較少，主要停留在對其材料性能上的研究。再生混凝土的研究還存在許多不足，主要有以下幾個方面：1.在實際工程中，再生混凝土的配合比還存在一定的不足，還需要通過大量的試驗對再生混凝土的配合比設計方法作進一步研究。2.關于再生混凝土結構構件的承載能力，如：抗彎、抗剪、抗沖擊性能等方面的研究還需加強。3.再生混凝土結構的耐久性研究是再生混凝土運用于結構的關鍵環(huán)節(jié)，然而關于這方面的研究至今仍較為薄弱，還有待于進一步研究。我國在進行廢混凝土再利用基礎理論方面研究的同時，還應重點研究實際應用過程涉及的問題，具體注意以下兩個方面：(1)政府應建立相關法