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安徽建筑 2 01 4年第 1期( 总 1 9 5期 ) 再生混凝土技术及其配合比设计方法 Re g e n e r a t e d Co n c r e t e Te c h n o l o g y a n d i t s Mi x De s i g n Me t h o d 钟 国林 ( 安 徽 省 皖中 工 程 设 计 有 限 责 任 公司， 安 徽 合 肥 2 3 0 0 0 0 ) 摘 要 ： 文章阐述了再生混凝土技术的概念及其基本性质， 并针对再 生骨料吸 水率较 大而导致再 生混凝 土强度 离散性 大的特点 ， 提 出基 于 自由水灰 比之上的再生混凝土配合 比设计方法。 关键词 ： 再生骨料； 再生混凝土； 自由水灰比； 配合比 中图分类号 ： T U 5 2 8 0 文献标 识码： B 文章编号 ： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 4 ) 0 1 0 0 5 7 0 2 0 前言 混凝土是当代用量最大的人造建筑材料 ， 长期以来， 由于 砂石骨料来源广泛易得， 价格低廉而不受重视 ， 被认为是取之 不尽的原材料而随意浪费， 随着混凝土用量的增大， 因开采砂 石骨料而造成的资源枯竭和环境破坏已成为人们关注的焦点。 同时， 大量的建筑垃圾 ， 其中含有大量的废弃混凝土块， 对城市 环境造成污染。由于废弃混凝土块中含有大量砂石骨料， 如果 能将它们就地回收， 经过破碎 、 清洗、 分级后作为骨料再利用， 生产再生混凝土， 用到新建建筑物上， 则不仅能降低成本、 节省 天然骨料资源 、 缓解骨料供求矛盾 ， 还能减轻废弃混凝土块对 城市环境的污染。目前 ， 对废弃混凝土进行循环再利用被看作 是 发展绿色混凝 土的主要措施之一 。 1 再 生混凝土技术 1 1 再 生混凝 土技 术的概念 再生混凝土技术是将废弃混凝土块经过破碎 、 清洗、 分级 后， 按一定的比例混合形成再生骨料， 部分或全部代替天然骨 料配制新混凝土的技术。把废弃混凝土块经过破碎 、 分级并按 一 定的比例混合后形成的骨料称为再生骨料， 而把利用再生骨 料作为部分或全部骨料配制的混凝土，称为再生骨料混凝土， 简称再生混凝土。 1 _ 2再生骨料的来源和制造过程 用来生产再生骨料的废弃混凝土主要有以下几种来源： 建筑物因达到使用年限或因老化被拆毁，产生废弃混凝土块， 这是废弃混凝土块的主要来源； 市政工程的运迁以及重大基 础设施的改造产生废弃混凝土块 ； 商品混凝土工厂产生的 废弃混凝土； 因意外原因如地震、 台风 、 洪水等造成建筑物倒 塌而产生废弃混凝土块。 用废弃混凝土块制造再生骨料的过程和天然碎石骨料的 制造过程相似， 都是把不同的破碎设备、 筛分设备、 传送设备合 理的组合在一起的生产工艺过程。实际的废弃混凝土块中， 不 可避免的存在着钢筋、 木块、 塑料碎片、 玻璃 、 建筑石膏等各种 杂质 ， 为确保再生混凝土的品质 ， 必须采取一定的措施将这些 杂质除去 。 1 3再生骨料的性质 收稿 日期 ： 2 o 1 4 一( ) 1 1 7 作者简介： 钟国林， 男， 安徽舍肥人， 毕业于安徽建筑大学， 学士， 工程 师 同天然砂石骨料相比， 再生骨料由于含 3 0 左右的硬化水 泥砂浆， 从而导致其吸水性能 、 表观密度等物理性质与天然骨 料不同。 再生骨料表面粗糙 、 棱角较多， 并且骨料表面还包裹着 相当数量的水泥砂浆( 水泥砂浆孔隙率大、 吸水率高) ， 再加上 混凝土块在解体、 破碎过程中由于损伤积累使再生骨料内部存 在大量微裂纹， 这些因素都使再生骨料的吸水率和吸水速率增 大， 这对配制再生混凝土是不利的。同样由于骨料表现的水泥 砂浆的存在， 使再生骨料的密度和表观密度比普通骨料低。 2 再生混凝土 的性质 2 。 1再生混凝土的和易性 再生混凝土的和易性受再生骨料的影响很大。 由于再生骨 料有较大的吸水率， 以及骨料表面粗糙的粒形效应、 棱角效应 ， 会增大再生混凝土拌合物的磨擦阻力 ， 导致在配合比相同的情 况下 ， 再生混凝土的流动性比普通混凝土差， 但粘聚性和保水 性较好。若粗细骨料全部使用再生骨料时， 混凝土拌合物需水 量增加( 增加百分数为 1 5 ) 。由于用水量的增多， 导致单方水 泥用量增多， 这是配制再生混凝土不经济的地方。 2 2再生混凝土的强度 再生骨料对混凝土强度 的影响主要在界面。由于再 生骨料 的亲水性较强 ， 能很快被水润湿， 而且再生骨料表面有许多微 裂纹， 会吸人新的水泥颗粒， 使接触区的水化更加完全， 形成致 密的界面结构。 这样 ， 由于界面结合得到加强， 再生混凝土的强 度可能高于再生骨料的强度。 再生混凝土强度要受基体混凝土的强度 、再生骨料的品 质、 再生骨料替代率以及再生混凝土的配合比等因素影响。一 般认为， 再生混凝土比基体混凝土强度稍低， 降低范围为 0 3 0 左右 。 2 3再生混凝土的其它性质 再生混凝土的弹性模型较低、 变形较大、 延性较好， 这使得 再生混凝土具有较好的抗震性能和抵抗动荷载的能力。另外 ， 再生骨料的孔隙率较大、 表观密度较小， 使再生混凝土具有较 好的保温性能。如水灰比为0 1 6的再生f 昆 凝土， 当粗骨料全部 使用再生骨料时， 则混凝土的导热系数降低 2 8 ， 若再加入引 气剂 ， 再生混凝土的导热系数可降低 4 4 。由此可见再生混凝 土适合用于围护材料和结构保温材料。但是 ， 再生混凝土由于 水泥砂浆含量多， 所以其干缩值和徐变较大， 这是影响其应用 的最不利因素。 3 基于自由水灰 比之上的再生混凝土配合比 设计 3 1再 生混凝土强度的离散性 在混凝土的配合比设计中， 采用如下的混凝土的试配强度 公式： = +t o 。 其中； 为混凝土的试配强度 为混凝土的立 方抗压强度标准值； t 为保证率系数； 6 r 为标准差，反映混凝土 强度的波动情况 ， 越大， 说明混凝土强度离散程度越大， 混凝 ( 下转第 1 7 3页) 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 _ 匡 安徽建筑 2 0 1 4年第 1期( 总 1 9 5期 ) 工作原则 ， 因此要特别注意细节的把握， 制定质量安全制度， 责 任到人， 质量安全检查落实到位 ， 设立专门的质量安全小组 日 日抓 ， 多培训学习。县、 乡镇政府应该利用社会舆论的力量 ， 加 强对建筑质量的宣传工作 ， 利用当地报纸 、 电视台对建筑质量 进行宣传 ， 引导人们的质量观念 ， 使人们充分认识到建筑质量 的重要性。 对建筑质量问题进行充分曝光 ， 利用媒体的优势 ， 对 建筑施工过程进行跟踪调查， 使建筑企业能够自觉规范其质量 管理行为。明确乡镇一把手对当地建筑工程质量管理的责任 ， 出现严重质量问题， 乡镇一把手为第一责任人。 3 2健全乡镇建筑质量管理机制 乡镇政府应该促使工商部门加强对建筑市场的管理， 对建 筑市场的假冒伪劣建材进行清理，严厉处罚制假售假行为， 维 持建筑材料市场的秩序。 县建设主管部门应该加强对乡镇建筑 企业的资质审查 ， 查处无资质的建筑施工队， 应该从严进行处 理， 规范建筑市场的无序竞争。 3 3加强对人员的培训 县建设 主管部 门应 当承担对农 民工 的技术 培训 ， 定期 开展 专门技术培训， 对技术人员进行严格考核， 持证上岗。乡镇企业 管理部门应该促使企业定期对农民工进行建筑、 质量和安全知 识培训 ， 采取各种措施， 提高农民工的素质， 使其能够严格按照 标准规范操作行为， 减少施工过程的随意性 ， 减少质量隐患。 各 乡镇应该配备专门的质量管理人员，通过培训上岗和定期培 训 ， 使质量管理人员加强对乡镇建筑质量的监督， 规范企业质 量管理行为。 3 4增加设备与技术投入 采取乡镇政府、 租赁站和企业三方出资的形式联办建筑设 备租赁站， 确保合理的设备投入， 定期对设备进行维护， 使企业 能够从 自身的立场出发， 真正爱护建筑设备 ， 增加设备的使用 年限。乡镇建筑企业从 自身的发展出发 ， 应该积极引进技术人 员， 通过高素质的技术人员， 加强对现场的技术指导， 提高企业 的施工技术水平， 规范施工人员的操作行为 ， 不断改进企业的 质量问题。 总之， 工程质量管理由于涉及施工的各个环节， 因此管理 起来具有很大难度。由于乡镇建筑市场缺乏规范， 使得乡镇建 筑工程质量管理面临更大的难度， 乡镇建筑工程质量管理要根 据乡镇建筑的实际情况 ， 确定相应的质量标准， 采取有效的管 理措施 ， 以便提高乡镇建筑工程的质量， 减少乡镇建筑的质量 问题 。 参考文献 1 王健 建 筑工程 质量管理 的问题及 对策研究 J 1 科学 与财 富 ， 2 0 1 0 ( 7 ) 【 2 刘安平论影响建筑工程质量管理的因素及控制方法 J 】 价值工程， 2 0 1 0 ( 1 8 ) 3 刘辉 新时期加强建筑工程质量管理的举措【 J 】 城市建设， 2 0 1 0 0 ) 4 】 胡君英浅谈建筑工程质量管理【J J 中华民居， 2 0 1 l ( 1 5 15 李涛 建筑工程质量管理中的问题及应对策略 城市建筑， 2 0 1 2 ( 3 1 ( 上接 第 5 7页) 土质量也越不稳定。由此公式可以看出， 在一定的混凝土强度 标准值和在规定的强度保证率的情况下， 标准差 o r 越大， 要求 试配强度越大， 导致水泥用量的增大， 这在混凝土的配制中是 不经济的。 在普通混凝土中， 标准差 通常取 4 O MP a 6 0 MP a 。但是， 如果在再生混凝土中采用普通混凝土配合比设计方法， 标准差 or可达到 1 3 O MP a， 这是由于再生骨料吸水率较大且再 生骨料的品质变化较大，引起再生混凝土的强度离散显著增 大 。 3 2再生骨料对再生混凝土配合比设计的影响 骨料的含水状态通常可分为四种： 干燥状态、 气干状态 、 饱 和面干状态和湿润状态。在计算混凝土各组成材料配比时， 若 以饱和面干状态的骨料为基准 ， 则不会影响混凝土的用水量和 骨料的用量 ， 因为饱和面干状态的骨料既不从混凝土中吸收水 分也不向混凝土中释放水分。对于再生混凝土， 再生骨料较大 的吸水率和特殊的表面性质， 导致再生混凝土随着时间的推移 水分不断减少 ， 这将难以保证混凝土正常的凝结硬化。 3 3基于自由水灰比之上的配合比设计方法 为解决再生骨料吸水率较大而引起再生混凝土强度波动 的问题 ， 提出了基于自由水灰比之上的配合比设计方法。将再 生混凝土的拌和用水量分为两部分： 一部分为骨料所吸附的水 分， 这部分水完全被骨料所吸收， 在拌和物中不能起到润滑和 提高流动性的作用， 把它称为吸附水， 吸附水为骨料吸水至饱 和面干状态时的用水量 ； 另一部分为拌和用水量 ， 这部分水分 布在水泥砂浆中， 提高拌和物的流动性， 并且在混凝土凝结硬 化时， 这部分 自由水除有部分蒸发外， 其余的要参与水泥的水 化反应， 称为 自由水。 其中， 自由水与水泥用量之比称为 自由水 灰比， 再生混凝土的强度主要取决于 自由水灰比。 3 4基于自由水灰比之上的配合比设计方法的优点 这种基于 自由水灰比之上的配合比设计方法， 可大大降低 标准差， 节约水泥用量。 同时这部分吸附水存储在骨料内部， 起 到蓄水池作用，为水泥的水化和凝结硬化提供充足的水分， 这 对混凝土的强度发展是非常有利的。随着水化的进一步进行， 当周围环境较干燥和 自由水分蒸发时， 骨料可以释放掉内部的 水分， 保证混凝土在较长时间内保持一定的湿度 ， 促进混凝土 强度的发展。 这种“ 内养护” 通常比外部养护作用更大、 更均匀， 而且更经济。这与目前冰岛、 荷兰和澳大利亚的一些研究和应 用以吸水饱和的多孑 L 骨料配制高强 、高性能混凝土的效果类 似 。 3 5自由水灰比配合比设计在其它混凝土中的应用 如果将这种基于 自由水灰比之上的配合比设计方法应用 在普通混凝土和其它混凝土中， 可以不考虑骨料的吸水率和表 面性质的不同，自由水灰比均由混凝土的和易性和强度确定， 吸附水可以在拌和混凝土时， 先将这部分用水量加到再生骨料 中， 若采用不同品质的再生骨料时， 应分别加入各自的所需吸 附水。 这样， 不但可以简化混凝土的配合比设计方法， 而且可以 在所有混凝土配合比设计中制定一个统一的标准。 4结语 近年来我国工程建设进入高速发展阶段， 混凝土作为用量 最大的人造建筑材料对 自然资源的占用和对环境造成的负面 影响已引起了可持续发展问题的讨论。 这种再生混凝土的生产 技术， 节省了天然砂石骨料， 缓解了因开采砂石骨料对环境造 成的破坏， 有效地解决了废物处理、 废物利用的问题， 具有明显 的社会效益、 经济效益和环境效益。 参考文献 1 宋丽娟 建筑节能在建筑设计fl l l l I 山西建筑 ， 2 o o 5 ( 1 1 ) 2 杨子江 建筑屋面节能技术f J 工业建筑 ， 2 o 0 5 ( 2 ) 【 3 】 邱永亮 ， 朱菊梅 住宅建筑节能优化设计的探讨【 J 】 陕西建筑， 2 0 0 5 ( 1 1 ) 4 1 叶萌 未来建筑材料展望 J 】 中华建设， 2 0 0 7 ( 4 ) 建 筑 经 济 与 管 理 匡 差 筑 圜