再生混凝土的研究现状及其基本性能论文

1目录摘要................................................................2第1章研究的目的、方法、现状.......................................31.1研究的目的及意义............................................31.2研究的方法..................................................31.3研究的现状..................................................41.3.1国外研究现状...........................................41.3.2国内研究现状...........................................4第2章再生混凝土在粗、细骨料及再生墙体领域研究现状.................52.1再生混凝土及再生墙体的基本性能..............................52.1.1再生混凝土的基本性能...................................62.1.2再生墙体的基本性能.....................................72.2再生混凝土粗、细骨料研究现状................................72.3再生墙体研究现状............................................8第3章促进废旧材料再利用健康发展的对策探索.........................93.1废旧材料再利用的基本方法....................................93.1.1回填掩埋法.............................................93.1.2加工骨料法............................................103.1.3还原再利用............................................103.1.4堆山造景的处理方式....................................103.2废旧材料再利用在旧城改造中存在的问题.......................113.3废旧材料再利用建议.........................................113.3.1创新废旧材料再利用管理模式............................123.3.2产学研政联动、提升废旧材料再利用技术水平..............123.3.3、增强宣传教育、提高废旧材料再利用产品的社会认可度.....123.3.4推进废旧材料再利用产业化..............................12第4章结论及展望..................................................134.1结论.......................................................134.2展望.......................................................13参考文献...........................................................14附录A.............................................................15致谢.............................................................172摘要二十世纪以来,建筑业的快速增长消耗大量环境资源,与此同时爷产生大量的建筑废弃物。相比发达国家,我国建筑废弃物再利用尚处于初级阶段,目前多数建筑废弃物用于基础回填,属于低等级循环利用,其经济效益和社会效益并不令人满意。在我国践行可持续发展为主题、环境友好型社会为建设目标的现在，建筑垃圾回收利用，已变成不可逃避的课题。本文在废旧材料回收方面的研究，首先对废旧材料再生利用的目的、再生利用发展现状进行分析，重点总结了国内外废旧材料再利用的发展趋势；其次对再生混凝土在粗骨料、细骨料以及再生墙体领域的研究现状做了详细的介绍，并对再生混凝土和再生墙体的基本性能展开阐述；最后本文总结了废旧材料再生利用的一般处理方法，通过分析废旧材料再利用在发展中存在的问题，提出了我国未来废旧材料发展的建议，希望能为我国的新型城镇化建设提供理论参考。关键词：建筑废弃物，低级循环，可持续发展，再生利用3第1章研究的目的、方法、现状1.1研究的目的及意义废旧材料资源化开发利用制作成的再生骨料，全部（或部分）替代天然骨料，一方面可以减少对天然矿产资源的开发，还可以缓解因废旧材料露天堆放所造成的环境污染。另一方面随着建材制品日新月异，废旧材料资源化利用发展趋势会导向绿色高性能混凝土和多功能环保材料研究，特别是结构性混凝土、预应力混凝土、新型绿色隔墙板、室外装饰挂板、高性能的透水砖等，同时再生骨料的应用，替代天然骨料后取代率的增加，加上制品性能要求越来越高，因减少了天然骨料的掺量，节省了矿产资源；随着市场的需求量逐年增加，压缩了建筑中混凝土成本，实现了建筑与环境的良性循环。再生保温混凝土同时具备了普通混凝土的承重能力，保温混凝土的保温性能，再生混凝土的环保性能，符合国家建筑材料的相关规定，与此同时代表了我国绿色环保型建筑材料未来的发展方向。再生保温混凝土是集合新型的轻质保温材料，再生骨料以及高性能的外掺料于一体的新型绿色混凝土，其在集合各种材料优势的同时也可以起到相互弥补单一材料不足的作用，因此是一种值得探索研究的新型建筑材料，再生混凝土具有较高的研究价值。1.2研究的方法（1）比较分析法。由于我国开展废旧材料再生利用方面的相关研究较晚，国外进行研究较早，且废旧材料的再利用率达到90%以上。因此，借鉴国外废旧材料资源化经验，构建我国废旧材料回收利用模式是必要的。（2）文献研究法。本文通过搜集、鉴别、整理以及研究大量的文献，形成对废旧材料循环利用以及处理模式的认识。了解国内外对废旧材料的成功处理模式及相关理论著作，对于提出新型城镇化过程中的废旧材料循环利用模式有很大帮助。（3）实证研究法。本文以对温州市废旧材料处理模式的具体研究为例，分析不同废旧材料循环利用模式的优劣，从而总结出现阶段的废旧材料处理发展现状及基本性能。41.3研究的现状1.3.1国外研究现状欧美发达国家以及亚洲的日本、韩国等，已经实现了废旧材料资源化利用，并且达到了非常高的总体水平。下面以德国、美国、日本为例，分别分析这三个国家的废旧材料利用现状。德国是世界上最早开展循环经济立法的国家，这源于德国设计了一套运作高效且周密的垃圾处理体系，“垃圾经济”是促使德国制定循环经济法律法规的重要因素[3]。为德国的垃圾回收、再生资源利用打下了坚实的基础。随着发展的趋势，德国开设了大量的废旧材料综合处理厂，目前德国废旧材料回收利用率已经达到87%[4]。美国在西方发达的工业体系里，对废旧材料的处理起步较早，并于1980年至1996年间形成一系列符合自身情况的政策法规，其中最著名的《超级基金法》，不但从源头上遏制了废旧材料的排放，同时使再生骨料混凝土的规范应用有了法律依据[5]。日本属于岛国，国土面积小，资源相对匮乏，因此在资源回收利用方面非常重视。早在1977年就出台了《再生集料和再生混凝土应用规范》等废旧材料资源化利用的相关法规，并且在1996年颁布了“再生资源法”，使建筑废弃物的回收再利用有了法律依据。成熟的技术和政府的管理，使日本废旧材料回收利用率已经达到90%[6]。1.3.2国内研究现状在我国，长期以来因国土面积辽阔、资源丰富等原因，还没有认识到资源化再生利用的重要性，好在我国改革开放以来，各行业迅猛发展与世界先进工业体逐步接轨，开始了对再生骨料混凝土的研究和开发。近几年，随着国家政策导向，对一系列贴近“节能减排”立项的课题，国家发改委都能给予一定的扶持资金，这样大大调动由于经费不足而缺乏系统研究的建材工业企业的积极性。并且在兼顾资源化再生利用的同时，国家建设部、环保部、先后出台了相关政策法规，如表1-1所示。5表1-1中国废旧材料资源化相关法规目前我国废旧材料在回收再利用技术方面也有很大提高，如利用废旧材料生产可再生环保型建材，马路方砖、盲道砖、路沿石、护坡材料等新型建筑材料，此外还有将废弃混凝土回收配制再生骨料混凝土应用于市政道路建设。这些都是经废旧材料再生骨料制作而成的，并且在城市建设中已经应用。第2章再生混凝土在粗、细骨料及再生墙体领域研究现状所谓的再生骨料是指将废弃混凝上经过破碎、分级,按一定比例混合形成的骨料,根据其粒径的大小,再生骨料可以分为再生粗骨料(粒径大于5mm)和再生细骨料(粒径小于5mm)。再生利用混凝土按骨料的组合形式有以下几种：（1）再生利用的骨料均为回收再利用的骨料；（2）粗骨料为再生骨料、细骨料为天然砂；（3）粗骨料为天然碎石或卵石、细骨料为再利用骨料；（4）再利用骨料部分替代现有普通混凝土骨料。2.1再生混凝土及再生墙体的基本性能62.1.1再生混凝土的基本性能再生细骨料的尺寸一般为0.15mm~5.0mm。再生细骨料主要包含砂浆体破碎后形成的表面附着水泥的砂粒、表面无水泥砂浆的砂粒、水泥石颗粒及少量破碎石块。废弃混凝土破碎为再生细骨料中，含有砂石、泥浆、杂土等各类杂质，会直接影响再利用骨料与水泥直接的粘结强度，从而降低混凝土强度，同时还会增加混凝土的用水量，从而加大混凝土的收缩，降低混凝土的抗碳化性能。再生细骨料与天然砂相比组成成分复杂，组分中含有微粉、泥土、有害物质，再加上混凝土块在破碎过程中造成骨料表面粗糙、棱角较多、骨料累积内部存在大量微裂纹，这些因素导致了再生细骨料的基本特性与天然骨料有较大的差异。从外观方面来看（图2.1及图2.2），天然砂粒形完整、粒径偏小、分布均匀、颗粒圆滑，可以看出再生细骨料的颗粒棱角多、粒径偏大、表面粗糙，且含有较多的微裂缝，再生细骨料中含有附着水泥石的天然砂、水泥石碎屑、泥土以及各种杂质。再生细骨料同天然砂对比，再生细骨料较之天然砂，再生细骨料粒径较粗、颗粒棱角较多且颗粒分布不均匀。图2.1天然砂图2.2再生细骨料混凝土从空隙率、堆积密度和表观密度方面来看（图2.3），再生细骨料和天然砂的表观密度、堆积密度和空隙率进行观察及试验研究，其结果见表2-1。由表2-1试验数据可知，再生细骨料的表观密度和堆积密度均小于天然砂，分别比天然砂小8.73%和9.12%。造成再生细骨料密度降低的主要原因是再生细骨料的表面粗糙，堆积时所占个体面积较大，使得再生细骨料的密度小于天然砂。再生细骨料的空隙率较比天然砂高了12.5%，主要原因是原生混凝土在破碎过程中造成骨料表面粗糙、棱角较多，因此堆积时形成多孔隙。7表2-1再生细骨料和天然砂的表观密度、堆积密度以及空隙率2.1.2再生墙体的基本性能将建筑废弃物、工业矿渣等经过清洗、破碎、分级并按一定比例相互配合后得到的再生骨料揽拌混合,振动挤压制成各类墙体材料,这种墙体称为再生墙体材料，有再生混凝土多孔砖和再生混凝土轻质隔墙之分，多孔砖尺寸为240mm(长)xll5mm(宽)x90mm(厚),如图2.3所示。再生多孔砖抗压强度为8.0Mpa,孔隙率38%,重约3.4kg,组成原料中,42.5级水泥浆质量占16.2%,废混凝主块质量占41.9%,红砖碎片质量占41.9%。再生混凝主轻质隔墙板如图2.4所示，墙板按其厚度分为90型600mm(宽)x90mm(厚)和120型600mm(宽)x1