绿色混凝土中建筑垃圾再生骨料的应用与推广

孙彬

（广西青辉环保技术有限责任公司，广西 崇左 532100）

1 建筑垃圾再生骨料应用现状

在建筑废弃物中，以混凝土为主的物质组成成分较多。在城市化进程中，城中村拆迁改造和建设项目建设等都会制造出非常多的被遗弃掉的混凝土，而关于该类建筑垃圾的产生，它们大部分都是在开挖期间以及拆除作业期间两个阶段当中被丢弃的。

关于再生骨料，它主要是对废旧混凝土进行层层加工，大致程序为筛选、破碎、整形以及筛分，最终才能够形成该材料。近几年来，关于我国的再生骨料，它的应用领域正进入了一个非常成熟的发展时期了[1]。其主要表现在以下两点：①该再生骨料可以实现规模化生产。②关于该材料中的砂石，它的质量目前已可以支撑住国家的基本需求了。此外，国内的一些省市政府对此态度也甚是良好，当前大多是持有一个大力支持和广泛推广的态度的，但是，由于该材料的收取来源不统一、区别也较高、压碎值低于天然骨料、吸水率大、堆积密度偏低等等原因，因此，也就导致了该再生骨料的使用非常受限，就现在而言，它还只能够被使用在道路基层、路面砖、小型空心砌块以及路缘石等建筑材料当中。

按照相关规定与标准要求，如《混凝土和砂浆用再生细骨料》《混凝土再生粗骨料》，它们分别规定了不同层级的材料应当使用在不同级层的混凝土当中，不可胡乱使用，须得严格遵守适用规定。然而，因再生骨料的如何应用是会影响到混凝土的质量和性能的，所以在《混凝土质量控制标准》当中，对于预拌混凝土也另有规定，其中表明该材料应当使用的粗、细骨料，需要不违背《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》，也就是表明该再生骨料需要达到该标准的要求，这样所制作出的混凝土才能够被广大群众使用，否则不可进行推广应用。

2 再生骨料混凝土配合设计的特点

2.1 水胶比

关于再生骨料，就该材料的应用进行了一系列的探究与分析，根据当前的一些资料数据，经过对混凝土的实际调查和现场研究能够看出，就再生与普通来讲，当它们处于一个完全一样的水胶比环境中，前者抗压强度要低于后者的，并且前者的比后者的大概要低了8MPa。因此，在提供相同的水胶比的条件下，再生混凝土的抗压能力，如今它尚且是不能够达到建筑设计的要求的[2]。

但也正因如此，可以采取减小水胶比的措施从而增强所对应的混凝土的抗压强度。基于降低水胶比，再生混凝土将会具备不一样的特性，当水胶比比0.45 要高时，该混凝土与普通的将会具备同样的强度。但当其保持在不低于0.35 以及不高于0.45 的范围期间内时，则它的抗压能力就会随之也出现减弱的现象。另外还涉及水灰比，当其低于0.45 的情况下，它与普通建材的抗压能力也会出现差异，一般要低于普通的将近30%。

所以，在进行再生材料拌入之前，应当先将混凝土的层级区分开，然后再按照各个层级所对应的配料比进行拌入再生材料。另外，关于高抗压能力的该建材，如果不能够对再生骨料的来源和质量进行把控，就不应该应用该类骨料。根据具体工程的特性，然后对其水胶比与其抗压能力的关联关系开展具体分析，从而以便于能够达到提高其抗压强度、确保其剩余强度的目的。

2.2 砂率

砂率对混凝土的和易性能存在着非常大的影响力，其也可以减小其内部差异。通常而言，建筑废料中的再生骨料大多为大块的固体废块。通常情况下，我们在进行准备工作期间，应当先提前对其外部形状进行一下适当的修理工作，但是与天然骨料相比较，该类骨料它的表层所涵盖的缝隙、断层以及毛细孔等要相对会明显且多一点，正因如此，这也就造成了它的表面积会相对天然的较大一些，所以在进行搅拌的时候，该过程中所使用的水也可能会比较的多。

如果想要确保总需水量处于一个较为恒定的状态，以及降低对水量的消耗，就得在合理范围内进行降低砂率，同时还要对其进行合理的控制，从而减少在该过程中对水量的使用。

2.3 单位体积用水量

关于混凝土的吸水率，普通的与再生的它们二者之间是存在着很大的差异的，另外再生材料之间的吸水量也是具有差异性的。例如，其中的粗骨料，它的吸水率一般处于5%～8%。除此之外，还有细骨料，它的吸水率较之更高，其最大可为17%。然而，普通骨料的相较于它们都比较低，大概一般都只到2%。从这些数据对比中可以看出，再生骨料的吸水性要高于天然的。

所以，在进行配合比设计时，必须将其吸水性能充分考虑进去，在对该再生材料进行应用的准备阶段期间，应当先严格实施表层预处理工作，需得保证其整体饱和且表面干燥，从而降低由于高吸水而引起的混凝土坍落度损失过大而不能满足工程需要的问题。

2.4 再生骨料用量

如果想要良好的保障建筑废弃物再生混凝土的工作特性，有必要采用部分或全部的再生骨料替代天然骨料。通常，回收集料中的砖含量应控制在大概30%。这种方法不仅可以确保其抗压强度达到与一般的混凝土差不多的水平，而且还可以增强其回收集料的使用率，并降低资源的消耗。

3 应用绿色混凝土中建筑垃圾再生骨料的影响

3.1 对混凝土混合物工作性能的影响

关于再生骨料，因为它具有孔隙多且明显的特点，并且它的吸水性还较大，所以从开始搅拌到运输到浇筑施工现场，由于时间上的差异，很有可能会造成一定程度的损失。而高品质再生混凝土由于其高流动性、高强度等特点，其坍落度损失更为显著。关于坍落度损失，主要由于在普通混凝土中也会出现凝聚水泥粒子，另外还有其吸水率要远远高于天然的这一原因[3]。

对于再生混凝土，在进行制作以及搅拌的期间，因为它的吸水性较强，所以这将可能会导致自由水出现减少的情形，以至于会使得这个坍落度会产生一个较为明显降低。不过，如果想要很好地解决这一问题，就需要相关专业负责者对其进行预湿处理作业，随后将再生粗骨料中的一些杂物分离出来，从而就能够使得再生粗骨料的质量能够得到一定程度的提高。所以，缩减适当范围的坍落度损失，也就可以使其施工性能得到一个很好的保障。

3.2 建筑垃圾再生骨料对混凝土力学性能的影响

关于建筑废弃物中再生骨料，因其具有明显的特性差异，使其在使用过程中极易发生变化，所以其混凝土的力学性能也极有可能受其变化而发生些许改变。该材料的表层，一般多为凹凸不平且不光滑，有些许颗粒感，另外，当中还存有较高量的水泥砂浆。

对混凝土块进行破碎的时候，由于累积的损伤，会使其内部产生非常多的裂纹，在取代了原来同样质量的天然骨料时，会使混凝土的抗压强度下降，致使该建筑材料的抗压强度不能够达到设计要求。

相关研究结果表明，当用再生粗骨料替代天然骨料的量逐渐变多时，其混凝土强度将会出现轻微的下降。但其变化率并不是很明显，所以还需通过实验来确定其用量。

3.3 建筑垃圾再生骨料对混凝土耐久性的影响

对于原混凝土中的粉煤灰，可以使用一定比例的再生材料中的细粉替代它，该操作能够使所得混凝土的耐久性得到一定程度的增强。根据该特性，可将建筑废弃物粉体用于C40 以下各种标号的混凝土中，并将其与再生骨料混合制成混凝土。

当前，对于再生骨料的应用，大部分都在研究其中的细粉替代其他的物料后，所研制出的混凝土所具备的特性会有什么变化，如其防水性、防冻性、硫酸腐蚀抗性以及抗盐性等。采用再生骨料细粉，可以很大程度地增强混凝土的流动性，提高其耐久性，不过其总掺量需得不超过15%，不可以替代太过多。

4 绿色混凝土中建筑垃圾再生骨料的应用策略

4.1 加强技术研发

从长期来看，利用再生混凝土可有效地解决废旧混凝土处置的难题，然而，有关的研究还不够完善。就再生的为什么会与普通的存在有很大的差异性的原因开展了一系列的探究，可从中看出，其主要是因为在发生破碎状况时，该建材会产生一些明显的孔洞，另外还会引发一些裂缝产生，从而对其微观结构造成影响。随之，应当对其破碎的方式方法进行专业性探究与分析，从而防止它在破碎之际出现微观结构变化，以至于可以增强再生混凝土的各类特性[4]。

因此，关于再生混凝土，若想要它的性能能够得到进一步的提升，那么就得加强它在各个方面性能上的探究与分析，使其在建筑物中更能发挥出其优势。

4.2 选择合适的添加剂

添加剂是构成混凝土的关键因素，对其进行科学、合理的选用，如外加剂、减水剂等，将能够极大地提高其抗压性、耐久性等特性，并在一定的条件下，加入一定量的添加剂还能使其某些性能得到进一步提高。以混凝土的工作要求为基础，当前所用的添加剂主要有以下3 种。

（1）矿渣，粉煤灰等。主要采用把控对某些物料的掺入量的方式，进而增强混凝土的抗压性能，使该建筑材料的各项性能在一定的配比下得到更好的改善。

（2）高效减水剂、磨细粉煤灰。再生骨料是一种较多应用于特定环境下的新型建筑材料，其性能可通过调控其添加物量来提高其特性（持水、流动性、黏结性等）。

（3）高效减水剂。在混凝土中掺加超细粉、硅灰，能够使其的抗渗能力得到很大程度上的提高。

同时，采用改性处理技术、蒸养措施等特定的施工工艺，能够使得该材料的抗渗能力比天然的要高一些，从而大幅地提升其应用能力。

需要指出的是，在选择添加剂的时候，必须在增强其特性的基础上，进行合理的选择。

4.3 优化建筑垃圾再生骨料配合比

为了能够更好地利用和推广建筑废弃物再生混凝土，还需进一步提升其使用价值。对此，有关部门应积极进行实验研究，以再生骨料作为粗骨料配制混凝土。

再生粗骨料的替代率为0%，40%，70%，100%，胶凝材料用量为300kg/m3，350kg/m3，400kg/m3，450kg/m3，500kg/m3。通过大量的实验，对不同配比的混凝土进行了强度分析，优选出了最佳的配比。从而达到了对建筑废弃物再生混凝土工艺的优化，促进其在工程中的应用以及推广。建筑垃圾再生骨料配合比如表1 所示。

表1 建筑垃圾再生骨料配合比

在此基础上，对其进行了合理的配合比设计，使其强度得到了明显的提高。在相同的胶水配比下，再生骨料混凝土的强度显著提高，并且随着水胶配比的增大，这种提高趋势更为明显。该再生材料的吸水能力要比天然的高，所以当现实中胶水比例增加时，界面结合强度也会变得更强。

4.4 效益评估

选择42.5 普通硅酸盐水泥、天然碎石、细骨料、高效聚羧酸减水剂、S95 级矿粉，集中材料的价格分别为390 元/t、50 元/m3、60 元/m3、5000 元/t、260 元/t，若忽略机械磨损、运输及能耗，评价再生骨料替代率对混凝土经济性能的影响。在再生与自然的骨料价格相同的情况下，评价了在不同替代率下的混凝土强度与价格的关系，如图1 所示。

图1 再生骨料不同取代率下混凝土强度和价格之间的关系

用再生混凝土与普通混凝土的费用相减，进而会得到一个差额数值。当两者之间的差额数值为负值时，意味着在制作混凝土时，采用再生材料所耗费的总资金是比较低的，而当两者之间的差额数值为正值时，意味着在制作混凝土时，采用再生材料的一方所耗费的总资金是比较高的[5]。在此基础上，建设单位可以根据具体情况，优化再生骨料的应用模式，从而选择能够统一环保、达标、无危害且节省成本的举措。

5 结语

综上所述，在对再生骨料的讨论和论证过程中，对混凝土的原料以及制件的强度、耐久度等进行了相关的测试后，表明了该再生骨料是可以在一定的条件下替代天然骨料的，这样不仅可以减少对资源和经济的消耗，而且还能够很大程度地提升其特性。总之，这是一项具有深远性以及可持续性的措施，且对未来该行业的持续发展有明显的促进作用。