浅谈再生混凝土在道路工程中的应用.pdf

基金项 目：2 0 1 3 年广西教育厅科学技术研究项 目钢管再生混凝土粘结滑移关系研究 ( 2 0 1 3 L X 1 9 2) 秘A p p J i c a t i o n 戆 爹 R e c y c | d C o n o r t o i R o a d P r o j e c t 8 浅谈再生混凝土在道路工程中的应用 口秦荷成 一 Q i n H e c h e n g 【 摘要】 通过介绍再生混凝土的应用现状和基本性能，分析其在道 路工程应用中的应用价值和研究方向，提出再生混凝土在道路工程 中的应 用前景 。 f 关键 词】 再 昆 凝土： 道路工程： 应用 【 文章编号】 1 6 7 2 7 0 4 5( 2 0 1 4) 0 2 0 1 3 7 0 3 【 中图分类号】 T U 5 2 8 【 文献标识码】 A A b s t r a c t ：Th i s p a p e r i n t r o d u c e s a p p l i c a t i o n s t a t u s a n d b a s i c p r o p e r t i e s o f r e c y c l e d c o n c r e t e ， p o i n t i n g o u t i t s a p p l i c a t i o n p r o s p e c t b y i t s a p p l i c a t i o n v a l u e a n d r e s e a r c h d i r e c t i o n 建筑材料 1再生混凝土的应用现状 再生混凝 土也可称之为再生骨料混凝 土 (Re c y c l e d C o n c r e t e ，简称 “ RC ” )，它是指将一些废弃混凝土块经过 回收、破碎 ，然后再清洗 、分级后，部分或者全部取代天然 骨料，再按一定的比例与水泥 、砂 、水混合配制成的新混凝 土。它的重要意义在于充分地循环利用建筑材料。 对于再生混凝土来说 ，原生混凝土是用来生产再生骨料 的原始混凝土，它的作用在配合比相 同的情况下同再生混凝 土进行配比是从2 0 世纪7 O 年代初开始 ，苏联、德国、日 本等 一 些世界发达国家开始研究废弃混凝土块回收再利用。2 0 1 0 年1 0 月l 3 日至 1 5 日，第二届工程废弃物资源化与应用研究 国际会议暨第二届 中国再生混凝土研究与应用学术交流会在 上海成功举办，该届会议以建筑废物再生利用及土木工程可 持续发展为主题 ， 从工程废弃物角度找到低碳节能的方案。 由中国硅酸盐学会和加拿大矿产能源技术中心、美国混 凝土学会主办 ，中国建筑材料科学研究总院承办的第六届国 际水泥与混凝土会议暨国际C A N ME T A C I 混凝土技术可持 续发展会议于2 0 0 6 年9 月1 9 日至2 2 日在西安召开。研讨主题 更加突出了废渣在混凝土中利用的可持续科学发展观。可持 续发展研究机构 ( S R L) 于2 0 0 1 年制定了关于再生骨料利用 的环保标准 ( e c o l a b e 1 ) 。如何有效回收再利用废弃的混凝 土块已成为发达国家共同研究的课题。 纵观人类文明建设的发展历程，混凝土材料早在l 9 世纪 2 0 1 40 2137 理论 科技 T H E O R I E S T E C H N O L 0 G lE S 编辑一 刘琚设计一 姜瑶 初开始生产和使用 ，目前它在建筑行业中是用量最 多 、使用范围最广的一种建筑材料 。随着经济的快 速发展和城市化进程速度的加快 ，混凝土材料的人 均消费量与 日俱增。相关资料统计显示 ，目 前 ，我 国混凝土的年产量约 占世界总量 ( 年产量约2 8 亿立 方米 )的4 5 左右。混凝土主要由粗骨料 ( 石 )和 细骨料 ( 砂 ) 组成 ，这两种骨料约占混凝土总量的 7 5 。在过去的经济建设过程 中，资源保护和环保 意识没有得到足够的重视 ，以为砂石骨料来源广， 价格低 ，取之不尽 、用之不竭 ，并进行大肆开采， 甚至出现滥采滥用的现象，对 自然生态环境造成严 重的破坏 。建筑业作为国民经济的支柱产业，伴随 着世界人口的不断增多，对骨料砂石需求也与日俱 增。混凝土的主要组成材料是碎石或卵石 、砂子和 水等天然资源 ，权威部门的统计结果显示 ，目前这 些天然骨料正以每年约8 0 亿吨的速度消耗。同时， 随着人们生活质量的不断提高、城市建设的快速发 展，2 O 世纪6 0 至8 0 年代的建筑物已经落后于人们当 今使用要求 ， 很多建筑物将面临改造 、加固甚至被 拆除，这样的建筑垃圾必定会日益增多。据英国混 凝土会议资料显示 ，从1 9 9 1 年后的十年间，全世界 废弃的混凝土统计的总量超过1 0 亿吨。我国每年建 筑垃圾的产量很大 ，目前，在国内建筑垃圾处理的 方法主要是掩埋，这样势必会占用大量的垃圾掩埋用 地 ，如果长期这样下去 ，我们将会缺少掩埋用地 ， 因此 ，积极寻找处理建筑垃圾 的办法迫在眉睫。 2再生混凝土的基本性能 混凝土配合比和再生骨料的性能会影响再生 混凝土的各项性能。相同条件下 ，它的力学性能、 变形性能、耐久性能、和易性等性能低于普通混凝 土 ， 使得再生混凝土结构性能较普通混凝土结构有 不同程度的降低。 2 1再生混凝土的和易性 影响再生混凝 土和易性的因素主要有再生骨 料取代率以及水胶比。再生骨料表面粗糙 ，孔隙率 大 ，导致吸水率增加 ，在相同条件下 ，坍落度会比 普通混凝土的小 ，且随着再生骨料的增加 ，坍落度 会逐渐降低 。其次 ，同天然骨料混凝土类似 ，相同 1一C IT IE S A N D T O WN S C O N S T R U C T IO NING U A N G X I 一广西城镇建设 条件下，水胶比越大坍落度越大。 2 2 再生混凝土的力学性能 再生骨料破碎方法 、骨料替代率 、原生混凝 土的强度等级以及再生混凝土的配合比等对再生混 凝土的强度都有一定程度 的影响。再生混凝土强度 变化的规律性较差主要是因为原生混凝土的强度等 级 、使用环境各不相同 ，再加上破碎工艺也有差 异。以下是相关研究人员得出的结论： ( 1 )一般情况下 ，如果所采用的混凝土设计配 合比相同，配制的再生混凝土 比天然骨料混凝土的 抗压强度要低 ，其主要原因是再生骨料与新、旧水 泥浆之间结合 比较弱。 ( 2)有关试验结果表明，原生混凝土强度对再 生混凝土抗压强度有一定的影响，一般是会随着原 生混凝土的强度下降而降1 氐。 ( 3 )再生混凝土的抗压强度随再生骨料用量的 增加而降低。当水胶 比相同，再生骨料取代天然骨 料的替代率在3 0 以内时 ，再生混凝土的抗压强度 降低程度比较小 ，此后 ，再生混凝土的抗压强度会 随着替代率的增加而降低 。再生混凝土的强度也会 随着水胶比的降低而减轻。 ( 4)刑振贤等实验证明，和配合比相 同的天然 骨料混凝土相比较，全部采用再生骨料配制的再生 混凝土，抗压强度、抗拉强度降、抗折强度都会降 低约1 0 。 ( 5)相比同配合比的天然骨料混凝土，再生混 凝土抗拉强度会有所 降低 ，但降低幅度会随着龄期 的增长而逐渐减小。 (6)相 比同配合 比天然 骨料 混凝土的情况 下 ，全部采用再生骨料配制的再生混凝土抗 折强 度一般要下降1 0 2 5 左右。但一般都可以达到 4 MP a 5 MP a ，能够满足工程需求。水胶比对再生 混凝土抗折强度有很大关系，基本成正比例关系 ， 同时抗折强度也会随着再生混凝土抗压强度的增大 而线性增大。 2 3 再生混凝土的耐久性 有关研究表明，同比天然骨料混凝土来说 ，再 生混凝土抗裂性能较好 ，但抗渗性 、抗硫酸盐侵蚀 性 、抗冻融性、抗磨性则不及天然骨料混凝土。在 再生混凝土中掺入适量的粉煤灰 ，可以在一定程度 上改善其抗渗性和抗硫酸盐侵蚀性，通过降低水胶 比则可以提高其抗冻融性。 3再生混凝土在道路工程中的应用 在道路工程领域中 ，混凝 土是用 量最多 、同 时也是应用最广泛的建筑材料之一。近几年来 ，随 着高速公路及城市公路的建设 ，带来了一系列关于 自然能源 、资源 、可持续发展和环境保护等问题。 主要表现在两个方面 ：首先 ，混凝土的需求量越来 越大 ，势必要大量开采砂 、石及消耗各种资源 ；其 次 ，随着新道路的建立和 旧道路 的改造，大量废弃 混凝土产生，并且要 占用一定的空间来处理，这就 会对周围环境造成很大影响，只有循环再生利用这 些废弃建筑垃圾，才能避免对 自然资源的开采和破 坏，这才是道路工程可持续发展的根本。 通过在再生混凝土 中掺入聚丙烯纤维 ，达到 对再生混凝土的强化与改性作用 ，使其满足再生混 凝土建设的耐久性和强度的使用要求 ，为在道路工 程中废弃混凝土的再生循环利用提供一个经济、可 靠、有效的途径 ，我们必须理论结合实际进行分析 测试。具体来说，以下是值得关注和研究的方向： ( 1 )研究在道路工程中，再生混凝土 中掺入聚 丙烯纤维后 ，聚丙烯纤维对再生混凝土轴心抗压强 度的影响。 ( 2)研究在道路工程中，再生混凝土中掺入聚 丙烯纤维后 ，聚丙烯纤维对再生混凝土的抗拉强度 和临界断裂时的最大裂缝宽度的影响。 ( 3)研究在道路工程中，再生混凝土 中掺入聚 丙烯纤维后，聚丙烯纤维对再生混凝土早期及中长期 抗裂性能的影响，以及聚丙烯纤维的最佳掺量值。 ( 4)研究聚丙烯纤维再生混凝土应用在道路工 程中的经济性。 ( 5) 进行再生混凝土技术的研究对解决再生混 凝土的强度和耐久性使用要求的问题、提高经济效 益和社会效益具有现实意义。 4 结语 将道路废弃混凝土回收再利 用 ，经过适 当的 加工处理后运用到实际工程中，在降低废弃混凝土 对 自然环境的影响的同时，又能很好地保护天然资 源。再生混凝土满足世界环境组织提出的 “ 绿色” 的要求 ，是一种可持续发展 的新型绿色混凝 土。 参考文献】 1 徐卓 ， 龙帮云开发利用再生混凝土走可持续发展的道路 J 中外建筑，2 0 0 4( 2 ) ：1 9 7 1 9 9 2 田洪臣， 段绪胜， 王福忠，冯勇 建筑垃圾的综合应用 J 山东农 _l， 大学 艮( 自 然 障版 ) ， 2 0 0 6 ， 3 7 ( 1 ) ：1 0 9 1 1 2 3 李学英 改性聚丙烯纤维混凝土的性能研究 D 哈尔滨 ： 哈尔滨工业大学，2 0 0 3 4 傅春松 聚丙烯纤维对现浇混凝土楼板非荷载裂缝影响的 试验研究 D 南宁：广西大学，2 0 0 6 5 王立伍 聚丙烯纤维对混凝土性能 的影响和工程应 用 A 程庆国 全国第七届纤维水泥与纤维混凝土学术会议论文 集 C 北京 ：中国铁道出版社 ，1 9 9 8 【 作者简介】 秦荷成，硕士，讲师，工程师，国家注册一级建造师，现任 职于广西建设职业技术学院。 收稿 日期】 2 0 1 3 1 1 2 5 建筑材 料