再生混凝土的研究现状及其基本性能论文.doc

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目 录

摘要 2
第1章 研究的目的、方法、现状 3
1.1 研究的目的及意义 3
1.2 研究的方法 3
1.3 研究的现状 4
1.3.1 国外研究现状 4
1.3.2 国内研究现状 4
第2章 再生混凝土在粗、细骨料及再生墙体领域研究现状 5
2.1 再生混凝土及再生墙体的基本性能 5
2.1.1 再生混凝土的基本性能 6
2.1.2 再生墙体的基本性能 7
2.2 再生混凝土粗、细骨料研究现状 7
2.3 再生墙体研究现状 8
第3章 促进废旧材料再利用健康发展的对策探索 9
3.1 废旧材料再利用的基本方法 9
3.1.1 回填掩埋法 9
3.1.2 加工骨料法 10
3.1.3 还原再利用 10
3.1.4 堆山造景的处理方式 10
3.2 废旧材料再利用在旧城改造中存在的问题 11
3.3 废旧材料再利用建议 11
3.3.1 创新废旧材料再利用管理模式 12
3.3.2 产学研政联动、提升废旧材料再利用技术水平 12
3.3.3、增强宣传教育、提高废旧材料再利用产品的社会认可度 12
3.3.4 推进废旧材料再利用产业化 12
第4章 结论及展望 13
4.1 结论 13
4.2 展望 13
参考文献 14
附录A 15
致 谢 17

摘要

二十世纪以来,建筑业的快速增长消耗大量环境资源,与此同时爷产生大量的建筑废弃物。相比发达国家,我国建筑废弃物再利用尚处于初级阶段,目前多数建筑废弃物用于基础回填,属于低等级循环利用,其经济效益和社会效益并不令人满意。在我国践行可持续发展为主题、环境友好型社会为建设目标的现在，建筑垃圾回收利用，已变成不可逃避的课题。
本文在废旧材料回收方面的研究，首先对废旧材料再生利用的目的、再生利用发展现状进行分析，重点总结了国内外废旧材料再利用的发展趋势；其次对再生混凝土在粗骨料、细骨料以及再生墙体领域的研究现状做了详细的介绍，并对再生混凝土和再生墙体的基本性能展开阐述；最后本文总结了废旧材料再生利用的一般处理方法，通过分析废旧材料再利用在发展中存在的问题，提出了我国未来废旧材料发展的建议，希望能为我国的新型城镇化建设提供理论参考。

关键词：建筑废弃物，低级循环，可持续发展，再生利用

第1章 研究的目的、方法、现状

1.1 研究的目的及意义

废旧材料资源化开发利用制作成的再生骨料，全部（或部分）替代天然骨料，一方面可以减少对天然矿产资源的开发，还可以缓解因废旧材料露天堆放所造成的环境污染。另一方面随着建材制品日新月异，废旧材料资源化利用发展趋势会导向绿色高性能混凝土和多功能环保材料研究，特别是结构性混凝土、预应力混凝土、新型绿色隔墙板、室外装饰挂板、高性能的透水砖等，同时再生骨料的应用，替代天然骨料后取代率的增加，加上制品性能要求越来越高，因减少了天然骨料的掺量，节省了矿产资源；随着市场的需求量逐年增加，压缩了建筑中混凝土成本，实现了建筑与环境的良性循环。
再生保温混凝土同时具备了普通混凝土的承重能力，保温混凝土的保温性能，再生混凝土的环保性能，符合国家建筑材料的相关规定，与此同时代表了我国绿色环保型建筑材料未来的发展方向。再生保温混凝土是集合新型的轻质保温材料，再生骨料以及高性能的外掺料于一体的新型绿色混凝土，其在集合各种材料优势的同时也可以起到相互弥补单一材料不足的作用，因此是一种值得探索研究的新型建筑材料，再生混凝土具有较高的研究价值。

1.2 研究的方法

（1）比较分析法。由于我国开展废旧材料再生利用方面的相关研究较晚，国外进行研究较早，且废旧材料的再利用率达到 90%以上。因此，借鉴国外废旧材料资源化经验，构建我国废旧材料回收利用模式是必要的。
（2）文献研究法。本文通过搜集、鉴别、整理以及研究大量的文献，形成对废旧材料循环利用以及处理模式的认识。了解国内外对废旧材料的成功处理模式及相关理论著作，对于提出新型城镇化过程中的废旧材料循环利用模式有很大帮助。
（3）实证研究法。本文以对温州市废旧材料处理模式的具体研究为例，分析不同废旧材料循环利用模式的优劣，从而总结出现阶段的废旧材料处理发展现状及基本性能。

1.3 研究的现状

1.3.1 国外研究现状

欧美发达国家以及亚洲的日本、韩国等，已经实现了废旧材料资源化利用，并且达到了非常高的总体水平。下面以德国、美国、日本为例，分别分析这三个国家的废旧材料利用现状。
德国是世界上最早开展循环经济立法的国家，这源于德国设计了一套运作高效且周密的垃圾处理体系，“垃圾经济”是促使德国制定循环经济法律法规的重要因素[3]。为德国的垃圾回收、再生资源利用打下了坚实的基础。随着发展的趋势，德国开设了大量的废旧材料综合处理厂，目前德国废旧材料回收利用率已经达到 87%[4]。
美国在西方发达的工业体系里，对废旧材料的处理起步较早，并于 1980 年至 1996 年间形成一系列符合自身情况的政策法规，其中最著名的《超级基金法》，不但从源头上遏制了废旧材料的排放，同时使再生骨料混凝土的规范应用有了法律依据[5]。
日本属于岛国，国土面积小，资源相对匮乏，因此在资源回收利用方面非常重视。早在 1977 年就出台了《再生集料和再生混凝土应用规范》等废旧材料资源化利用的相关法规，并且在 1996 年颁布了“再生资源法”，使建筑废弃物的回收再利用有了法律依据。成熟的技术和政府的管理，使日本废旧材料回收利用率已经达到 90%[6]。

1.3.2 国内研究现状

在我国，长期以来因国土面积辽阔、资源丰富等原因，还没有认识到资源化再生利用的重要性，好在我国改革开放以来，各行业迅猛发展与世界先进工业体逐步接轨，开始了对再生骨料混凝土的研究和开发。近几年，随着国家政策导向，对一系列贴近“节能减排”立项的课题，国家发改委都能给予一定的扶持资金，这样大大调动由于经费不足而缺乏系统研究的建材工业企业的积极性。并且在兼顾资源化再生利用的同时，国家建设部、环保部、先后出台了相关政策法规，如表 1-1 所示。

表1-1 中国废旧材料资源化相关法规

目前我国废旧材料在回收再利用技术方面也有很大提高，如利用废旧材料生产可再生环保型建材，马路方砖、盲道砖、路沿石、护坡材料等新型建筑材料，此外还有将废弃混凝土回收配制再生骨料混凝土应用于市政道路建设。这些都是经废旧材料再生骨料制作而成的，并且在城市建设中已经应用。

第2章 再生混凝土在粗、细骨料及再生墙体领域研究现状

所谓的再生骨料是指将废弃混凝上经过破碎、分级,按一定比例混合形成的骨料,根据其粒径的大小,再生骨料可以分为再生粗骨料(粒径大于5mm)和再生细骨料(粒径小于5mm)。再生利用混凝土按骨料的组合形式有以下几种：
（1）再生利用的骨料均为回收再利用的骨料；
（2）粗骨料为再生骨料、细骨料为天然砂；
（3）粗骨料为天然碎石或卵石、细骨料为再利用骨料；
（4）再利用骨料部分替代现有普通混凝土骨料。

2.1 再生混凝土及再生墙体的基本性能

2.1.1 再生混凝土的基本性能

再生细骨料的尺寸一般为 0.15mm~5.0mm。再生细骨料主要包含砂浆体破碎后形成的表面附着水泥的砂粒、表面无水泥砂浆的砂粒、水泥石颗粒及少量破碎石块。废弃混凝土破碎为再生细骨料中，含有砂石、泥浆、杂土等各类杂质，会直接影响再利用骨料与水泥直接的粘结强度，从而降低混凝土强度，同时还会增加混凝土的用水量，从而加大混凝土的收缩，降低混凝土的抗碳化性能。
再生细骨料与天然砂相比组成成分复杂，组分中含有微粉、泥土、有害物质，再加上混凝土块在破碎过程中造成骨料表面粗糙、棱角较多、骨料累积内部存在大量微裂纹，这些因素导致了再生细骨料的基本特性与天然骨料有较大的差异。
从外观方面来看（图2.1及图2.2），天然砂粒形完整、粒径偏小、分布均匀、颗粒圆滑，可以看出再生细骨料的颗粒棱角多、粒径偏大、表面粗糙，且含有较多的微裂缝，再生细骨料中含有附着水泥石的天然砂、水泥石碎屑、泥土以及各种杂质。再生细骨料同天然砂对比，再生细骨料较之天然砂，再生细骨料粒径较粗、颗粒棱角较多且颗粒分布不均匀。
图2.1 天然砂 图2.2 再生细骨料混凝土

从空隙率、堆积密度和表观密度方面来看（图2.3），再生细骨料和天然砂的表观密度、堆积密度和空隙率进行观察及试验研究，其结果见表 2-1。由表 2-1 试验数据可知，再生细骨料的表观密度和堆积密度均小于天然砂，分别比天然砂小 8.73%和 9.12%。造成再生细骨料密度降低的主要原因是再生细骨料的表面粗糙，堆积时所占个体面积较大，使得再生细骨料的密度小于天然砂。再生细骨料的空隙率较比天然砂高了 12.5%，主要原因是原生混凝土在破碎过程中造成骨料表面粗糙、棱角较多，因此堆积时形成多孔隙。

表2-1 再生细骨料和天然砂的表观密度、堆积密度以及空隙率

2.1.2 再生墙体的基本性能

将建筑废弃物、工业矿渣等经过清洗、破碎、分级并按一定比例相互配合后得到的再生骨料揽拌混合,振动挤压制成各类墙体材料,这种墙体称为再生墙体材料，有再生混凝土多孔砖和再生混凝土轻质隔墙之分，多孔砖尺寸为240mm(长)x ll5mm(宽)x 90mm(厚),如图2.3所示。再生多孔砖抗压强度为8.0Mpa,孔隙率38%,重约3.4kg,组成原料中,42.5级水泥浆质量占16.2%,废混凝主块质量占41.9%,红砖碎片质量占41.9%。
再生混凝主轻质隔墙板如图2.4所示，墙板按其厚度分为90型600mm(宽)x 90mm(厚)和120型600mm(宽)x 120mm(厚),标准抗压强度为7.5Mpa。组成原料中,42.5级水泥浆质量占20%,建筑废弃物占50%,工业废渣占20%,粉煤灰占10%。

图2.3 再生混凝土多孔砖 图2.4 再生混凝土轻质隔墙板

2.2 再生混凝土粗、细骨料研究现状

早在20世纪80年代发达国家就陆续出台了再生骨料相应标准,我国直至2010年才由中国建筑科学研究院等单位编制成国家产品标准《混凝止用再生粗骨料GB/T 25177-2010》、《混凝土和砂浆用再生细骨料GB/T25176-2010》,以及行业工程标准《再生骨料应用技术规程JGJ/T240-2011》,填补了我国长期以来在再生骨料利用方面的技术标准空白,为再生骨料的生产、应用提供了科学合理的技术支撑。
同天然骨料相比,再生骨料表面还包裹着相当数量的硬化水泥砂浆,这是导致再生骨料性能比天然骨料差的根源。徐亦东、陈莹、冯乃谦等通过对再生混凝上骨料的试验研究,讨论了再生骨料与天然砂石骨料的差异,都认为再生骨料表面包裹着相当数量的硬化水泥砂浆是导致再生骨料的表观密度、堆积密度和吸水率比天然骨料低的主要原因,此外再生骨料的外观略为扁平,同时带有很多棱角,外形介于碎石和卵石之间,这样的外形会降低新拌再生混凝土的工作性能。与表面光滑的天然骨料相比,再生骨料表面包裹有老的水泥砂浆使得骨料看起来很粗糙,且表面积较大,虽与水泥石粗结较好,但对于新拌混凝土的流动性不利。同时会增加水泥用量。
再生骨料成分不仅有少量脱离砂浆的石子,包裹部分砂浆的石子,还有少量独立成块的水泥砂浆。其本身表面粗糙、棱角多以及在混凝土构件破坏和在再生骨料的生产过程中,骨料内部生成大量徵细裂缝,导致再生骨料孔隙率大,表观密度和堆积密度降低。目前文献显示的再生骨料堆积密度和表观密度离散性较大。再生细骨料的堆积密度和表观密度分别为天然细骨料的75~80%、80~85%。
国外的研究发现再生细骨料的吸水率主要在7%-12.1%之间,再生粗骨料的吸水率的在3.6%-8.0%之间,主要分布在5%左右。Salomon M.Levyfwsi等人认为：再生骨料的吸水率是天然骨料的6-8倍。Kreijger还从大量实验结果中发现再生骨料的吸水率与其密度之间呈拋物线关系;杜婷等人试验测得未被强化的再生骨料吸水率为6.68%,而经过水泥浆及混和其它外惨料浆液强化后吸水率有所降低。
水泥砂浆强度比天然骨料低,因此,再生骨料的压碎指标比天然骨料要高。再生骨料包裹的水泥砂浆越少,压碎指标越接近天然骨料。国内资料显示粗骨料为卵石的废旧混凝土生产的再生骨料的压碎指标为16.6%。杜婷等人测得原生混凝土强度等级为C35的再生骨料压碎指标为20.6%。

2.3 再生墙体研究现状

新型墙体材料主要是指用混凝土、水泥或粉煤灰、煤矸石等工业废料和生活垃圾生产的非粘土砖、建筑顿块及建筑板材。在实际应用方面，这类利用废弃材料而形成的新型墙材早在上个世纪的五十年代就已经在英国和美国等发达国家出现。日本由于资源匮乏严重，在上个世纪九十年代初期就着手开始研制再生材料和再生墙体，到了上个世纪末，日本建筑再生材料的利用率已经达到了65%，已经超过了英国和美国。再生墙体的研制和应用有很强的区域性质，再生骨料主要受当地的自然环境、区域资源、民族风格、建筑材料的使用率等条件限制，所以我国在开发利用再生混凝土方面，要结合当地的废旧材料及环境特点，充分利用当前先进的建筑科技技术，发展适合当地使用和未来发展的再生墙体。很多产品符合节能节地的原则,但目前暂时在施工方法或生产工艺方面还不完善,就需要我们去完善开发市场,根据企业自身的情况做决策。将再生骨料利用到墙体材料是合理的再生方法,这已是建筑废弃物再生利用的一个重要研究领域,引起不少学者对其进行研究。
白国良等[8]通过正交试验研究了再生混凝土砌块配合比中的四个主要因素(单位用水量、水灰比、再生粗骨料取代率、再生细骨料取代率)对抗压强度的影响,通过试验优化了再生混凝主砌块的配合比,结果证明,对于单排孔再生混凝主小型空心砌块,若配合化选取合适,强度等级可以达到MU5.0。
卓玲等[9]采用正交试验研究了再生骨料混凝土空心砌块配合比设计,研究表明选取合适配合比,再生粗骨料取代率82%和再生细骨料取代率100%,制作的再生混凝土小型空心砌块强度等级可以达MU5.0。
李丹等[10]通过正交试验研究再生混凝主土砌块配合比中水灰比、再生粗骨料取代率、再生细骨料取代率三个主要因素对其抗压强度的影响规律。试验结果表明,对于多排孔小型空心砌块,选取合适的配合比,强度等级可以达到MU10.0,可作为非承重砌块使用。

第3章 促进废旧材料再利用健康发展的对策探索

3.1 废旧材料再利用的基本方法

3.1.1 回填掩埋法

回填掩埋法是废旧材料处理的主要方法之一，首先回填掩埋应该在进行充分分类的基础上进行，对于一些有回收利用价值的木材、构配件等应该首先回收再利用，对一些回收价值较低的诸如一些砖石材料、混凝土材料在道路铺设地基或者是基坑回填时可以充分的加一利用。
废旧的建筑材料在进行在运输过程中，会产生大量的烟尘，会对空气质量和环境造成不良的影响，同时在堆放过程中，又会占用土地，污染土地和水源，在运输和对方过程中，不仅造成了大量的人力物力的浪费、损害环境，也对人民的生产生活具有不良的影响。

3.1.2 加工骨料法

在建筑物拆解过程中，会产生大量的建筑废料，特别是现代建筑物建造过程中，对混凝土的应用。不过如果我们能够将这些建筑废料进行科学的分类处理，然后将其中具有回收再利用价值的建筑废弃材料加一回收，就可以在很大程度上减少建筑废料的废弃，不仅可以节约能源和资源，更是减少了从矿产资源的开发，对环境保护具有重要的意义。对一些废旧的砖石材料和混凝土材料，虽然直接回收粉碎再利用与混凝土承重构件中不能满足强度要求，但制作成一些用于装饰的构筑物、或者一些道路铺设的铺路面砖、透水砖等，将会极大的减少材料成本，减少了资源的浪费、保护了环境。

3.1.3 还原再利用

还原再利用，是最大限度上利用废旧建筑材料的一种方式，在对建筑废料进行充分的分类和整理后，对混凝土材料进行一定的处理，将其应用于较低标号的水泥，用于地面垫层等，可以极大地提高建筑废料的在利用率和还原率。
生态水泥，是建筑废旧材料还原再利用的主要方法之一，这种生态水泥在生产过程中，完全使用废旧材料加工，这样不仅极大的提高了建筑废料的利用率，更是能够有效地增加资源的使用周期，我国是资源大国，但人均资源却极少。利用微波技术还原沥青材料，重要的方式之一，而且利用微波技术还原的沥青，在使用过程中，与新的沥青完全相同，处理也相对廉价，可以有效地减少成本，这样可以有效地减少沥青对空气和土地的污染。
粉碎竹木材料可制作人造木材，还可以制成各种不同规格的密度板，这种人造木材和密度板可用于制造家具、室内装修材料、隔音板等，从而减少森林树木的砍伐，从某种程度上保护植被。
还原再利用方法中，最好的方法便是将从旧建筑拆除下来的木材、砖石、金属等材料，经过简单的整理便直接再次用到新的建筑中去。这样处理的好处不言而喻，不但能够更容易的被当地的人们所接受，还更加的节能环保，同时能够从废旧的建筑材料中找到情感的归属。

3.1.4 堆山造景的处理方式

由于建筑废料通过回填掩埋的方式，会对生态环境造成一定的污染，将废旧建筑材料充分的应用于园林建设中，能够取得极好的应用效果。其中堆山造景的方式就是其中一种极为常见并且建筑废料处理方式。在资源与能源都成为我国发展的瓶颈的时期，任何资源都不应该被随意的弃置与浪费。园林建设，是保护城市生态的重要手段。同时，将废旧的建筑材料充分的应用与园林建设，不仅有效的避免的废旧材料堆放占地的问题，还会因为园林建设过程中堆山造景的园林艺术表现形式，对废旧的固体建筑材料做到的充分的利用，节约了资源，同时大幅减少了园林建设过程中经济成本。

3.2 废旧材料再利用在旧城改造中存在的问题

1、上游区域法律体系不完备。
当前阶段，在国家层面尚无一部关于废旧材料资源化利用管理的法律法规，武汉市也尚未出台任何有关废旧材料再利用方面的法律条文。虽然出台了一些关于城市废旧材料的管理条例，但是仅规定了个人或单位需要对其产生的废旧材料负责，不得随意倾倒及相关处罚的准则。
2、废旧材料回收处理费用过高，建设单位及施工（装修）单位消极应对
目前武汉市在废旧材料再利用收费，相比较废旧材料消纳收费用而言费用过高。对于注重利益的建设单位和施工单位而言，会直接选择运输到垃圾消纳场。
3、政府监管缺位，废旧材料倾倒随意，导致资源化利用企业原材料匮乏
由于政府监管不到位，处罚力度不够。部分废旧材料产生单位会将废旧材料运输到非指定地点堆放或非法倾倒，如北京一建材科技公司虽已建成年消纳废旧材料 100~150t的废旧材料生产线，但是在实际运营过程中每年仅消纳几万 t 的废旧材料。
西安蓝绿清科技发展有限公司是一家为位于西安北郊的利用废旧材料制造制造免烧制砖的企业。该企业在国家知识产权局申请了三项废旧材料处理的技术。公司经过多方资金筹集，在 2004 年进行了产品的生产试验，并建成了小规模的生产线。到2006 年初又筹建了一条半自动化的生产线。该生产线理论产量每天可达 2000 立方米，但在实际运营当中，由于各种原因的困扰，实际产量只有一半。因此，公司不得不自己去寻找购买废旧材料原材料，这无形中加大了公司的成本支出，削弱了废旧材料再利用企业的积极性。

3.3 废旧材料再利用建议

3.3.1 创新废旧材料再利用管理模式

废旧材料的再利用率离不开健全的管理机制。构建废旧材料处理大数据平台和互联网管理模式。成立废旧材料资源化处置管理机构，学习日本“废旧材料处理台帐制度”，各地区建立详细的垃圾产生和处理上报制度，构建废旧材料大数据平台，形成互联网管理模式。对于建筑拆迁、废旧材料产生、运输、堆放、消纳等各个环节，由专门的公司或单位负责，形成规范的链条式循环过程控制和管理体系。创新废旧材料资源化管理模式是垃圾减量化、实现产业化发展的保障。

3.3.2 产学研政联动、提升废旧材料再利用技术水平

废旧材料处理技术的创新是废旧材料再利用水平提升的技术保障。首先，要完善废旧材料再生技术、产品认证。其次，加强科研机构与企业的合作，提高废旧材料资源化技术研究创新水平，如生产再生骨料的技术开发和应用研究等。第三，提倡重点研究源头“减量化”技术，注重各类建筑物规划设计时的再资源化思考。最后，建议进行各地区废旧材料处理规划研究，根据各地区间的经济发展状况、建筑建设状况、资源赋存条件差异进行废旧材料资源化规划，科学的、有效的进行废旧材料资源化处置。

3.3.3、增强宣传教育、提高废旧材料再利用产品的社会认可度

政府要增加对废旧材料再生产品采购，并加大对节约资源、循环利用、绿色发展的宣传教育，提高社会和建筑企业等对废旧材料再利用产品的认可，推进废旧材料再利用产品应用，为废旧材料再利用产品提供市场保障。

3.3.4 推进废旧材料再利用产业化

实现废旧材料再利用产业化发展是垃圾处置体系化、高水平化的体现，是废旧材料再利用发展的必然趋势。废旧材料产业化发展要实行“政府引导、社会参与、市场运作”的多方合作。要加强废旧材料再利用产品及应用的先进企业和标志性项目宣传，发挥品牌效应，扩大社会影响，带动大众参与积极性，逐步实现废旧材料再利用企业的私有化。

第4章 结论及展望

4.1 结论

现在我国对建筑废料的回收利用，一般情况下都是简单的加工回收，并且回收效率以及回收利用率普遍较低。由于回收处理仅仅是简单的加工回收，所以导致大部分不易回收的再生资源大量的丢弃。在大量的建筑废料中，废弃的砖块、混凝土块，是构成建筑废料的主要部分，但由于废旧砖块以及混凝土块在回收利用是，需要的工艺较为复杂，并且成本较高，从而再回收再利用的效率极低，随意的堆放和遗弃，不仅造成了大量的资源浪费，更是污染了周边的自然环境，对于周围的人们的健康，也会带来不良的影响。
国内对于建筑废料的应用，不仅利用的效率极低、技术水平低下，开发利用过程中，更是只停留在了物质的基础上，对旧有建筑材料的历史文化的发掘，远远不足，这也更加重了普遍上对废旧建筑材料回收利用思想的不重视。在国外，对旧有建筑的改造、以及对废旧建筑资源的回收，更多的是在文化、美学等方面的发掘，但这样的话，往往成本较高，所以这更需要政府的引导，通过政府的引导，促进人们对废旧材料再利用方面的思想转变。
基于以上分析，如果要改变国内现状，就必须更多的对旧有建筑、建筑废料的价值进行充分的挖掘，改变人们对废旧材料再利用方面现有的思想，这样不仅能够更好、更充分的发现旧有建筑材料的价值。

4.2 展望

目前再生细骨料混凝土在实际工程中的应用少之又少，已有的研究成果无法形成成熟的理论体系，结合本文研究内容，在此提出以下几点展望：
（1）再生混凝土的生产加工工艺有待于进一步的提高，以保证再生细骨料的基本性能符合要求，同时又能经济适用于实际工程中。
（2）再生混凝土对于我国绿色新型城镇化建设有着巨大的作用，有着广阔的发展前景。
（3）再生混凝土的力学性能相关研究相对落后，暂时还没有形成一个完整的再生混凝土力学性能体系，希望能在日后的学习和工作中为我国的再生混凝土的发展落尽绵力。

参考文献

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附录A
浅谈BFRP 筋与玄武岩纤维再生混凝土

近年，随着我国经济不断增长，作为我国国民经济支柱产业之一的建筑业也得到了长足发展。据统计，我国每年钢筋用量约 2500 万 t、混凝土用量约 10 亿 m3，总耗量居世界前列。在提倡可持续发展的经济状况下，针对建筑业这种情况，务必调整建筑材料消耗结构，大力推广应用新型材料来替代现有建筑材料，走节约可持续型发展道路。 当钢筋混凝土结构达到使用年限、城乡规划改造等原因大量旧建筑物需要被拆迁，以及地震等自然灾害的破坏作用，会产生大量的建筑垃圾。而如今在资源匮乏的时代，对建筑垃圾的回收再利用成为了大家关注的问题，将建筑垃圾进行分类、回收、破碎、筛选等一系列程序后，可将最后的产物再进行级配混合利用，会大大地降低环境的污染以及资源的浪费。再生混凝土就是在此技术下产生的可重复利用的建筑材料，此建筑材料会给社会、经济以及环保带来巨大的收益。国内外学者对此进行了大量研究，也取得了一定成果，但是再生混凝土由于再生骨料自身的缺陷，使其力学性能低于普通混凝土。
新型材料即连续玄武岩纤维（Continous Basalt Fiber，简称 CBF），是由玄武岩矿石在经 1450~1500℃高温熔融后，通过拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，具有良好的化学稳定性、热稳定性和耐酸碱性能、电绝缘性、抗腐蚀、耐高温等多种优异性能。早在 1840 年英国威尔斯实验室成功试制出以玄武岩为主要材料的岩棉。1972 年联合体的科研实验室开始研制制备 CBF，已成功研制出 20 多种以 CBF 为原料制品的生产工艺。继前苏联之后，近年来，例如美国、日本、德国等一些科技发达国家都加强了对这一新型非金属无机纤维的开发研究，并取得了新的应用研究成果。直到 20 世纪 90 年代中期，我国才开始展开对 CBF 的研究，在中国，最早是在南京研究设计院开始了对 CBF 的研究。目前，国内许多 CBF 生产厂家相继立项生产，主要生产产品类型为以 CBF 为原材料的丝、短切纱、薄毡、网布、筋材等。
再生骨料的使用可以有效地解决环境污染以及建筑材料的短缺等问题，但是由再生骨料所混合成的基体混凝土强度较低，不能满足建筑设计所需的强度值，所以需要一种新型材料提高再生混凝土强度。经研究人员大量的试验可知，纤维短切纱添加到再生混凝土中，可以增强混凝土的抗拉、抗弯强度，短切纱纤维又有增强阻裂的作用，可以有效地满足建筑设计材料的要求，此材料已成功广泛应用于桥梁、隧道、地下工程等一些建筑行业中。
纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称 FRP）筋是近年在土木工程中发展起来的一类新型结构补强、加固材料。按照原料不同主要分为碳纤维（CFRP）筋、玄武岩纤维（BFRP）筋、芳纶纤维（AFRP）筋、玻璃纤维（GFRP）筋，具有抗腐蚀、抗疲劳、重量轻、强度高、非电磁性等优点。同时也存在弹模低、极限延伸率低、温度膨胀系数与混凝土之间存在差异、热稳定性差等缺点。自 80 年代以来，各国学者针对 FRP 筋材料的力学特性和加工工艺等方面开展了一系列地试验研究，并取得了一定的成果。总的来说，用 FRP 筋替代普通钢筋，其优点大于缺点。近年来，FRP 筋广泛应用于道路桥梁以及沿海地区的结构加固等方面，能够有效减缓因环境对钢筋的锈蚀，提高构件和结构的耐久性。
市场上随着的纤维筋使用的逐渐普遍，各类型的 FRP 筋的缺点也随之暴露出来。
（1）AFRP 和 GFRP 表现出较差地热稳定性、耐高温以及抗碱性。
（2）CFRP 为原料的制品虽然物理、力学性能较好但价格昂贵，依赖进口。
（3）CFRP 加固的构件在高温下易发生脆性破坏，抗拉强度下降明显，而且 CFRP有导电性。故不能应用于特殊要求的工程，如要求绝缘的一系列材料。 鉴于 AFRP、GFRP、CFRP 所存在的缺陷，亟需一种具独特力学性能且价格低廉的工程替代材料。因此，在试验研究中，玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）脱颖而出，用 BFRP 筋材代替普通钢筋，表现出较好的经济效益和社会效益，故进一步研究这种性价比较高、适合我国国情的结构增强复合材料是十分必要的。
两者之间的粘结问题是研究 BFRP 筋纤维再生混凝土构件力学性能的关键问题，其结果直接决定着这种材料能否被大规模使用。尤其是在使用阶段，纤维再生混凝土和BFRP 筋材之间的粘结强度的大小对能否充分发挥 BFRP 筋的优越性能有着至关重要的作用。与普通钢筋相比，BFRP 筋不论在材料性能本身，还是筋材各自的外观表面形式上，都存在着很大的差异，因此，BFRP 筋与纤维再生混凝土和钢筋与再生混凝土的粘结特性有非常大的差异。所以，BFRP 筋与纤维再生混凝土之间的粘结性能是一个非常值得深入研究的课题。
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