废弃混凝土的回收利用——再生混凝土

综合介绍了再生混凝土的定义及国内外发展情况，此外还介绍了再生骨料、再生混凝土的性能及运用，并为再生混凝土的发展与利用提出了建议。     

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.     

再生骨料混凝土特性及研究现状

再生骨料混凝土的应用是废弃混凝土回收利用的有效途径;是建筑业节能减排的重要措施。分析了废弃混凝土再生骨料的特性及回收中存在的问题,阐述了再生骨料混凝土在国内的发展与应用情况,并提出对再生骨料混凝土的未来应用建议。     

再生混凝土基本力学性能试验分析

进行了再生混凝土配合比设计,完成了再生混凝土基本力学性能相关试验,并以天然骨料混凝土作为基准进行对比,主要研究了再生混凝土的立方体抗压强度、立方体劈裂抗拉强度、抗折强度的影响因素及变化规律。通过试验数据的统计回归,建立了再生混凝土抗压强度公式,给出了再生混凝土各项强度指标之间关系式。     

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.     

骨料类型及粒径对拋填骨料混凝土性能的影响

将拋填骨料工艺用于制备再生混凝土,以拋填天然骨料混凝土为对照,由抗压强度、弹性模量、体积稳定性及抗渗性对拋填再生骨料混凝土进行评价。结果表明:在最佳拋填率时,拋填骨料混凝土的抗压强度可提高7.4%～15%,并且拋填再生骨料混凝土弹性模量提高21.1%。而且拋填再生骨料混凝土的体积稳定性及抗渗性均有提高。尽管拋填再生骨料混凝土的力学性能及耐久性不如拋填天然骨料混凝土,但相比常规的再生混凝土制备方法,拋填骨料工艺提供了一种制备高性能再生骨料混凝土的方法,更能实现再生骨料的资源化利用。     

再生骨料混凝土简支梁静力荷载下性能研究

研究了再生骨料混凝土简支梁和普通混凝土梁在静力荷载作用下的裂缝的产生发展、应变以及挠度等变化.研究结果表明:相同荷载作用下,再生骨料混凝土梁的裂缝宽度略大于普通混凝土梁;加载后期,再生骨料混凝土试件梁的剪弯区裂缝发展速度较快,跨中裂缝和斜裂缝快速增长;再生混凝土梁在受力过程中正截面应变变化也基本符合平截面假定;试件梁未开裂时,再生骨料混凝土梁的挠度随再生骨料掺量的增大而增大.     

再生混凝土技术与发展

根据研究文献，总结了再生混凝土的技术和发展，主要包括再生混凝土的物理性能、力学性能、耐久性、配合比设计、结构性能和造价分析．结果表明，废弃混凝土的再生利用是可行的，可以用于土木工程的非承重构件和某些承重构件中．与普通混凝土相比，再生混凝土在配合比设计、材料性能及结构性能等方面均存在一定差异，需要进行专门研究．此外，还讨论了混凝土中骨料与水泥石之间界面层形成机理、基本特征和可能的强化措施，为再生混凝土的工程应用提供一定的参考．最后，结合国家的可持续发展战略，提出了再生混凝土技术开发需要进一步研究的问题．     

再生复合骨料混凝土的技术经济分析

分析了再生复合混凝土骨料的来源与性质,将再生复合骨料混凝土性能与普通混凝土进行了比较,体现了再生混凝土性能优越、环境效益及经济效益明显的显著特性.讨论分析了再生混凝土利用的可行性及其适用范围,结论表明,该技术完全可以在实际工程中得到广泛应用.     

高性能再生骨料混凝土的物理力学性能及耐久性

针对再生骨料混凝土的路用性能,研究了再生骨料的掺量对高性能再生骨料混凝土物理力学性能的影响,并采用混凝土抗氯离子渗透性的电评价标准试验方法对高性能再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性能进行了评价.研究结果表明,虽然再生骨料属于低品质骨料,但高性能再生骨料混凝土的力学性能及耐久性并未随着再生骨料掺量的增加而急剧劣化,再生骨料对混凝土性能既有正效应也有负效应;通过采用优质粉煤灰和高效减水剂双掺技术,可以制备出高强高性能再生骨料混凝土.     

从灾后重建探讨再生混凝土的研究现状及其应用发展

再生混凝土是再生利用废弃混凝土的一种新材料,具有显著的环境保护和经济利益优势,是实现建筑、资源、环境可持续发展的主要措施之一。特别是汶川大地震后,产生的建筑垃圾远远超过了我国年产建筑垃圾总量,给地震灾区的重建工作带来了巨大的挑战。本文结合国内外再生混凝土研究发展现状,介绍了再生混凝土的基本性能和其在结构应用中的表现;同时,结合组合结构的优势,探讨了钢管再生混凝土构件的力学性能和再生混凝土在钢管组合结构中的应用前景。提出在灾后重建工作中,我国发展再生混凝土研究和应用的必要性和可行性。     

再生混凝土结构长期工作性能研究进展

再生混凝土结构的应用是建筑垃圾资源化利用和建筑材料可持续发展的重大需求,受到国内外学术界和工程界的共同关注和高度重视.再生混凝土结构长期工作性能研究是再生混凝土研究的一个重要方向,其中再生混凝土的抗冻融性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能、徐变性能、再生混凝土内钢筋锈蚀及锈裂、锈蚀钢筋与再生混凝土黏结性能和再生混凝土构件的长期工作性能是决定再生混凝土结构长期工作性能的重要组成部分.本文就以上7个方面的相关研究进行了总结和分析,归纳了亟待深化研究的问题.结果表明:1)以上再生混凝土长期工作性能研究均有不同程度进展,并取得了很多较有价值的结论,但也有部分研究结论并不完全一致,甚至相互冲突,究其原因,主要因再生骨料来源、配合比设计和试验方法不同所致,仍需进一步深入研究;2)多数研究围绕中、低强再生混凝土展开,高强再生混凝土方面涉及较少,可多开展高强再生混凝土长期工作性能研究,与目前大力推广使用的高强钢筋同步进行,使二者充分发挥其性能,避免浪费;3)宏观规律性结论较多,细微观结构机理研究较少,可多进行细微观机理研究;4)相较再生混凝土材料长期工作性能研究成果而言,再生混凝土构件和结构部分的研究相对薄弱,后续可多开展构件或结构方面的研究;5)再生混凝土长期工作性能研究多为单因素作用研究,而实际工程多为多因素耦合作用,后续可进一步深入多因素耦合作用效果研究,以最大程度实现理论与实际吻合.期望本文能为后续再生混凝土长期工作性能的研究提供思路和方向,为再生混凝土的推广应用提供数据和理论支持.     

腐蚀环境下再生混凝土结构耐久性设计研究

为推广耐久性设计在再生混凝土结构工程设计中的应用,在考虑再生粗骨料来源的复杂性和再生混凝土初始损伤的影响基础上,结合近年来我国再生混凝土结构相关研究与应用成果,根据普通混凝土结构耐久性设计原则,分析研究腐蚀环境条件下再生混凝土结构的耐久性设计问题,然后确立腐蚀环境条件下再生混凝土结构耐久性设计的基本方法。结果表明:在再生混凝土与普通混凝土强度等级相同的情况下,当30%再生粗骨料取代率≤50%及再生粗骨料取代率50%时,钢筋保护层厚度应适当分别增加3 mm和5 mm,而再生混凝土养护时间应适当分别延长24 h和48 h。     

再生粗骨料混凝土抗冻性试验研究

再生混凝土的研究与应用对于保护环境具有重大意义,其耐久性则是影响生产应用的重要指标.重点研究了再生粗骨料取代量、矿物掺和料等因素对再生混凝土抗冻性的影响.结果表明：再生粗骨料混凝土的质量损失率均满足5%的试验要求,且质量损失率随着再生骨料取代率的增加而下降;再生粗骨料混凝土的相对动弹模量低于天然骨料混凝土,达到了冻融循环抵抗性指标,满足抗冻性要求;掺普通矿粉的再生混凝土比掺粉煤灰的再生混凝土抗冻性好;硅灰对提高再生混凝土（掺粉煤灰）的抗冻性有明显作用.     

邯郸地区再生骨料在混凝土和砂浆中应用

全面研究了邯郸地区用砖混结构建筑垃圾生成的再生骨料的粒径、堆积密度、吸水率、筒压强度等基本性能。通过试验,分别测试了以建筑垃圾为骨料的再生混凝土的干表观密度、抗压强度、抗渗性、抗冻性等相关的物理力学性能、以混凝土废渣为粗骨料的再生混凝土的抗压强度和以建筑垃圾作为细骨料等体积替代砂浆中的砂的再生砂浆的抗压强度,并分别与普通混凝土和砂浆对比分析。试验结果表明：以建筑垃圾为骨料的再生混凝土具有良好的基本力学性能,强度最高可达C30;用混凝土废渣作为粗骨料配制的再生混凝土的强度等级可达C50;再生砂浆的强度不降低。     

再生混凝土强度对筒体耐火性能的影响

为进一步推动再生混凝土的应用,对再生混凝土构件的耐火性能进行了试验研究.设计了2个再生混凝土强度等级分别为C20和C30的全再生钢筋混凝土筒体模型,再生粗骨料及细骨料取代率均为100%.在试验炉内对筒体施加竖向轴力,并按标准曲线升温,进行了筒体模型在轴力及高温共同作用下的试验研究.对比分析了2个模型的耐火极限、温度场、破坏特征、墙体挠度及竖向位移.利用ABAQUS软件,模拟分析了筒体内部温度场并与试验结果进行了对比,两者符合较好.研究表明,随再生混凝土强度的提高,筒体的耐火性能逐渐降低,耐火极限下降,易发生高温膨胀破坏.     

灾后重建再生砌块砌体结构性能和设计研究

利用汶川地震产生的大量建筑废物,生产再生混凝土砌块,是一种重要的资源化利用建筑废物的方式。围绕再生混凝土砌块在灾后重建村镇住宅砌体结构中的应用,探讨再生混凝土砌块砌体的结构性能。在此基础上,设计再生混凝土砌块承重墙片低周反复试验和再生混凝土砌块砌体房屋足尺模型振动台试验,研究再生混凝土砌块砌体的抗震性能。并结合灾后重建示范工程中的两栋再生混凝土砌块砌体房屋,进行再生混凝土砌块砌体结构的设计研究。     

废弃混凝土再生骨料的特性研究

针对废弃混凝土造成的环境问题，提出了将其加工成为再生骨料或再生混凝土的应用方案，研究了再生骨料的生产工艺、特性及其对混凝土性能的影响。研究表明，适当掺加再生骨料不仅可以提高混凝土的强度，而且还可提高混凝土的粘聚性、保水性及保温性能。