再生骨料的国内外研究进展

第43卷第21期

2 0 1 7 年 7 月

SHANXI ARCHITECTURE

山西建筑

Vol. 43 No. 21Jul. 2017

•健筑材料及应用•

文章编号：1009-6825 (2017) 21-0090-03

再生骨料的国内外研究进展

吕琦沈菊男

(苏州科技大学道路工程研究中心，江苏苏州215011)

摘要:通过分析再生骨料在国内外的研究现状，对国内外建筑垃圾的再生利用进行了归纳与总结，指出对于建筑废弃物的再生 利用，不仅可以减少对天然资源的开采,而且对于建筑业的可持续发展以及节约型社会的构建具有重要意义。关键词：再生骨料，再生混凝土，物理性能 中图分类号

:TU528.041

文献标识码

:A

1是日本对于再生料的分类[3]。

表1

日本规范中再生料的分级

一级

矣3

1在国外的研究现状

在20世纪80年代荷兰就开始了对于废弃混凝土的相关研究

使用规范》，而后又相继在各地建立以处理混凝土废弃物为主的 再加工厂。表

项目

吸水率/%

并制定了有关废弃混凝土骨料再生利用的规范[1]。代尔夫特理 工大学[2]在通过大量的实验后得出：1)粘结力的大小受级配中的 细集料含量影响很大;2)再生掺量的增加会导致模量值增大，并 且模量值会受到养护时间的影响。

日本的国土面积小，天然资源的匮乏，促使其在20世纪就开 始研究废弃混凝土的再生利用并制定了《再生骨料和再生混凝土

SO-S 9-O-S 9-O-S

SO-S 9-O-S

SO-S 9-O-S 9-O-S

SO-S 9-O-S 9-O-S

SO-S 9-O-S

SO-S 9-O-S 9-O-S

二级

3 ~5

三级

5~7

美国在20世纪70年代开始运用再生骨料铺筑路面[4]。美 国在对于再生骨料研究的同时进行了现场运用，并对于实际工程 中出现的问题进行了探讨研究，这对于实际施工起到了很好的指导作用[5]。

>-S SO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-O-SSO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-O-S 9-O-S SO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-C

比较适用，而且处理的效果也非常好。这种灌浆法主要是利用压 送的设备把一定的补缝液注人混凝土的裂缝中，进而能够达到闭 塞的效果。虽然这种方式比较传统，但是效果是非常好的。

除了以上三种比较常见的修补方式之外，还有一些对特殊情 况进行处理的方式。第一种，就是结构补强方式。这种方式比较 适用于因为超负荷而出现的裂缝。如果裂缝没能够进行及时的 处理，就会让混凝土的耐久性出现降低的情况。第二种，是置换 混凝土的方式，这种方法更加的适合于遭到严重破坏的混凝土， 效果非常好。首先要将受到损坏的混凝土进行清除，再用新的材 料来进行置换。

3.2 对建筑施工混凝土裂缝进行处理预防的要点

在建筑工程的施工过程中混凝土出现裂缝是非常常见的，如 果不能够很好的对其裂缝进行处理，对建筑以及人们的安全都会 造成一定的影响。而想要保证混凝土的质量，除了在出现裂缝之 后进行补修之外，对建筑混凝土进行预防也是很重要的。通常情 况下，有以下几点需要注意:在进行混凝土材料的配比的时候，在 能够保证混凝土的质量以及工作性能的情况下，应该要尽量的减 少混凝土中的水量，提高结构中钢筋的抗裂性能。在对配筋进行 选用的时候，尽可能的选择直径以及间距都比较小的，在结构出 现变化的时候，对应力集中的薄弱部位加强一定的防护措施。在

容易出现裂缝的部分设置相应的暗梁，提高建筑施工中混凝土的 极限拉伸性能。在进行混凝土的设计的过程中，一定要对进行施 工过程中的天气情况进行考虑，防止因为天气的原因而导致混凝 土出现质量上的问题。一旦不能够很好的对天气情况进行预测， 也一定要根据临时状况来对设计进行改变。对混凝土中使用的 原材料进行质量上的控制，尽可能的选择低水化热的水泥，严格 的控制水灰之间的比例。

4结语

因为当前人们对于建筑施工中混凝土的要求变得越来越高，

对混凝土的裂缝进行控制的技术也受到越来越多的相关人员的 关注。在对建筑施工中混凝土裂缝进行控制的时候，要根据建筑 工程的实际情况来进行选择，选取恰当的方式来进行修补。而前 期对于混凝土裂缝进行预防的工作也非常重要。参考文献：

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朱子龙建筑施工中混凝土裂缝控制技术的探讨

The concrete crack control technology in building construction

Yan Xiwei

(Shanxi Sixth Construction Group Limited Company, Taiyuan 030024, China)

Abstract ： This paper introduced the concept and classification of concrete crack, analyzed the causes of concrete cracks in building construction, and from the concrete cracks treatment ways and concrete cracks prevention two aspects, elaborated the concrete cracks control technology, so as to ensure the construction quality of building engineering.Key words： concrete, crack, construction technology, building engineering

收稿日期=2017-05-18

作者简介：吕琦（1992-),男，在读硕士；沈菊男（1962-),男，博士，教授

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吕琦等:再生骨料的国内外研究进展

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澳大利亚的墨尔本和悉尼在20世纪80年代末开始利用再生 骨料[6]。格里菲思大学[7]的研究人员把抗压强度从15 MPa ~ 75 MPa的旧混凝土破碎之后，重新组合成满足规范的新级配。通 过试验数据得出:1)生产出的再生骨料始终可以满足质量标准，并

且可以作为一种基层或底基层材;2)研究认为再生骨料的性能完 全可以与用作基层材料的天然集料相媲美，与其他材料相比，良好 级配的再生骨料在较低的应力下可以得到更高的回弹模量。汉城国立大学[8’9]对废弃混凝土的吸水率、级配组成、级配最 优含水率等进行了研究，对骨料的针片状含量调整的基础上进行 了无侧限抗压试验，结果显示，将再生骨料用做基层也可以满足天 关物理性能，试验结果表明:不同来源的废弃混凝土由于其老化程 度不同，最终会导致它们在物理性能上面的差异。在做了相关的 物理试验后又测试了再生骨料的抗压强度试验，试验结果表明:抗 压强度受不同来源再生骨料的影响不大。

3结语

无论是国内外，对于再生骨料的研究还是比较重视的，再生骨

料的有效利用无论是在经济上还是在环境上带来的一系列好处也 是有目共睹。由于国外对再生骨料的研究起步较早，因此对于再 生骨料的研究也相对透彻并且能很好的运用到实际工程中，而在 我国，尽管很多研究者在再生骨料的研究上做了很大的努力，但由 然骨料用做基层材料的各项性能指标。

2在国内的研究现状

在政府的大力支持下，国内专家在借鉴国外研究成果的基础

上积极推动废弃混凝土在实际工程中的应用，并取得了不少显著 成果。

李云霞，李秋义[1°]用化学处理的方法将再生骨料分别浸泡在 稀释过的聚合物(PVA)和有机防水剂溶液中，浸泡的时间分别为 48 h和24 h，并测试了浸泡过后的再生骨料的吸水率，试验结果表 明两种溶液均可以降低骨料的吸水率，相比而言，用有机硅酸处理 过后的骨料，其吸水率改变更加显著。

庄敬伟等[11]在总结了各国11年来对再生混凝土耐久性的研 究成果的基础上，定量分析了再生混凝土氯离子渗透性影响因素 的主次关系，结果表明:1)随着再生粗骨料掺量的增加，再生混凝

土的抗氯离子渗透性、抗冻性和耐久性会变差;2)随着再生细骨料 掺量的增加，混凝土耐磨性会变好;绝大多数的混凝土抗碳化性会

随着再生粗骨料掺量的增加而变差，但会出现有少部分特殊的情 况。

肖建庄，林壮斌，朱军[12]研究了级配调整对再生混凝土抗压 强度的影响以及调整前后的抗压强度出现的变异现象及规律，试 验结果表明:通过人工调整优化后的级配，其堆积密度会有所提 高，压碎指标会相应的降低。

肖建庄等[13]比较分析了国内外的再生集料生产工艺，在此基 础上建议了一套适合我国实际情况的工艺流程，考虑到我国生产 力成本较低，且机械不能很好地处理大块杂质，因此选择使用人工 法对混凝土块进行分选。现阶段由于国内对粒径5 mm以下的再 生细集料未做研究，所以该工艺将这一部分集料视为微粉处理。 鉴于铁屑和碎塑料等细微杂质很难采用人工分离,工艺设置了磁 铁分离台和分离器,以便提高集料的纯度。通过筛分机进行筛分, 得到不同粒径的再生集料。最后对5 mm ~ 31. 5 mm粒径的集料 进行冲洗。

崔素萍等[14]在全部使用再生细骨料的情况下加人了不同的 矿物掺合料，并研究掺合料种类对再生混凝土耐久性的影响，结果 表明:在再生混凝土中同时掺人两种不同矿物掺合料的效果较单 一掺人掺合料的效果要好，且复合种类对再生细骨料混凝土的耐 久性影响较明显。

陈会凡等[15]利用不同母体的再生粗骨料来研究再生混凝土 的强度。采用强度已知和强度未知的废旧混凝土做再生骨料的 母体混凝土来研究再生骨料的性能变化情况。试验还采用了不 同的母体混凝土生产低强度再生混凝土及中强度的再生混凝 土,研究母体混凝土对再生混凝土的抗压强度和抗拉强度的 影响。

王智威[16]测试了多种来源不同的废弃混凝土，系统研究了不 同来源骨料的密度、吸水率、砂浆附着量、孔隙率和压碎指标等相于起步晚,以及在设备上的落后，导致了对于再生骨料的利用率并 不高。现阶段，国内对于再生骨料的研究局限在物理性能、化学性 能、结构性能和耐久性能上，要想能够更好的利用再生骨料，还需 要做更加深人的研究。

参考文献：

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SHANXI ARCHITECTURE

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1009-6825 (2017) 21-0092-03

表面能理论在水泥基材料中的应用研究

陈黎阳

(山西路桥建设集团有限公司，山西太原030006)

摘要:基于表面能理论，对水泥基材料表面能的测试方法及各方法的测试原理进行了介绍，探讨了国内外表面能在水泥基材料 中的应用与研究现状,最后对表面能在水泥基材料中的后续研究进行了展望。关键词:水泥基材料,表面能，测试方法中图分类号

:TU502

文献标识码

:A

Q〇Qb

=表面能是在创造物质表面时，物质分子间化学键破坏的度量值，它是物体单位面积表面分子作用力的量化表征[1]，在表面化 学中具有重要的地位。目前，表面能理论应用较多的领域为能源 化学、胶体以及涂料等领域。在水泥基材料方面的相关研究虽然

较早，但研究成果相对较少且多数研究集中在水泥基材料开裂问题上[2‘3]。

笔者基于表面能理论，首先对水泥基材料表面能的测试方法 进行详细介绍，并分析各方法的测试原理;进一步综述国内外表 面能理论在水泥基材料中的应用与研究现状，并对表面能理论在 水泥基材料中的后续研究进行了展望。

式中:QB—

QB

+P(S)dSP(x)dx

Q

bhL〇-m

18E5 1 (2bh3Qm ⑴

(2)

(3)

系统1C藏的总应变能；

水泥基材料梁式试件贮藏应变能;

1水泥基材料表面能测试方法

由于水泥基材料如水泥砂浆、硬化水泥石以及水泥混凝土是

一种多相复合型材料[4],其内部结构较为复杂，影响因素较多导 致其表面能测试困难。目前水泥基材料表面能测试方法主要有: 慢弯法、压力钢环法、楔形劈裂试验法。

L——梁跨;S—一应力集中因子；E—一杨氏弹性模量；Km~一机器刚度。

1.1 慢弯法

早在1980年，Peterson P E就采用慢弯法[5]进行水泥基材料 的表面能测试，该方法所需设备较为常规，适合于一般条件的实 验室，后续被众多学者所采用[6]。

慢弯法主要采用带有切口的水泥基材料梁式试件（如图1 所示），在万能试验机上进行三点弯曲试验[7]。该方法基于能 量平衡原理，建立外力做功与材料断裂能之间的关系，通过试 验测定材料断裂能并结合Griffith断裂理论，进一步求解材料 表面能。

而体系消耗于断裂的能量为

U = 2yj-A 7/ = y, + y„

式中：c/一消耗于断裂的能量；

24—断裂面积；

yf—r,—

(4)(5)

试件断裂能； 试件表面能；

yp----试件塑形能。

当试件处于断裂零界状态时，体系总贮存能量与断裂消耗能 相等，因此建立能量方程，进行试件表面能求解。

叶枝荣[7]指出采用慢弯法时，正确选用试验设备和试验参数 是慢弯法试验成败的关键;建议试件尺寸为25 mm x 25 mm x 30 mm,切高比= 0.5,梁跨高比6 ~ 8;试验机建议刚性试 验机。

慢弯法测试水泥基材料表面能过程中，所涉及的参数较多且 计算复杂,另外测试结果受试验设备性能的影响较大，对试验结 果产生一定的影响。因此，研究者努力开创更适用于水泥基材料 表面能的测试方法。

The research progress of recycled aggregates at home and abroad

Lv Qi Shen Junan

(Center for Road Engineering Research ^ Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215011, China)Abstract ： Through analyzing recycled coarse aggregate research status at home and abroad, this paper sums up and summarizes the recycle of construction waste at home and abroad point out for the recycle of construction waste, not only can reduce the exploitation of natural resources, but also for the sustainable development of the construction industry and the construction of a conservation oriented society is of great significance. Key words： recycled aggregate, recycled concrete, physical property

收稿日期=2017-05-13

作者简介:陈黎阳（1974-),男，高级工程师