廢棄混凝土利用
一.前言
我國現階段大規模的城市建設和遍布各地的公路網改造翻新產生了大量的廢棄混凝土,而這些廢棄混凝土經過清洗、破碎、篩分、分級和按一定比例相互配合後可得到混凝土所需骨料,稱這種骨料為「再生骨料」;利用再生骨料作為部分或全部骨料配製的混凝土叫做再生混凝土。這種方法不僅有效的處理了廢棄混凝土,而且還能有效減少廢棄物對環境的嚴重汙染,是發展綠色混凝土的主要途徑之一。
二. 下面就以閱讀的 <<廢棄混凝土**利用的可行性分析 >>再生骨料的生產技術研究》 《粉煤灰摻入方式對再生混凝土強度的影響》 《改善再生混凝土工作效能的研究》等十三篇文獻對再生混凝土作如下幾方面的分析。
1.再生混凝土利用的現狀
廢棄混凝土的**利用可以分為三個層面：首先是低階利用，比如一般性的回填；其次是中級利用，比如用來當作建築物的基礎墊層或道路的基礎材料；最後是高階利用，比如用來當作為骨料配製成為再生混凝土用於建築結構的構件和道路的面層材料等。目前，我國對建築廢料利用率尚低，一般也只將其用作回填和建築物基礎墊層或道路的基礎材料，作為粗細骨料配製混凝土用於澆築建築結構構件、製作混凝土空心砌塊、道路面層等高階利用較少。
我國很多城鎮的絕大部分建築垃圾都被露天堆放，這樣不僅占用了大量的耕地，而且造成了資源嚴重浪費和環境汙染。廢棄的混凝土塊中含有大量原來基體混凝土的砂石骨料,將廢棄混凝土**,再把再生混凝土用到新建建築物上，不但可以降低工程成本，減少天然骨料資源的開採以緩解天然骨料供不應求的矛盾，還能減少城市環境汙染。
再生混凝土是再生骨料部分或全部取代天然骨料,而再生骨料與天然骨料效能上有較大差異,生產的再生混凝土就與普通混凝土效能也就有較大差異, 從而再生混凝土相對於普通混凝土就需要對再生骨料的生產工藝、再生混凝土的配合比、再生混凝土物理效能、再生混凝土耐久性、再生混凝土基本力學效能及再生混凝土利用的經濟性進行專門研究。
2.再生骨料的生產工藝
再生混凝土的生產工藝一般有以下步驟。首先,可以通過人工方法去除大塊雜質，如剝離鋼筋等；其次，在初次破碎後，可通過磁性篩選、非磁性篩選方法除去再生骨料中的大部分雜質；然後，利用篩分機對再生骨料進行多次篩分，以清除5mm 以下碎料；最後，可利用沖洗法除去附著泥屑、有機物質等。
由於混凝土**不同,可能所含雜質也就有所差異,如果對廢棄混凝土作分類處理,其再生骨料的生產工藝也將有所簡化。
第一類，無雜質的廢棄混凝土(各類實驗室的混凝土試塊), 這類廢棄混凝土效能較好，主要**有攪拌站、各類實驗室、施工單位等留置及試壓後的混凝土試塊。這類廢棄混凝土往往定期**於一些固定地點，**方便，且存有一定的數量積累。由於這類廢棄混凝土基本無雜質、尺寸較小，可以減少因人工破碎、篩分、磁性分選、雜物分選等帶來的昂貴費用，但**過程中需控制好對這類廢棄混凝土的質量。
第二類，不含鋼筋但含有其它雜質的廢棄混凝土(維修、改造路面產生的混凝土塊), 這類廢棄混凝土可以減少人工篩分、磁性分選等工藝， 但考慮到路面混凝土有可能因除冰鹽的影響導致氯化物含量過高的特點， 可以通過多次沖洗與長期暴露放置的方法來降低氯化物含量。
第三類，含有鋼筋及雜質廢棄混凝土(建築拆遷後的鋼筋混凝土構件梁板、柱等), 這類廢棄混凝土雜質較多，且內部存有鋼筋，所以清除工藝較複雜,需要增加磁性分選去除混凝土中鋼筋。
第四類，含有大量不宜分離雜質。這類廢棄混凝土常常含有大量不易清除的雜質，如含有大量泥漿、木屑、石膏等雜質及氯鹽、硫酸鹽、氧化鎂等有害物質，效能差。建議不宜採用這類廢棄混凝土製造的再生骨料配置混凝土。
在進行一次性破碎、篩分後，即可對它們進行低階利用，如鋪設場地、改良土壤等。
在清除再生骨料中雜質的同時， 合理的破碎與強化工藝是提高再生骨料品質的重要保證。根據目前研究情況， 提高再生骨料品質的可行方法有以下幾種：（1）加熱後再破碎。
再生骨料加熱到適當溫度後，其中的水泥砂漿部分會變脆，與原來的天然骨料的粘結力
降低，再破碎時，可以將薄弱的水泥砂漿有效分離，合適的加熱溫度為300℃。（2）進行多次破碎。在廢棄混凝土破碎過程中，天然骨料-水泥砂漿介面處往往容易形成裂紋，使粘結力降低，通過多次破碎，可以盡可能地將天然骨料與水泥砂漿分離。
此外，通過多次破碎及篩分，可以消除較弱的再生骨料，降低砂漿附著量，使壓碎指標值降低， 改善顆粒表面形態以及減少針片狀含量。（3）化學強化。可採用一些材料（聚合物、有機矽防水劑、純水泥漿、外摻kim 粉、外摻ⅰ級粉煤灰等）對再生骨料進行浸漬、淋洗、乾燥等處理，使再生骨料得到強化。
3.再生混凝土效能
坍落度由於附著水泥砂漿的作用,及其稜角多,表面粗燥,且骨料內部微裂紋較多,再生骨料的品質較天然碎石有所降低,當再生混凝土坍落度隨著再生骨料置換率的不斷增大,再生混凝土的坍落度值呈現明顯的下降趨勢。
空氣量隨著再生骨料置換率的不斷增大,再生混凝土空氣量呈現不斷增大的趨勢。再生混凝土空氣量增加的原因為: (1) 再生骨料表面附著有水泥砂漿,以至於再生骨料表面粗糙且空隙量大; (2) 混凝土流動性下降使混凝土拌和質量下降,因此再生骨料和水泥砂漿可能沒有很好地融合,從而引起再生混凝土的空氣量出現增加。
強度隨著基體混凝土的強度降低,再生混凝土的強度呈下降趨勢。但對於不同強度等級的再生混凝土,再生骨料對其強度的影響不同:配製高強再生混凝土時,再生骨料的效能對再生混凝土的強度影響最大;配製中等強度再生混凝土時,影響程度次之;配製低強度的再生混凝土時,再生骨料對其強度的影響最小。
一般情況下,再生骨料混凝土的抗壓強度低於基體混凝土或相同配比的普通混凝土的抗壓強度,降低範圍為0 %～30 %平均降低15 %。再生混凝土抗壓強度降低的主要原因是再生骨料與新舊水泥漿之間在一些區域結合(bond)弱。目前,有關再生混凝土的微觀結構以及如何提高再生混凝土的強度有待於進一步研究。
耐久性 (1)再生混凝土的抗滲性由於再生骨料的孔隙率較大,基於自由水灰比設計方法之上的再生混凝土的抗滲性比普通混凝土低。(2)再生混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性由於孔隙率及滲透性較高,再生混凝土的抗硫酸鹽和侵蝕性比普通混凝土稍差。摻加粉煤灰後,能減少硫酸鹽的滲透,使其抗硫酸鹽侵蝕性有較大改善。
(3)再生混凝土的抗裂性再生混凝土的極限延伸率為(215 - 310) ×10 - 4 。同普通混凝土相比,再生混凝土極限延伸率增加2717 %。由於再生混凝土彈性模量低,拉壓比高,因此再生混凝土抗裂性優於基體混凝土。
(4)再生混凝土的抗凍融性再生混凝土的抗凍融性比普通混凝土差。再生骨料與天然骨料共同使用時或通過減小水灰比可提高再生混凝土的抗凍融性。
4.粉煤灰對再生混凝土的影響
(1)粉煤灰等量取代法對再生混凝土強度的影響
粉煤灰等量取代法,就是以粉煤灰等量取代水泥,保持混凝土內膠凝材料(水泥+ 粉煤灰) 總量不變,而水泥用量減少。粉煤灰分別等量替代20 %和40 %的水泥, 再生混凝土的強度分別較基準再生混凝土降低了17 %和46 %。
(2)粉煤灰超量取代法對再生混凝土強度的影響
粉煤灰超量取代法,即混凝土內粉煤灰的摻入量大於所取代的水泥量,儘管水泥用量減少了,但混凝土內膠凝材料(水泥+ 粉煤灰) 總量增加了。用超量取代法配製的粉煤灰再生混凝土,28 d 抗壓強度都在20 mpa 左右,比基準再生混凝土強度低15 %左右。
(3)粉煤灰代砂法對再生混凝土強度的影響
粉煤灰代砂法,就是以粉煤灰等量取低混凝土中的砂子。採用粉煤灰分別代替30 %、50 %和70 %的砂配製粉煤灰再生混凝土,用粉煤灰代替30 %砂,使再生混凝土的強度由24 mpa 增加到29 mpa ,增長20 %;替代50 %的砂時,再生混凝土強度下降25 %;替代70 %的砂時,再生混凝土強度下降更多,下降75 %。
用粉煤灰代替30 %砂,生產再生混凝土,不僅使再生混凝土強度提高了20 % 而且還能消耗一部分粉煤灰,減少其對環境的汙染,同時還節省砂料資源,降低混凝土成本。
三.總結
對再生混凝土雖然研究較多,但因其材料特徵、研究重點、科技標準等有異,知識成果可比性較弱,另外還有許多方向有待研究,與其是結構層次、耐久性和工程應用、施工方法和設計原理等研究,以及相關法規制定,合理處理再生混凝土問題,改進再生骨料的生產工藝,加強**引導使再生混凝土形成產業鏈。由於再生混凝土利用意識還比較薄弱,需要加強宣傳力度。
再生混凝土的耐久性及其改善措施
摘要 在大量文獻研究的基礎上，本文較為全面地綜述和分析了再生混凝土的耐久特徵及其改善措施，主要包括再生混凝土的抗滲性 抗凍融性 抗硫酸鹽侵蝕性 碳化以及氯離子滲透性和耐磨性。研究表明，總體來講，再生混凝土的耐久性較普通混凝土差。但是，通過減小水灰比 摻加粉煤灰 採用二次攪拌工藝 減小再生骨料最大粒徑...
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