文章编号：１００９—９４４１（２０１５）０１—００１１—０３ 再生混凝土强度的影响因素分析 口口韩字瀚 （太原太工天吴土木工程检测有限公司，山西太原摘要：建筑垃圾既占用大量的土地，同时还对生态环境造 ０３００２４） 聚合物、纯水泥浆、有机硅防水剂以及水泥外掺Ｋｉｍ 粉等。毋雪梅等 通过浸渍法强化再生骨料进行 成了严重污染。再生混凝土可以将废弃的建筑垃圾变废为 宝，实现资源的循环利用，同时解决了因天然砂石开采 导致的骨料短缺的问题。阐述了再生混凝土骨料的化学强 化和物理强化方法，对影响再生混凝土性能的各种因素进行 了论述。 了再生混凝土的研究，在试验中采用了无机复合碱 性激活剂和有机复合酸脂，将再生骨料在这些试剂 中进行浸渍处理，改善了再生骨料的特性，试验结果 见表１。由表１可见，经过化学试剂处理的再生骨 关键词：建筑垃圾；再生混凝土；原材料 中图分类号：Ｘ ７９９．１ 文献标识码：Ａ 料吸水率降低，而且无机浸渍的效果明显优于有机 浸渍的结果，压碎指标和表观密度与吸水率有相同 的影响结果。 表１再生骨料特性比较。 未经浸渍的再生 无机浸渍液处理 有机浸渍液处理 再生骨料的 骨料 过的再生骨料 过的再生骨料 性能 Ｈ Ｚ ＨＺ Ｈ Ｚ ＨＺ Ｈ Ｚ ＨＺ 引言 我国建筑行业的兴起带动了经济的发展，同时 对原材料的需求量也越来越多，每年仅拆迁产生的 废弃建筑垃圾也在不断上升。所以，再生混凝土的 应用既可以解决建筑垃圾的堆放问题，同时还可以 缓解天然骨料的需求量，实现经济效益与社会效益 并重。 吸水 １０ｍｉｎ ３．８ ５．３６ ４．７０ ２．６ｏ ４．８ ３．８８ ３．５ ４．９ ４．１Ｏ 童 ％ １ ｈ ６２５ １７．１Ｏ １１．９８ ５．４２ １４．９７ ９．２８ ５．７３ １５．２１ １Ｏ．１０ ．压碎指枥 ％ ２４．１ ２７．６ ２５．２ １８．９ ２０．１４ １９．３２ ２２．５ １９．９６ ２１．２３ 表观密度 ２ ２６９ １ ８６９ ２ Ｏ６９ ２ ２９Ｏ １ ９１６ ２ １０３ ２ ２８９ １ ８７０ ２ １０ｏ ／（ｋｒ，／ｍ ） 再生混凝土是将废弃混凝土进行二次利用，作 为骨料掺入到新拌混凝土中形成的制品。国内外已 有大量关于再生混凝土研究的报道，其中荷兰是开 １）Ｈ、Ｚ、ＨＺ分别表示混凝土块再生骨料、砖块再生骨料、混凝土 块再生骨料和砖块再生骨料各占５０％。 展再生混凝土研究最早的国家，２０世纪８０年代已 就再生混凝土制备素混凝土、钢筋混凝土和预应力 钢筋混凝土的研究制定了相关的规范…。我国对 １．２物理强化 物理强化采用机械设备对建筑垃圾进行破碎处 理，主要是通过物理的方法对废弃混凝土的表面进 再生混凝土的研究晚于国外，但对这个课题的研究 也取得了很多的成果。如同济大学的肖建庄对再生 混凝土的各项性能进行了试验研究，认为再生混凝 土在一定掺量下可以满足建筑结构的受力，完全可 以用于实际施工中。 行简单的处理，除去表面的水泥砂浆以及部分颗粒 的棱角。目前，物理强化的方法主要有卧式回转研 磨法、立式偏心装置研磨法、磨内研磨法以及加热研 磨法这４种 Ｊ。一般在工程上采用自研磨（再生骨 料通过回转的滚筒，依靠自重摩擦）、球磨以及机研 磨，这几种研磨方法的对比 见表２。结果显示，再 生骨料的压碎指标在物理强化作用下基本上降低了 ５０％，其中经球磨后的压碎指标下降最多。 影响再生混凝土强度的因素除了与普通混凝土 强度的影响因素一样外，还包括再生骨料的物理性 质（原生混凝土的性质）和再生骨料的替代率。 １ 再生骨料的强化 １．１化学强化 化学强化是将再生骨料与某些化学试剂进行反 应，以消耗那些对强度没有影响的物质，然后生成有 ２再生混凝土强度的影响因素 ２．１ 原生混凝土对再生混凝土强度的影响 Ｔｏｐｃｕ Ｉ Ｂ等 在使用原生混凝土强度为１４ ＭＰａ 的混凝土制备强度为１６ ＭＰａ和２０ ＭＰａ的再生混凝 利于提高强度的化学成分。所用化学试剂一般包括 建材技术与应用１／２０１５ 土时，发现圆柱体和立方体抗压强度均有所下降，前 表２ ３种不同研磨方法对再生骨料性能的影响 骨料处理 粒径 堆积密度 吸水率 不同状态下的压碎指标值 方式 未处理 ５～１Ｏ ５～１０ 度开始增加，当水灰比为０．２６或者是０．４０时，再生 混凝土的抗压强度比普通混凝土的抗压强度高。在 ／（ｋｇ／ｍ ） ／％ １ １７０ １ ３１Ｏ 干燥 ２２．５ １３．３ 保水 ２９．２ １６．８ 高效减水剂存在下，再生混凝土的抗压强度随着水 灰比的增加而降低。 在劈裂强度方面，随着水灰比的增加，再生混凝 ７．Ｏ ４．３ 自研磨 １０～２０ ２０．１ ２Ｏ．９ 土与基准混凝土之间的差异逐渐减少，在高水灰比 的情况下，两者的抗拉强度基本持平。 ２．３ 再生骨料替代率对再生混凝土性能的影响 球磨机 ５～ｌＯ 研磨 １０～２０ ｌ ３５０ ３．８ ｌ１．２ １２７ ．１３．４ １１．８ 随着再生骨料掺入量的逐渐增大，会使得混凝 者下降了３３％，后者下降了２３．５％。ａｊｄｕｋｉｅｗｉｃｚ Ａ 等 对高强再生混凝土进行了研究，发现其应力一 应变曲线与普通混凝土相似，因此认为原生混凝土 的强度等级对于再生混凝土强度等级的影响并不是 很大。而且Ｋａｔｚ Ａ ７ Ｊ的研究表明：再生混凝土水泥 基体强度大于原生混凝土的水泥基体强度时，这时 原生混凝土的强度等级会对再生混凝土的强度等级 产生比较显著的影响。 ２．２水灰比对再生混凝土强度的影响 土的各种性能有不同程度的下降。在相同坍落度的 情况下，再生骨料的增加使得混凝土的抗压强度、抗 折强度以及弹性模量与普通混凝土相比下降的幅度 逐渐增加。Ｌｉｍｂａｃｈｉｙａ Ｍ Ｃ等 的理论研究认为， 再生骨料的最佳替代率为３０％时，得到的再生混凝 土的抗压强度与基准混凝土有相同的强度等级，而 随着替代率的增加混凝土强度逐渐降低。 再生混凝土的干缩随着再生骨料的增加而增 加，主要是由于残留在再生骨料上的水泥砂浆增加 了再生混凝土的水泥浆的数目¨ 。 在普通混凝土的制备过程中要严格控制水灰 比，因为水灰比是影响混凝土强度的一个显著因素。 同样，在再生混凝土的制备过程中，也要注意水灰比 的控制。许岳周等 的研究表明，当水灰比提高 ２．４矿物掺合料对再生混凝土性能的影响 掺加矿物掺合料可以提高混凝土的各种性能。 在再生混凝土中添加粉煤灰会对强度和弹性模量产 ０．１，再生混凝土的抗压强度呈现明显的下降趋势， 降低率为２０％左右。水灰比比较低时，再生混凝土 表现出与普通混凝土不同的性能。当水灰比为０．４５ 以下时，再生｝昆凝土相比于普通混凝土，强度可以下 降３０％；水灰比在０．３５～０．４５之间时，再生混凝土 生一定的影响，Ａｎｉｎｋ Ｄ等 的研究表明，粉煤灰的 掺入会使再生混凝土的早期强度有所下降，但是对 其后期强度的提高有显著的影响，同时可以有效地 减小应力应变比。 掺入硅粉同样可以影响再生混凝土的性能，但 强度与普通 昆凝土强度之间的差异随着水灰比的增 不是直接影响强度的变化。再生混凝土承受持续荷 加而逐渐减少；当水灰比＞０．４５时，再生混凝土的 强度可以达到相同配比下普通混凝土的强度。 混凝土中由于掺加高效减水剂导致水灰比的变 化对再生混凝土的抗压强度呈现不同的影响趋势。 载１１５ ｄ后，其强度下降９．０３％，但是掺硅粉后，抗 压强度仅仅下降０．８５％。因此，在再生混凝土中掺 入一定量的硅粉对混凝土的性能是有利的。 在不掺高效减水剂的情况下，水灰比＜０．５７时，再 生混凝土的抗压强度随着水灰比的增大而提高，在 这个范围内特定的水灰比下，甚至出现了再生混凝 若是将硅粉和粉煤灰两种物质同时掺人到再生 混凝土中，可以解决粉煤灰单掺时再生混凝土早期 强度低的问题。Ｔｏｐｃｕ Ｉ Ｂ等 的试验证明，两者最 佳的掺量组合为：粉煤灰：硅粉＝１：２。 土的抗压强度明显高于同配合比下普通混凝土抗压 强度的情况，其原因可能是流动性起了决定性的作 ３结语 再生混凝土可以解决建筑废弃物处置的问题， 用，而水灰比的影响次之。还可能是再生骨料在拌 和过程中将拌和水吸收，导致整体混凝土配合比中 的水灰比下降，强度增大。若是试验配比中掺加高 效减水剂，水灰比为０．６０时配制的再生混凝土的抗 压强度会低于原生混凝土的抗压强度，而且随着再 同时缓解建筑业天然骨料紧张的局面，还有利于改 善生态环境。这里有以下两个方面的课题： 一种是简单地将废旧混凝土粉碎，当做骨料来 使用，这需要解决粉碎工艺和设备问题，以及粉碎后 骨料的质量评价问题。 生骨料替代天然石子的数量的增加，强度减少值逐 渐增加。随着水灰比的下降，再生混凝土的抗压强 ・另一方面，将废旧混凝土进行深加工，制备辅助 Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ １２・ 胶凝材料。如超细粉料，利用未水化颗粒的活性，还 （Ｔａｉｙｕａｎ Ｔｅｃｈ—Ｓｋｙｈａｗｋ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ 有微观的填充效应，改善混凝土的胶凝组分，改善混 Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ，０３００２４，Ｃｈｉｎａ） 凝土的力学性能。这些都需要对再生混凝土的配制 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗａｓｔｅ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔａｋｅｓ ｕｐ ａ ｌｏｔ ｏｆ 进行一系列的试验，得出再生混凝土的最佳配合比。 ｌａｎｄ，ｉｔ ａｌｓｏ ｃａｕｓｅｓ ｓｅｒｉｏｕｓ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ 其中对各种可能影响再生混凝土性能的因素应加以 ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃａｎ ｃｈａｎｇｅ ａｂａｎｄｏｎｅｄ 考虑，包括原生混凝土的性能、水灰比、再生骨料的 ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗａｓｔｅ ｉｎｔｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｒｅｃｙｃｌｅ 替代率以及掺合料和外加剂等，以满足再生混凝土 ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｓｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｇｒａｖｅｌ 的基本性能。 ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｓｈｏ￣ａｇｅ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｔｉｒｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｓａｎｄ ｍｉｎｉｎｇ．Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｐａｐｅｒ ｅｌａｂｏｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｒｅｃｙｃｌｅｄ 参考文献： ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｈｙｓｉｃａｌ ［１］吴贤国，郭劲松，李惠强，等．建筑废料的再生利用研究 ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｖａｒｉｏｕｓ ｆａｃｔｏｒｓ ［Ｊ］．建材技术与应用，２００４（１）：２１—２３． ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ． ［２］毋雪梅，高耀宾，杨久俊．浸渍法强化再生骨料配制再生 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗａｓｔｅ；ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｒａｗ 混凝土的试验［Ｊ］．河南建材，２００９（１）：５６—５７． ｍａｔｅｒｉａｌｓ ［３］李秋义，王志伟，李云霞．加热研磨法制备高品质再生骨 料的研究［Ａ］．智能与绿色建筑文集［Ｃ］．北京：中国建 筑工业出版社，２００５：８８３—８８９． 作者简介：韩宇瀚（１９８９一），男，山西文水人，２０１０年７月毕 ［４］玉井孝幸，全洪珠，嵩英雄，ｃ 加．再生骨材 裂造方法 业于山西农业大学机电一体化技术专业，现从事建筑材料检 匕再生粗骨材 品耍［Ａ］．第４７回日本学衍会鬣材料 验与试验工作。 遵合耩演会耩演谕文集［Ｃ］．２００３：２６７—２６８． 收稿日期：２０１４—１２一ｌ４ ［５］Ｔｏｐｃｕ Ｉ Ｂ，Ｓｅｎｇｅｌ Ｓ．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｗｉｔｈ （编辑芋艳梅） ｗａｓｔｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｇｇｒｅｇａｔｅ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００４，３４（８）：１３０７—１３１２． （上接第１０页） ［６］Ａｊｄｕｋｉｅｗｉｃｚ Ａ，Ｋｌｉｓｚｃｚｅｗｉｃｚ Ａ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｒｅｃｙｃｌｅｄ Ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ ｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｔｒｉｅｓ ｏｆ ＨＳ／ＨＰＣ［Ｊ］． ｏｆ Ｓｔｅｅｌ Ｓｌａｇ ｉｎ Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，２００２，２４（２）：２６９— ２７９． ＤＥＮＧ Ｋａｉ ，ＷＵ Ｋａｉ。，ＳＨＩ Ｈｕｉ—ｓｈｅｎｇ ［７］Ｋａｔｚ Ａ．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍａｄｅ ｗｉｔｈ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ （１．Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｅｍｅｎｔ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ， ｆｒｏｍ ｐａｒｔｉｌａｌｙ ｈｙｄｒａｔｅｄ ｏｌｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，５ １ ８００１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏｎｃｒｅｅｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００３，３３（５）：７０３—７１１． Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｌａ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｔｏｎ￣ｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ， ［８］许岳周，石建光．再生骨料及再生骨料混凝土的性能分 ２０１８０４，Ｃｈｉｎａ） 析与评价［Ｊ］．混凝土，２００６（７）：４１—４６． Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ［９］Ｌｉｍｂａｃｈｉｙａ Ｍ Ｃ，Ｌｅｅｌａｗａｔ Ｔ，Ｄｈｉｒ Ｒ Ｋ．Ｕｓｅ ｏｆ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｍａｉｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｉｎ ｈｉｇｈ—ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］． ｓｔｅｅｌ ｓｌａｇ ａｎｄ ｉｔｓ ｂａｓｉｃｉｔｙ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｎａｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０００，３３（９）：５７４—５８０． ［１Ｏ］Ｋｏｕ Ｓ Ｃ，Ｐｏｏｎ Ｃ Ｓ，Ｃｈａｎ Ｄ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆｆｌｙ ａｓｈ ａｓ ｃｅｍｅｎｔ ｒｅｖｉｅｗｓ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｓｌａｇ ｉｎ ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｎｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｃｉｖｉｌ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋｓ，ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｆｏｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，１９（９）：７０９—７１７． ａｔｔｅｎｔｉｏｎ． ［１１］Ａｎｉｎｋ Ｄ，Ｂｏｏｎｓｔｒａ Ｃ，Ｍａｋ Ｊ．Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌ ｓｌａｇ；ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｃｅｍｅｎｔ； ｂｕｉｌｄｉｎｇ：ａｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｕｓｅ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｆｕｒｂｉｓｈｍｅｎｔ［Ｍ］．Ｅａｒｔｈｓｃａｎ，１９９６． 作者简介：邓恺（１９８１一），男，江西九江人，博士，２０１０年５月 博士研究生毕业于同济大学材料学专业，研究方向为水泥与 Ｔｈｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ Ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ Ｒｅｃｙｃｌｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ 混凝土应用技术、水泥窑协同处置。 Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ａｎａｌｙｓｉｓ 收稿日期：２０１５—０１—１９ ＨＡＮ Ｙｕ—ｈａｎ （编辑盛晋生） 建材技术与应用１／２０１５ ・１３・
