废弃混凝土再生利用技术的研究进展

Claudio Javier Zega等对混凝土再生骨料按水灰比为0.4和0.7进行配比，经水化后在500℃处理1h，通过超声方法、共振频率、静态弹性模量以及抗压强度等指标评估处理前后的混凝土性能，结果表明经热处理后的再生混凝土的性能较未经热处理的混凝土的性能有所提高。水中和等在500℃对混凝土再生骨料进行处理，研究表明热作用下再生混凝土粗骨料界面和砂浆基体结构发生弱化，混凝土再生骨料之间的机械碰撞与磨擦作用会产生粗骨料分离。分离制备的再生粗骨料与天然骨料具有相似的物理性能，并且配制的混凝土具有良好的工作性能和力学性能。
3.2水玻璃改性
程海丽等研究了水玻璃对混凝土再生骨料性能的影响，研究表明，水玻璃改性混凝土再生骨料对中低强度再生混凝土的早期强度具有明显的提高作用。用5％的水玻璃溶液浸泡混凝土再生骨料1h，再生混凝土拌合物的流动性不受明显的影响，再生混凝土的7天、28天、60天抗压强度分别可提高66％、21％、19％。高浓度水玻璃溶液和再生骨料的长时间浸泡均不利于提高混凝土拌合物的流动性及混凝土的抗压强度，甚至会使再生混凝土的后期强度下降。用3％的水玻璃溶液于常温下浸泡混凝土再生骨料1h，配制的再生混凝土抗压强度可得到大幅度提高，其7天、28天、60天的抗压强度与未经水玻璃溶液浸泡的再生骨料基准试样相比，分别提高了30.6％、27.1％、17.8％。增加水玻璃溶液浓度，有利于提高再生混凝土的抗冻性及抗硫酸盐侵蚀性。
3.3混凝土再生骨料混合方法
混凝土再生骨料传统混合方法是将一半再生粗骨料与再生细骨料混合，再与水泥混合，最后与另一半再生粗骨料混合，迅速加水后搅拌。VivianW.Y.Tam等采用的两步混合法是将混合过程分为两部分，再生细骨料与再生粗骨料混合1min，加入一半水，搅拌混合1min，加入水泥，搅拌混合30s，加入另一半水，搅拌混合2min得到混凝土试样，结果表明两步混合法提高了再生混凝土的强度并降低了强度的不稳定性。这是由于预混合过程可填充再生骨料的孔隙和裂缝得到更为密实的混凝土，再生混凝土界面区结合力增强，从而使混凝土强度较传统混合法增大。利用差热扫描量热器以及扫描电镜对混合浆体进行分析，结果表明混凝土体系存在4种物理化学反应，包括C3S2H3的脱水反应，钙钒石离子替代，CH的脱羟基反应，90℃、135℃、441℃和570℃C6S3H的形成。DSC分析结果显示再生混凝土样品的4种物理化学反应活性低于未加再生骨料样品的活性，这主要是由于再生骨料中存在大量微小裂纹，小裂纹吸收部分水泥水化所需水分，阻碍了C3S2H3、钙钒石、CH和C6S3H的形成，从而降低混凝土的强度，因此再生混凝土的性能低于常态混凝土的性能。Li Jiusu等采用两步混合法，首先使混凝土再生骨料表面包覆一层水泥浆，再与水按照一定的水胶比进行混合。采用颚式破碎机和冲击式破碎机充分破碎后得到较传统方法性能更好的再生混凝土。塌落度实验结果表明，两步法制备的再生混凝土较传统方法制备的再生混凝土具有更好的稳定性，且抗压强度和挠曲强度得到明显提高。
3.4活性掺合料
再生混凝土的渗透性较传统混凝土高，但耐久性较差。另外，再生混凝土碳化速度较快，从而限制了其在钢筋混凝土中的应用。Roumiana Zaharieva在再生混凝土中添加粉煤灰或硅灰等，认为添加物可降低再生混凝土的孔隙和渗透性。影响耐久性的主要因素是再生细骨料，因此应限制混凝土再生细骨料的用量，可通过在湿环境下长时间养护增强再生混凝土的耐久性。B. Gonzalez-Fonteboa等的研究表明，采用50％混凝土再生骨料和6.2％水泥制备的再生混凝土与传统混凝土28天抗压强度和密实度（以塌落度6～9cm评价）相当。添加硅灰的再生混凝土与传统混凝土也具有相似的抗压强度，而28天龄期后，再生混凝土的抗压强度高于传统混凝土，另外，当硅灰添加量为8％时有利于提高再生混凝土的抗压强度。再生混凝土与传统混凝土的拉裂强度极限差别不大。Sasha Achtemichuk等只采用混凝土再生骨料与矿渣、粉煤灰等混合物，不添加水泥制备可控低强度材料，水凝性矿渣、高钙粉煤灰与混凝土再生骨料残留的水泥浆中的碱性物质和氢氧化钙发生火山灰反应。测试结果表明，矿渣再生混凝土混合物7天抗压强度较粉煤灰再生混凝土混合物高70％左右。对混凝土再生细骨料可控低强度材料和混凝土再生细骨料／粗骨料可控低强度材料分别进行研究，结果表明这种新型的可控低强度材料适用范围较广，特别适用于结构支撑和快硬混凝土领域。吴建华等采用聚丙烯纤维和硅粉对再生混凝土的强化试验表明，聚丙烯纤维和硅粉双效可以使再生混凝土的抗压强度提高33.7％，且硅粉对混凝土抗压强度的影响较聚丙烯纤维的大。聚丙烯纤维和硅粉双效可以使再生混凝土的劈拉强度提高33.3％，且聚丙烯纤维对混凝土劈拉强度的影响较硅粉的大。硅粉的掺入会使再生混凝土的拉压比变小，脆性增大，而聚丙烯纤维能够弥补硅粉给再生混凝土带来的不利影响，有效地改善混凝土的脆性。