1 引言

隨著世界各國經濟的發展、人口的增多，以及人為破壞等眾多因素的影響，人類的生存環境正變得越來越糟，地球已不能承載如此巨大的壓力，對建筑材料的應用處理方式必須重新思考。而再生混凝土的推廣應用是一個很好的解決方法，可以有效解決大量廢棄混凝土處理困難以及由此造成的生態環境日益惡化等問題。目前，再生混凝土新技術是世界各國共同關心的課題，已成為國內外工程界和學術界關注的熱點和前沿問題之一 。

2 目前建筑垃圾日益增長，砂石材料日益缺乏的形勢

長期以來，由于砂石骨料價格低廉、來源廣泛易得，被認為用之不竭、取之不盡，而造成對其肆意開采、隨意浪費。隨著混凝土用量的不斷增大，因開采砂石骨料而造成的環境破壞和資源枯竭己日趨嚴重。因此，從可持續發展和資源開發利用的角度來看，尋求天然砂石骨料的替代品已經迫在眉睫。混凝土是世界范圍內用量最大的人造建筑材料，一旦建筑物或構筑物解體，它也會相應地成為建筑垃圾的一部分。近年來，隨著我國七、八十年代建筑物的日漸淘汰更新，以廢棄混凝土為主體的建筑垃圾的產生和排出數量也在快速增長，迫切需要解決廢棄混凝土的再生利用問題。據統計，我國每年因拆除舊建筑產生的固體廢棄物有2億噸以上，新建建筑產生的固體廢棄物大約1億噸，兩項合計約3億噸，僅廢棄混凝土大約有l億噸左右，其巨大處理費用和由此引發的環境問題十分突出。

3 廢棄混凝土生產再生混凝土的合理性

目前，對廢棄混凝土比較理想的處理方法有三種：

(1)填埋處理，或者用于鋪設路面，當作地基等，這樣做雖然解決了部分的建筑垃圾，但是這樣卻是一種對資源的浪費；

(2)可將解體混凝土作為原料通過破碎、粉磨、鍛燒來生產水泥；

(3)可將解體混凝土破碎并篩分成粗細骨料，用以代替部分天然骨料來配制成混凝土即再生混凝土，可節省天然的礦物資源，同時減輕固體廢棄物對環境的污染。

4 再生骨料的特點

再生混凝土骨料簡稱再生骨料，是指將廢棄混凝土塊經過破碎、清洗與分級后，接一定比例與級配配合而成。

4.1再生骨料的界面特性優點

(1)經過人工和機械兩級破碎后，把與天然骨料粘結較差的水泥石，或已帶有裂紋的水泥石和天然骨料都可除去，剩下的粗骨料強度相對較高；

(2)再生粗骨料表面粗糙，增大了粗骨料與水泥石界面間的摩擦系數，使受壓過程中界面連接處摩擦力增大；

(3)再生粗骨料吸水率較大，相當于一個“儲水罐”。在拌制混凝土的過程中吸水、儲水，接著在混凝土養護過程中隨著水泥水化的進展逐漸釋放出來，形成了一種“內養護”作用。

4.2再生骨料的表面特征缺陷

(1)由于機械加工而成導致顆粒棱角多且表面粗糙；

(2)由于組分中還含有硬化水泥砂漿，再加上混凝土在破碎過程中因損傷在內部累積大量微裂紋：

(3)由于孔隙率大導致吸水率大；

(4)由于空隙率高使堆積密度小；

(5)由于本身強度較天然骨料低，導致壓碎指標高。為了提高再生混凝土的性能，有必要對再生骨料進行性能改善處理。

5 再生混凝土的特點

再生骨料混凝土簡稱再生混凝土，它是指將再生骨料部分或全部代替砂石等天然骨料(主要是粗骨料)配制而成的新混凝土。

5.1再生混凝土的生態發展優勢

從混凝土生產而言，每立方米普通混凝土需要砂石骨料近2000kg，用廢棄混凝土做再生骨料替代天然骨料，可以有效減少混凝土工程對天然砂石的開采，可以從根本上解決天然骨料日益缺乏以及大量砂石開采對生態環境的破壞，保護人類的生存環境，保證人類社會的可持續發展。另外，每立方米普通混凝土需要400--500kg的水泥，而水泥煅燒更是需要品位高的石灰石，當廢棄混凝土用作制造水泥的原料時，除可節省62％石灰石資源外，還可節約制造水泥的優質石灰石60％、粘土40％和鐵粉35％的資源，同時可減少20％的CO₂排放量。因此再生混凝土是一種新型的綠色混凝土。

5.2再生混凝土在應用中存在的問題

雖然再生混凝土在生態、環保及循環經濟方面具有重要意義，但在應用方面還存在著許多的問題，主要表現在以下幾個方面：

(1)再生骨料表面不可避免地會帶有一部分舊的水泥砂漿，造成再生混凝土中再生骨料與新砂漿間會產生粘結薄弱區，使再生混凝土整體性能受到影響。

(2)再生混凝土原料生產加工過程中，會摻入多種固體垃圾，帶來不可避免的有害雜質。

(3)在原始混凝土使用過程中，外部環境已對混凝土有一定的侵蝕，使其各組分品質下降，會對其后生產的再生混凝土造成影響。

(4)由于原始混凝土在使用壽命期間，承擔著其必須承擔的各種荷載，因其長期處于受力狀態，其材料總體性能已不如原先，用它生產的再生混凝土在各方面性能不能保證，如抗滲性、抗凍性、抗碳化能力、收縮、徐變和抗氯離子滲透性等耐久性能均還不夠理想。

(5)原始混凝土使用水泥品種不一，且其中添加有不同種類的添加劑、摻合料，在再生混凝土中二次混合使用，可能會對再生混凝土產生不利影響。

(6)從純經濟指標的角度來講，制造再生混凝土的能量消耗并不比使用天然骨料節省，相反還要耗費一定的機械設備和人力，總體上講目前再生骨料混凝土的生產是無利可圖的。

6 再生骨料生產工藝

目前再生骨料的加工方法主要是將切割破碎設備、傳送機械、篩分設備和清除雜質的設備有機地組合在一起，共同完成破碎、篩分和除去雜質等工序，最后得到符合質量要求的再生細骨料和再生粗骨料。由于廢棄混凝土來源、組成的多樣性，使再生骨料的試驗研究具有離散性，至今沒有形成統一的再生骨料破碎方式以及分類標準。具有代表性的再生骨料生產工藝流程可分為以下三個階段：

(1)預處理破碎階段。除去廢棄混凝土中的其他雜質，先用破碎機將混凝土塊破碎成約40mm粒徑的顆粒，再用顎式破碎機破碎成顆粒更小的骨料。

(2)強化處理階段。混凝土塊在強化處理設備內高速飛轉，使其相互碰撞、摩擦，除去附著于骨料表面的水泥漿和砂漿，改善骨料的表面情況。

(3)篩分階段。最終的材料經過過篩，除去水泥和砂漿等細小顆粒，最后得到再生骨料。

7 再生骨料性能改善

隨著現代化混凝土新技術的發展，許多研究發現，對再生骨料進行形貌和強化處理后，配制成的混凝土各方面性能都有較大提高，目前的處理方法主要有：

(1)機械處理。機械處理的目的在于破壞弱的再生碎石顆粒和除去粘附于再生碎石顆粒表面的水泥砂漿。目前，國內外采用的再生骨料機械強化方法主要有立式偏心輪高速研磨法、臥式強制研磨法、加熱研磨法以及磨內研磨法等幾種方法。但這些方法有工藝復雜、設備龐大、動力消耗大、設備磨損大、不易推廣應用等缺點。

(2)化學處理。化學處理就是利用化學漿液對再生骨料進行浸漬、淋洗、干燥等處理，或直接填充再生骨料的孔隙；或與骨料中某些成分反應的生成物能填充再生骨料的孔隙；或漿液能將再生骨料本身微細裂紋粘合等。常見的化學漿液有：聚合物、有機硅防水劑、純水泥漿、水泥外摻礦粉、水泥外摻一級粉煤灰。但是，從已有的研究成果來看，化學漿液浸漬再生骨料的強化方法對再生混凝土性能的實際效果還有待進一步研究。

(3)用機械強化與化學強化相結合的方法處理再生粗骨料，可明顯提高再生粗骨料的品質。

(4)其他處理方法。再生骨料混凝土中摻入膨脹劑，與僅使用硅酸鹽水泥的再生骨料混凝土相比，抗壓強度提高6％～22％，在內摻10％膨脹劑的條件下，晚期抗壓強度有較大的增長；另外，在拌制再生骨料混凝土時，將超塑化劑與再生骨料一起拌合，經超塑化劑改性后，再生混凝土的強度雖然略低于天然骨料混凝土，但比未改性的再生混凝土強度要高 。

8 再生混凝土配合比設計技術

(1)基于高效減水劑的再生混凝土配合比設計。通過加入高效減水劑來補償再生骨料高吸水率帶來的和易性降低。其中不同的高效減水劑的用量和再生骨料的飽和面干吸水率之間存在不同的補償關系，必須經和易性試驗驗證，并應用恒定水量法調整膠凝材料用量達到強度要求。

(2)基于正交試驗的再生混凝土配合比設計。

一般考慮的正交試驗因素為水膠比、再生骨料取代率、砂率、礦物摻合料等。單位體積用水量需增加再生骨料浸泡l5分鐘后的需水量。盡管由再生骨料生產的再生混凝土的力學性能和耐久性較普通混凝土差，但是通過改進配合比設計并減小水膠比、摻加粉煤灰、改善骨料顆粒級配等措施可以改善再生混凝土的力學性質和耐久性。

9 結論

作為一種新型綠色環保建筑材料，盡管再生混凝土還有著許多不足之處，但它卻能夠從根本上解決廢棄混凝土的出路問題，可以消除廢棄混凝土造成的環境污染，可以節約天然骨料資源，在其向現實的轉化應用中還會產生顯著的經濟效益、社會效益和生態效益，并符合國家節能減排、綠色、可持續發展的要求，其產業化前景也相當的廣闊，對這方面的研究將會不斷的加深，對外加劑技術等也將是一個比較大的挑戰，隨著這方面研究的深入，外加劑商家也會相應的跟上腳步，跟混凝土設計人員一起努力，為建筑垃圾的回收利用做出更大的貢獻。