王馨鈺 龍麗霞 王 楠 宋 墨
(陜西服裝工程學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院 咸陽 712000)
隨著城市進(jìn)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(jì)增長和隨之產(chǎn)生大量的建筑垃圾。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國每年建筑垃圾量達(dá)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(gè)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(fèi)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(jì)80年代就已制定再利用相關(guān)規(guī)范,現(xiàn)主要研究無機(jī)結(jié)合料基層中摻有再生混凝土?xí)r,其特性與級(jí)配、混合料組成等因素的關(guān)系。美國政府制定《超級(jí)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(lì)研發(fā)再生混凝土技術(shù)。隨著中國城市進(jìn)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(tái)了相關(guān)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(jí)等步驟后,按一定比例與級(jí)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(xì)骨料為天然砂;粗骨料為天然石、細(xì)骨料為再生骨料;再生骨料部分替代粗細(xì)骨料。
大量試驗(yàn)研究表明:再生骨料表面粗糙且棱角較多,在對(duì)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(jié)性能弱、磨耗值大、強(qiáng)度較低[6]。再生骨料制得的混凝土孔隙率大,增強(qiáng)了建筑物保溫、隔熱效果;再生混凝土容重低,可降低結(jié)構(gòu)自重,提高結(jié)構(gòu)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(shí)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(rèn)為,與普通混凝土相比,再生混凝土的坍落度小、流動(dòng)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(qiáng)。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(dāng)再生骨料取代率超過50%時(shí),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(xiàng)研究表明:再生骨料取代率為30%左右其混凝土抗壓強(qiáng)度接近相同條件下的普通混凝土。再生混凝土抗壓強(qiáng)度測(cè)試值的離散性較大,骨料取代率由25%增至100%時(shí),抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差由18%增至49%。同一水灰比情況下,混凝土的抗壓強(qiáng)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(qiáng)度隨再生骨料強(qiáng)度增高而增高,適當(dāng)降低水灰比也可提高其抗壓強(qiáng)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(yīng)用。再生混凝土耐久性的指標(biāo)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(xué)性能,依賴于自身孔隙結(jié)構(gòu)。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(kuò)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(hù)齡期的增長可得到適當(dāng)改善。
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(shè)的發(fā)展要求。再生混凝土的研究、應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑,也是時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。
(1)對(duì)再生骨料制備工藝進(jìn)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(fèi)與破壞。
(2)加強(qiáng)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(yīng)用。
(3)再生混凝土的結(jié)構(gòu)性能方面研究較少,針對(duì)這方面應(yīng)加大研究力度。
(4)建立有效的再生骨料質(zhì)量評(píng)價(jià)體系,制定相應(yīng)行業(yè)規(guī)范。
[1]王瑞敏,王林秀.中國建筑垃圾現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景[J].建筑工程,2011(4):178~179.
[2]侯星宇.再生混凝土研究綜述[J].原材料及輔助材料,2011(7):97~103.
[3]葉靜輝,等.再生混凝土技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀[J].中外公路,2008(10):232~234.
[4]孫楠.城市建筑垃圾的循環(huán)再利用研究[J].延安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012(9):81~83.
[5]李敏,路曉明,梁盼.城市建筑垃圾再生循環(huán)利用難題和對(duì)策分析[J].探索帶,2013(7):244~246.
[6]秦荷成,趙治超,謝華.再生混凝土研究的現(xiàn)狀及意義[J].沿海企業(yè)與科技,2013(3).
[7]班明霞,等.再生混凝土結(jié)構(gòu)性能研究應(yīng)用現(xiàn)狀及前景展望[J].四川建筑科學(xué)研究,2011(6):191~196.
[8]康梅柳,周麗萍.廢棄混凝土的再生利用[J].建材技術(shù)與應(yīng)用,2011(6):9~16.
[9]劉喜平,薛麗皎,張科強(qiáng),陳棟梁.不同替代率再生混凝土基本性能試驗(yàn)[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2014(9):1270~1274.
[10]冷艷玲,李琦,周俊峰.再生混凝土基本性能及其改善措施研究綜述[J].公路交通科技應(yīng)用技術(shù)版,2010(10):165~169.
[11]胡治春,李國新,歐陽孟學(xué).廢棄混凝土回收利用的研究進(jìn)展[J].綜述評(píng)論,2016(1):30~39.
[12]朱從香,等.浸泡法強(qiáng)化再生混凝土抗碳化試驗(yàn)研究[J].混凝土,2012(9):65~68.