劉春暉

（佛山市順德區(qū)碧桂園物業(yè)發(fā)展有限公司，廣東佛山528000）

現(xiàn)階段，廢棄混凝土的處理比較簡易，一般以直接傾倒、填埋為主，另有少量廢棄混凝土可以作為路基填料使用。直接傾倒或者填埋的處理方式既占用了大量土地，運(yùn)輸過程又消耗大量能源，況且轉(zhuǎn)運(yùn)過程產(chǎn)生大量粉塵、碎屑等造成二次污染，對環(huán)境承載能力損害極大。在國家日益重視環(huán)境保護(hù)的今天，廢棄混凝土的回收利用將是大勢所趨，再生混凝土將被大力推廣使用。

1 再生骨料、再生塊體及再生塊體混凝土

1.1 再生骨料、再生塊體的定義

現(xiàn)在通常所稱的混凝土再生骨料是指再生粗骨料、再生細(xì)骨料兩種。其中，再生細(xì)骨料特征尺寸一般介于0.16～5 mm之間，再生粗骨料特征尺寸一般介于5～31.5 mm之間。再生塊體是塊體型廢棄混凝土，形狀類似于天然骨料，一般為不規(guī)則凸多面體，盡量減少針、片狀塊體，其特征尺寸明顯大于再生骨料，一般介于50～400 mm之間，以能方便放置為宜；節(jié)段型廢棄混凝土一般長約500mm以上，以回收過程和施工需要為準(zhǔn)。

1.2 再生骨料、再生塊體的生產(chǎn)工藝

生產(chǎn)再生骨料所采用的廢棄混凝土來源各不相同，顧榮軍等將廢棄混凝土分為四類：第一類為無雜質(zhì)的混凝土，如實(shí)驗(yàn)室的混凝土試塊；第二類為不含鋼筋但含有其他雜質(zhì)的混凝土，如路面整修產(chǎn)生的混凝土塊；第三類為含有鋼筋及雜質(zhì)的混凝土，如建筑拆遷后的鋼筋混凝土；第四類為含有大量不易分離雜質(zhì)的混凝土。該四類混凝土的破碎工藝各不相同，其中第四類混凝土由于生產(chǎn)過程較繁瑣，不建議使用。以上三類廢棄混凝土生產(chǎn)再生骨料的生產(chǎn)工藝一般包含破碎、磁性分選（清除廢鐵料）、雜物分選（清除木料、塑料等雜物）、振動(dòng)篩分（清除5mm以下碎料）、沖洗等過程。

再生塊體是廢棄混凝土構(gòu)件在破碎過程中產(chǎn)生的大尺度塊體（特征尺寸50～400mm之間），其生產(chǎn)工藝也包括破碎、篩分、凈化等過程，卻大大簡化。再生塊體生產(chǎn)工藝與再生骨料生產(chǎn)工藝最大的不同在于破碎的特征尺寸大，降低了破碎成小尺度骨料對能源的消耗，同時(shí)，篩分、凈化等過程相較生產(chǎn)再生骨料容易很多。生產(chǎn)再生塊體也不可避免會(huì)產(chǎn)生少量的特征尺寸很小的塊體，該特征尺寸很小的塊體可以作為再生骨料使用。

1.3 再生塊體混凝土

再生塊體混凝土是一種新型的廢棄混凝土處理方式，它的突出特點(diǎn)是簡單、經(jīng)濟(jì)，不需要生產(chǎn)再生骨料所必須的復(fù)雜過程。再生塊體混凝土是新鮮混凝土與廢棄混凝土塊體的混合物，其中的廢棄混凝土塊體尺寸較大，明顯大于再生骨料混凝土中的再生粗骨料。在澆筑時(shí)，將新鮮的混凝土與大塊的廢棄混凝土塊體同時(shí)澆筑成新型的組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件——再生混合構(gòu)件。與再生骨料混凝土相比，再生塊體混凝土具有制作成本低的優(yōu)勢，據(jù)吳波等調(diào)查，在破碎廢棄混凝土的過程中可以節(jié)約能耗40%～60%，制備混凝土?xí)r可以節(jié)約30%的水泥用量。發(fā)展再生塊體混凝土是廢棄混凝土循環(huán)利用的一條有效途徑。

2 廢棄混凝土塊體對再生塊體混凝土力學(xué)性能的影響

2.1 影響規(guī)律

通過再生塊體混凝土試件的抗壓、抗拉、抗彎試驗(yàn)，研究了廢棄混凝土塊體強(qiáng)度和廢棄混凝土塊體取代率對再生塊體混凝土力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)表明，廢棄混凝土塊體和新混凝土的抗壓強(qiáng)度以及廢棄混凝土塊體的取代率是影響再生塊體混凝土抗壓強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。

（1）當(dāng)廢棄混凝土塊體的抗壓強(qiáng)度小于新混凝土的抗壓強(qiáng)度時(shí)，隨著再生塊體混凝土中廢棄混凝土塊體含量的增加，再生塊體混凝土整體的抗壓強(qiáng)度逐漸減??；當(dāng)廢棄混凝土塊體的抗壓強(qiáng)度大于新混凝土的抗壓強(qiáng)度時(shí)，隨著廢棄混凝土塊體在再生塊體混凝土中含量的增加，再生塊體混凝土整體抗壓強(qiáng)度逐漸增大。

（2）無論廢棄混凝土塊體的抗壓強(qiáng)度與新混凝土的抗壓強(qiáng)度相比孰高孰低，再生塊體混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度以及彈性模量都隨著廢棄混凝土塊體含量的增大而減小，峰值應(yīng)變隨著廢棄混凝土塊體含量的增大而增大。

（3）再生塊體混凝土的應(yīng)力——應(yīng)變曲線，其上升段基本可以不考慮廢棄混凝土塊體含量的影響，但是其下降段隨著廢棄混凝土塊體含量的增大逐漸變得陡峭，說明隨著廢棄混凝土塊體含量的增加，再生塊體混凝土的延性呈現(xiàn)降低趨勢，廢棄混凝土塊體含量對應(yīng)力——應(yīng)變曲線的下降段影響比上升段更為明顯。

（4）通過掃面電鏡觀察，廢棄混凝土塊體與新混凝土界面是再生塊體混凝土中的薄弱環(huán)節(jié)，對再生塊體混凝土的力學(xué)性能有明顯的不利影響。

2.2 微觀機(jī)理

在再生塊體混凝土中，廢棄混凝土塊體與新混凝土之間的界面顯得更為重要，它與普通混凝土中的界面有著本質(zhì)不同。因?yàn)閺U棄混凝土塊體相比普通混凝土中的天然粗骨料具有更大的特征尺寸，使再生塊體混凝土中廢棄混凝土塊體與新混凝土之間的界面尺寸更大，大大超過了普通混凝土中天然粗骨料與砂漿之間的界面，況且廢棄混凝土塊體與新混凝土界面的分布更加集中，更易于裂縫的萌發(fā)和擴(kuò)展。另外，廢棄混凝土塊體本身四周附著有大量相對松軟的砂漿，這也影響了廢棄混凝土塊體與新混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度。

廢棄混凝土塊體表面具有微小的裂紋，這些裂紋可能是在廢棄混凝土由構(gòu)件加工為塊體的破碎過程中產(chǎn)生的，遍布廢棄混凝土塊體的表面，在再生塊體混凝土的澆筑振搗過程中，這些微小裂紋可能會(huì)有新混凝土砂漿或水泥漿進(jìn)入，對其起到一定程度的彌合，但是，其對再生塊體混凝土的整體力學(xué)性能也會(huì)有明顯影響，這是必然的。在普通混凝土中，天然粗骨料的尺寸相比試件本身的尺寸很小，在加載過程中粗骨料周圍的界面即使開裂以后，骨料與骨料之間仍具有顯著的嵌擠作用，這也保證了混凝土仍具有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，但是在再生塊體混凝土中，大尺寸廢棄混凝土塊體之間的嵌擠作用相對很弱，這也是再生塊體混凝土力學(xué)強(qiáng)度低于新混凝土的原因之一。

3 再生塊體混凝土力學(xué)強(qiáng)度的改良

為了改善再生塊體混凝土的強(qiáng)度，采用了二次振搗方式對再生塊體混凝土進(jìn)行振搗，并將其試驗(yàn)結(jié)果與采用普通振搗方式的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，得到以下結(jié)論：

（1）采用二次振搗方式不同程度地提高了再生塊體混凝土的抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度。

（2）采用二次振搗方式情況下，廢棄混凝土塊體的取代率對抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度的提高影響較大，隨著廢棄混凝土塊體取代率的增加，抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度的提高幅度逐漸增大。

（3）采用二次振搗方式情況下，廢棄混凝土塊體的抗壓強(qiáng)度對抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度的改善幅度影響不大。

（4）再生塊體混凝土中，廢棄混凝土塊體與新混凝土界面是再生塊體混凝土的薄弱環(huán)節(jié)，采用二次振搗方式使該界面處的微觀結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，改善了再生塊體混凝土整體的力學(xué)強(qiáng)度。

4 結(jié)語

如何科學(xué)地利用建筑活動(dòng)中產(chǎn)生的大量廢棄混凝土，是促進(jìn)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)節(jié)能。減排戰(zhàn)略目標(biāo)亟待解決的問題之一。再生塊體混凝土是廢棄混凝土循環(huán)利用的一條有效途徑，其可以將廢棄混凝土的回收利用從骨料層次提升1～2個(gè)數(shù)量級達(dá)到大尺度塊體或節(jié)段層次，避免了生產(chǎn)再生骨料所需的破碎、篩分、凈化等過程，更加節(jié)能、環(huán)保。本文著重考察了廢棄混凝土塊體強(qiáng)度、取代率等對再生塊體混凝土力學(xué)性能的影響規(guī)律，提出了可強(qiáng)化再生塊體混凝土力學(xué)強(qiáng)度的二次振搗方法，為工程引用奠定了基礎(chǔ)。