再生混凝土

再生集料成分不仅有少量脱离砂浆的石子、部分包裹砂浆的石子，还有少量独立成块的水泥砂浆。因为水泥砂浆的表面粗糙、棱角多并且在混凝土构建破坏和集料生产过程中集料内部出现大量微细裂缝，从而导致再生集料孔隙率大，进而使得表观密度和堆积密度降低。研究认为，再生集料的表观密度为天然集料的85%以上，并且其离散性很大。

由于废旧混凝土在破碎过程中受到较大外力作用，在集料内部会出现大量微细裂缝，使得再生集料的吸水率和吸水速率都远高于天然集料。研究认为，再生集料的吸水率是天然集料的6-8倍。一般认为，再生细集料的吸水率超过10%，而再生粗集料一般吸水率为5%左右。由于再生集料的孔隙率较大，在短时间内再生集料就可以吸水饱和。在再生混凝土配合比设计时需要考虑再生集料的高吸水率问题。

再生粗集料的高吸水率和低表观密度的特征均是由于集料表面附着的废旧砂浆所致，因此再生粗集料的吸水率与表观密度存在一定的相关性。根据国内研究成果，再生粗集料的表观密度与吸水率之间具有如下公式所示的关系。

ρ=2.7/2.7W+1

式中:ρ--再生粗集料的表观密度，g/cm^3;

W--再生粗集料的吸水率，%。

集料的形状和表面特征对混凝土性能有影响，立方体或球状颗粒且表面光滑时，对新拌混凝土的流动性有利，但与水泥石的黏结较差。与天然集料相比，大部分再生集料表面都包裹着砂浆，因此表面很粗糙、比表面积大，这对提高与水泥石的黏结有利，但对于新拌混凝土的流动性不利，还会增加水泥的用量。

为了定量描述再生粗集料的表面粗糙度，国内部分研究人员提出以相对表面粗糙度来表征再生粗集料的表面特征。相对表面粗糙度的测试方法为:取干燥状态的单级试样(10-15mm或15-20mm)不少于1kg，倒入水灰比为0.6的基准水泥净浆中，迅速搅拌均匀;然后倒入筛孔为10mm的圆孔筛中，将多余净浆筛去;移入标准养护室中养护7d(或28d);取出放入烘箱中烘干至恒温，放在天平上称量试样裹浆后的质量，相对表面粗糙度用式计算。

λ=1000(M-m)/m

式中:λ--相对表面粗糙度;

M--裹浆后的质量，g;

m--裹浆前的质量，g。

由于再生集料在性能上较天然集料差，对再生混凝土的许多性能产生不利影响，因此可以通过改善再生集料性能来提高再生混凝土的性能。

(1)机械活化

其目的在于破坏弱的再生颗粒或去除黏附于再生颗粒表面的水泥砂浆，从而提高再生集料的强度。但该方法能耗较高，同时会产生大量难以处理的粉末。

(2)酸液活化

将集料置于酸液中，如冰醋酸、盐酸溶液中，利用酸液与再生集料中的水泥水化物Ca(OH)2反应，起到改善再生集料颗粒表面的作用，从而改善再生集料的性能。

(3)化学浆液处理

用高强度水泥和水按照一定比例调成水泥浆。利用浆液对再生集料进行浸泡、干燥处理，以改善再生集料的空隙结构，从而提高再生集料质量。

(4)水玻璃溶液处理

用水玻璃溶液浸渍再生集料，利用水玻璃与再生集料表面的水泥水化物填充再生集料孔隙，从而改善再生集料的密度。

本书是关于再生混凝土研究的专著，主要内容包括:再生混凝土的发展、再生骨料的基本特性、新拌再生混凝土的工作性、再生混凝土的力学性能、再生混凝土的变形性能、再生混凝土的耐久性、高性能再生混凝土、再生混凝土的经济评价和国外最新研究成果。

本书涵盖了涉及再生混凝土的主要内容，可以作为混凝土及其制品生产单位的工作人员、建筑单位的施工人员、建筑材料研究院所的科研人员以及高等院校建筑材料专业教师和研究生的参考用书。前言近年来，城市住宅的更新和市政动迁规模不断加大，大量旧建筑物被拆毁，或由于发生不幸的地震破坏产生的城市建筑垃圾量越来越大，这些建筑垃圾的合理处治引起了人们的普遍关注。建筑垃圾主要包括钢材、混凝土、粘土砖、木材。玻璃和塑料等。以前，建筑垃圾只是作为回填材料简单使用，或者干脆运往垃圾堆堆放，前者从一定程度上讲尚未合理利用回收资源，后者则用了大量农田，并导致了严重的环境污染，更谈不上对回收资源的利用。因此必须设法按照它们的种类、来源和性质分别处理并寻求对其充分循环利用的可能途径。在建筑工程中，混凝土的用量最大，因而在所有的建筑物垃圾中，废弃混凝土(wastecon-crets)的量也是最大的。而在混凝土的几种原材料中，集料用量又居首位，生产三立方米混凝土大约需要170o~200009砂石集料，全世界每年混凝土使用量大约为20亿立方米，砂石料用最大约为34~40亿吨，这个数字是非常惊人的。我国水泥年产量已超过世界总产量的1/3，可见对砂石料显的需求非常巨大。

第1章 再生混凝土的发展

第一节 混凝土材料的发展

一、近代混凝土的发展

二、高性能混凝土

第二节 再生混凝土的发展

一、再生混凝土的问世

二、再生混凝土的研究应用状况

三、再生混凝土与可持续发展

第2章 再生骨料的基本特性

第一节 再生骨料的生产与加工

第二节 再生骨料的基本特性

一、骨料在混凝土中的作用

二、再生骨料的粒形、表面结构和级配

三、再生骨料的表观密度、堆积密度和空隙率

四、再生骨料的吸水特性

五、再生骨料的强度

六、再生骨料的强化

第三节 再生骨料的分类

第3章 新拌再生混凝土的工作性

第一节 新拌混凝土的流变特性

第二节 新拌再生混凝土的工作性

一、单位用水量对流动性的影响

二、水灰比和骨灰比对工作性的影响

三、砂率对工作性的影响

四、组成材料的特性对工作性的影响

五、时间和温度对工作性的影响

六、新拌再生混凝土的离析和泌水

第4章 再生混凝土的力学性能

第一节 再生混凝土强度的影响因素

一、孔隙率

二、材料特性与配合比

三、养护条件

第二节 再生混凝土的其他强度

一、抗拉强度

二、抗折强度

三、抗剪强度

四、与钢筋的粘结强度

第三节 混凝土的应力一应变行为¨

一、单轴压应力下混凝土的应力一应变行为

二、单轴拉应力下混凝土的行为

第5章 再生混凝土的变形性能

第一节 弹性行为

一、应力.应变关系

二、弹性模量

三、泊松比

四、弹性模量的影响因素

五、再生混凝土的弹性行为

第二节 干缩和徐变

一、荷载和湿度条件

二、可逆性

三、影响因素

四、再生混凝土的干缩与徐变

第三节 热变形

一、温升

二、混凝土的热膨胀系数

三、其他热学性能

第四节 延展性与开裂

第6章 再生混凝土的耐久性

第一节 混凝土损坏的整体模型

第二节 渗透性

一、水，破坏的介质

二、渗透性

三、再生混凝土的渗透性

第三节 抗冻耐久性

一、冰冻作用对硬化水泥浆的影响

二、冰冻作用对骨料的影响

三、控制混凝土抗冻耐久性的因素

四、再生混凝土的抗冻耐久性

第四节 硫酸盐侵蚀

一、硫酸盐侵蚀中的化学反应

二、硫酸盐侵蚀的控制

三、再生混凝土的化学侵蚀

第五节 表面磨损

第7章 高性能再生混凝土

第一节 高强再生混凝土的正交试验

一、高强再生混凝土的配制

二、试验结果分析

第二节 高性能再生混凝土试验研究

一、高性能再生混凝土的配合比

二、高性能再生骨料混凝土的性能

三、分析与讨论

第三节 单轴受压应力-应变行为

一、普通混凝土的单轴受压应力-应变行为

二、再生混凝土的单轴受压应力-应变行为

三、再生混凝土的单轴受拉应力-应变行为

四、再生混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度之间的关系

第8章 再生混凝土的经济评价

第9章 国外再生混凝土的最新研究成果

一、简介

二、再生骨料的加工

三、再生骨料的性能

四、新拌再生混凝土

五、硬化再生混凝土

附1 细骨料的相关试验方法

附2 粗骨料的相关试验方法

附3 骨料的洛杉矶系数试验

主要参考文献