摘要：以試驗室檢測廢棄的混凝土試塊為原材料，按照《普通混凝土用碎石或卵石質量標準與檢驗方法》（GB/T14685—2001對再生骨料的真片狀顆粒含量、級配、表觀密度 堆積密度和空隙率、吸水率等性能進行試驗研究，探討了再生骨料的改性強化處理措施，分析了其環境效益和經濟效益。
摘要：以試驗室檢測廢棄的混凝土試塊為原材料，按照《普通混凝土用碎石或卵石質量標準與檢驗方法》（GB/T14685—2001對再生骨料的真片狀顆粒含量、級配、表觀密度 堆積密度和空隙率、吸水率等性能進行試驗研究，探討了再生骨料的改性強化處理措施，分析了其環境效益和經濟效益。
關鍵詞 ：廢棄混凝土；破碎工藝；再生骨料；定性分析；改性處理；效益分析
0 引言
再生骨料是把舊建筑物解體后的廢棄混凝土塊經過破碎、篩分、清洗等工藝，按一定的比例與級配混合而形成的可再利用骨料。它的利用，可以解決 大量廢棄混凝土造成的生態環境 日益惡化等問題，緩解天然骨料日趨匱乏的壓力，并降低大量開采沙石對生態環境的破壞[1]。
1 試驗原材料和測定方法
1.1 試驗原材料
本試驗所用的廢棄混凝土為黃河水利職業技術學院實驗室檢測廢棄的混凝土試塊，為普通混凝土。其強度小于40MPa，粗骨料采用5—25mm連續級配的碎石。試驗時，隨機選取200塊強度等級在C25一C40范圍內的試塊，用顎式破碎機進行破碎。
1.2 測定方法
再生粗骨料 的測定方法參照人工粗骨料的測定方法（級配相同），即《普通混凝土用碎石或卵石質量標準與檢驗方法》（GB/T14685— 2001）。
2 再生骨料的基本特性及性能分析
2.1 再生骨料的粒形
初步破碎的再生骨料各粒徑均為完全脫漿的原生骨料，其中含有舊沙漿的復合體。
2.2 再生骨料針片狀顆粒含量
按照《普通混凝 土用碎石或卵石質量標準與檢驗方法》中關于針片狀含量的測定方法，測得再生粗骨料針片狀含量為4％。比規范要求的針片狀含量低。這是因為原生混凝土損壞和破碎時，在外力的作用下，有的顆粒會沿著原來巖石的解理面破裂，增加了粗糙表面和棱角[2]。
2.3 再生骨料的級配
擬采用再生粗料的級配為5——20mm的連續級配。對全部破碎的骨料（1255kg）進行篩分后，稱取各粒徑的質量，得出顆粒級配結果（如表1所示）。
由表1可以看出，采用的再生骨料的級配符合《普通混凝土用碎石或卵石質量標準與檢驗方法》對碎石和卵石級配的規定。由此可見，當原生混凝土 的強度范圍在25—40MPa 時，其破碎后得到的再生骨料經過簡單篩分后，即可滿足級配需求。
2.4 再生骨料的表觀密度、堆積密度和空隙率
由于硬化后的水泥沙漿孔隙率大、表面粗糙、密度低，所以附著在原生骨料上的舊沙漿的表觀密度小于原生骨料的表觀密度。由此可推出，原生骨料附著的舊沙漿越多，再生骨料的表觀密度、堆積密度就越小。
對多種連續級配的再生骨料的測試結果表明[3]，與工程應用的普通卵石和碎石相比，再生骨料的空隙率增加不多。
根據《普通混凝土用碎石或卵石質量標準與檢驗方法》，測得再生骨料的堆積密度、表觀密度和空隙率如表2所示。
由表2可以看出：（1）再生骨料的表觀密度值為天然骨料表觀密度值的98.7％，略小于天然骨料的表觀密度，驗證了上述分析。（2）再生粗骨料的緊密堆積密度和松散堆積密度分別為再生骨料的92％和93％。與上述結果吻合。另外，再生骨料的松散堆積密度為1322kg/m3，略小于規范（>1400kg/m3），對混凝土的性能影響不大。（3）再生骨料的松散空隙率比天然骨料增加了3％，緊密空隙率增加稍多一點，為4％，大于規范規定（≤43％），表明粗骨料級配比較差。這是因為再生骨料在 自然堆積狀態下達不到天然骨料的光滑度、流動性。
2.5 再生骨料的吸水率
天然骨料吸水率和吸水速率較小，而再生骨料表面粗糙、棱角較多，骨料表面包裹一定數量水泥沙漿（水泥沙漿孔隙率大、吸水率高），且混凝土塊在解體、破碎過程中由于損傷累積內部存在大量微裂紋，這些因素都使其吸水率和吸水速率大大提高。
經對各單獨粒徑及連續級配的再生骨料進行吸水性能試驗，骨料的吸水時間（或者說骨料在水中的浸泡時間）分別為10min ，30min ，1h和24h。再生骨料的吸水率測試結果如表3所示。
由表3可得出以下兩條結論：（1） 再生粗骨料在短時間內就可迅速吸水、接近飽和。各粒徑浸入水中10min時，都能達到飽和程度的82％—85％；浸泡30min時。都能達到飽和程度的87％—91％；浸泡1h時，都能達到飽和程度的93％—96％。（2）再生粗骨料的吸水率隨粒徑的增大先降低后升高。16—19mm范圍內的顆粒吸水率最高。在不同浸泡時間內，再生骨料的吸水率隨粒徑的變化趨勢基本一致。
可見，影響再生粗骨料吸水率的因素有粒徑、表面粗糙度和內部缺陷。同一母體或者來自同一批原生混凝土的單級子樣，表面粗糙度基本相當，粒徑越大，單位重量或單位體積再生骨料的總比表面積越小，相應的吸水率也越小。同時，隨著粒徑的不斷增大。再生粗骨料的內部缺陷出現的概率增大（如微裂紋之類的缺陷愈大）。所以，隨著顆粒粒徑的增大，再生粗骨料吸水率先減小后增大 。
3 再生骨料的改性處理
3.1 工藝流程
一般處理的再生骨料，具有吸水性強、孔隙率大、強度低等特征，主要用來配制中低強度等級的混凝土。若對再生骨料進行改性強化處理，可擴大再生骨料混凝土的應用范圍。以素混凝土為例，其工藝流程如圖1所示。
3.2 流程特點
（1）初步破碎為濕法，在后續生產過程中，對粉塵全部收集，以避免粉塵污染。
（2）廢棄混凝土經破碎后可100％利用，即除了再生粗骨料，還可同時利用再生細骨料和再生微粉 。
（3）水的循環利用減小了廢水污染和單位產量用水量。
（4）廢棄混凝土破碎前，先進行浸泡和清洗，便于實現后續的處理，并免除分離和凈化。
（5）再生細骨料在分粒級篩分過程耗能較高，用雙箭頭表示的一般再生細骨料的生產工藝流程，可滿足一般強度要求。因其骨料孔隙率大，表觀密度小，還可作為保溫墻體的材料。
4 再生粗骨料效益分析
廢棄混凝土的價值是可作為再生資源，重新運用于建筑工程。但由于各種原因，目前國內再生骨料的生產成本（非綜合成本 ）高于天然骨料，再生骨料未得到廣泛的應用。
4.1 環境效益
廢棄混凝土再生骨料的應用可以解決大量混凝土廢棄物處理的難題，以及由其引發的對環境的負面影響等問題，并減少其處理對環境的二次污染。
4.2 經濟效益和社會效益
在公路建設中，利用廢棄混凝土再生骨料可以節省大量的垃圾處理費用。研究表明，將舊混凝土再生骨料用于新建水泥路面面層或水泥處理基層，是完全可行的。城市規劃中，規定了建筑垃圾堆放場的具體位置和數量，直接影響到建筑垃圾的清運和處理成本，給再生骨料的應用提供了一個很好的政策支持。
5 結語
再生骨料的應用是廢棄混凝土回收利用的有效途徑，是建筑業節能減排的重要措施。綜合以上對再生骨料的特性分析及定性分析。它可以成為混凝土中天然骨料可替代材料。具有十分廣闊的發展前景[5]。
參考文獻：
[1]王小健，卜中平。強化再生粗骨料配制的再生混凝土的試驗研究[J].山西建筑，2010，36（15）：163—163.
[2]沈大欽·再生骨料混凝土性能的研究[D]·北京：北京交通大學，2006.
[3]劉數華，冷發光。再生混凝土技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2007:30.
[4]張云霞。再生骨料混凝土性能的試驗研究[J].散裝水泥，2011（1）：51-52.
作者：萬曉丹、吳偉（黃河水利職業技術學院）； 李會榮 （山西芮城黃河河務局）
編輯：ls
