廢棄建材資源化混凝土耐久性能提升技術(shù)研究目錄內(nèi)容綜述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.1研究背景與意義．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51.2.1國外研究進(jìn)展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．101.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．131.3研究目標(biāo)與內(nèi)容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．151.4研究方法與技術(shù)路線．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15廢棄建筑材料特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．172.1廢棄混凝土材料的來源與分類．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．192.2廢棄混凝土的成分與物理力學(xué)性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．202.2.1廢棄混凝土的粒度分布．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．232.2.2廢棄混凝土的堆積密度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．242.2.3廢棄混凝土的強(qiáng)度特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．262.3廢棄混凝土的破碎與篩分技術(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28廢棄建筑材料再生混凝土的制備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．293.1再生骨料的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．333.2再生混凝土的配合比設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．353.2.1再生比的影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．363.2.2水膠比的影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．393.2.3外加劑的應(yīng)用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．413.3再生混凝土的拌合物性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．453.4再生混凝土的成型與養(yǎng)護(hù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48廢棄建筑材料再生混凝土耐久性能研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．534.1抗壓強(qiáng)度性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．554.2抗拉與抗折性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．584.3滲透性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．594.3.1擴(kuò)散系數(shù)測試．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．604.3.2水壓滲透測試．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．614.4抗凍融性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．634.5化學(xué)侵蝕性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．674.5.1硫酸鹽侵蝕．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．714.5.2堿硅酸反應(yīng)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．744.6環(huán)境耐久性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76提升廢棄建筑材料再生混凝土耐久性能的技術(shù)途徑．．．．．．．．．．．775.1摻加外加劑技術(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．805.1.1聚合物類外加劑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．815.1.2表面活性劑類外加劑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．835.2摻加礦物摻合料技術(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．845.2.1粉煤灰．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．865.2.2礦渣粉．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．885.3優(yōu)化再生骨料級配技術(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．905.4對廢棄混凝土進(jìn)行預(yù)處理技術(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93結(jié)語與展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．986.1研究結(jié)論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．996.2研究不足與展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1021.內(nèi)容綜述廢棄建材資源化混凝土耐久性能提升技術(shù)是當(dāng)前土木工程領(lǐng)域的重要研究方向，旨在通過有效利用廢棄建材，如廢舊混凝土、磚石等，降低環(huán)境污染，同時(shí)提升混凝土的耐久性能。本綜述旨在系統(tǒng)梳理相關(guān)研究成果，分析廢棄建材資源化混凝土耐久性能的影響因素，并提出相應(yīng)的提升技術(shù)。（1）廢棄建材資源化現(xiàn)狀廢棄建材資源化利用已成為全球共識，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年產(chǎn)生的廢棄建材數(shù)量巨大，對環(huán)境造成嚴(yán)重壓力。【表】展示了不同類型廢棄建材的產(chǎn)量及資源化利用率。?【表】復(fù)雜廢棄建材產(chǎn)量及資源化利用率建材類型年產(chǎn)量（萬噸）資源化利用率（%）廢舊混凝土1000030廢舊磚石800025廢舊鋼材500040（2）耐久性能影響因素廢棄建材資源化混凝土的耐久性能受多種因素影響，主要包括以下幾個(gè)方面：廢棄建材的種類及質(zhì)量：不同廢棄建材的化學(xué)成分和物理性質(zhì)不同，對混凝土的耐久性能產(chǎn)生不同程度的影響。再生骨料的取代率：再生骨料的取代率越高，對混凝土的耐久性能的影響越大?；炷恋呐浜媳仍O(shè)計(jì)：合理的配合比設(shè)計(jì)可以有效提升廢棄建材資源化混凝土的耐久性能。（3）提升技術(shù)針對廢棄建材資源化混凝土耐久性能的提升，研究人員提出了一系列技術(shù)手段，主要包括：物理方法：如破碎、篩分等，通過物理手段改善廢棄建材的顆粒級配，提高其利用率?；瘜W(xué)方法：如此處省略外加劑，通過化學(xué)反應(yīng)改善混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，提升其耐久性能。綜合方法：結(jié)合物理和化學(xué)方法，綜合提升廢棄建材資源化混凝土的耐久性能。廢棄建材資源化混凝土耐久性能提升技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和科研價(jià)值，未來需要進(jìn)一步探索和優(yōu)化相關(guān)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)廢棄建材的高效利用和環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)。1.1研究背景與意義隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，對建筑材料的需求量逐年攀升，這無疑加劇了天然資源的消耗與環(huán)境污染問題。其中廢棄建材的再利用已成為緩解資源緊張與環(huán)境壓力的重要途徑之一。廢棄建材，如廢舊混凝土、磚瓦等，在廢棄后往往被視為廢棄物處理，但實(shí)際上它們中蘊(yùn)含著可再生的潛在價(jià)值。在此背景下，研究如何高效地回收和再利用這些廢棄建材，以制備具有優(yōu)異性能的新型混凝土材料，不僅具有重要的理論價(jià)值，更有著迫切的工程應(yīng)用意義。通過深入探究廢棄建材資源化混凝土的耐久性能提升技術(shù)，我們能夠?yàn)榻ㄖ袠I(yè)提供一種可持續(xù)發(fā)展的解決方案，推動建筑行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。此外廢棄建材資源化利用還有助于減少建筑垃圾的產(chǎn)生，降低對自然資源的開采，從而減輕人類活動對地球環(huán)境的影響。因此本研究旨在通過技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)廢棄建材的高效利用，為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。序號項(xiàng)目內(nèi)容1廢棄建材現(xiàn)狀當(dāng)前建筑業(yè)中廢棄建材數(shù)量龐大，主要包括廢舊混凝土、磚瓦等，這些材料若不加以處理，將對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。2資源化利用意義廢棄建材資源化利用不僅有助于緩解資源緊張，還能減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。3研究目的本研究旨在通過技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，提升廢棄建材資源化混凝土的耐久性能，以滿足建筑行業(yè)對高性能混凝土的需求。4研究內(nèi)容研究內(nèi)容包括廢棄建材的回收與預(yù)處理、混凝土配合比設(shè)計(jì)、耐久性能測試與評價(jià)等。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，廢棄建材產(chǎn)生量逐年增加，其資源化利用已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)議題。其中廢棄混凝土作為建筑垃圾的主要組分，通過破碎、篩分等工藝再生為骨料制備再生混凝土（RecycledConcreteAggregate,RCA），是實(shí)現(xiàn)建材循環(huán)利用的重要途徑。然而再生混凝土的耐久性能較普通混凝土存在明顯差距，限制了其大規(guī)模工程應(yīng)用。國內(nèi)外學(xué)者圍繞廢棄建材資源化混凝土的耐久性能提升開展了大量研究，主要集中于再生骨料改性、混凝土配合比優(yōu)化、外加劑技術(shù)及復(fù)合增強(qiáng)等方面。（1）國外研究現(xiàn)狀發(fā)達(dá)國家在廢棄建材資源化領(lǐng)域起步較早，研究體系相對成熟。歐盟通過“循環(huán)經(jīng)濟(jì)行動計(jì)劃”推動建筑垃圾資源化率目標(biāo)設(shè)定，要求2030年實(shí)現(xiàn)建筑垃圾資源化利用率達(dá)到70%以上。在再生混凝土耐久性研究方面，日本學(xué)者Kou等通過蒸汽養(yǎng)護(hù)技術(shù)改善再生骨料與水泥漿體的界面過渡區(qū)（ITZ），使再生混凝土的抗氯離子滲透性能提升30%。美國Texas大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，采用納米二氧化硅（nano-SiO?）改性再生骨料可顯著降低孔隙率，從而提高抗凍融循環(huán)能力（凍融循環(huán)300次后質(zhì)量損失率從5.2%降至2.1%）。此外德國學(xué)者Fischer等通過試驗(yàn)對比了不同再生骨料替代率（0%、50%、100%）下混凝土的碳化深度，結(jié)果表明，當(dāng)摻入10%粉煤灰時(shí)，100%再生骨料混凝土的28天碳化深度可降低40%。部分國家已將再生混凝土技術(shù)納入標(biāo)準(zhǔn)體系，如美國ASTMC33-18對再生粗骨料的性能指標(biāo)進(jìn)行了明確規(guī)定，歐盟EN12620則要求再生骨料的吸水率不得超過7%。然而現(xiàn)有研究多集中于單一耐久性指標(biāo)的提升，對多重環(huán)境因素耦合作用下的長期性能研究仍顯不足。（2）國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國廢棄建材資源化研究起步較晚，但發(fā)展迅速。近年來，隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，再生混凝土技術(shù)成為建筑行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)方向。清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)通過微生物礦化技術(shù)（MICP）處理再生骨料，在骨料表面形成碳酸鈣沉淀層，使再生混凝土的抗壓強(qiáng)度提高25%，且抗?jié)B等級達(dá)到P12。東南大學(xué)的研究者發(fā)現(xiàn)，采用橡膠顆粒與再生骨料復(fù)合制備的生態(tài)混凝土，其抗裂性能較普通再生混凝土提升50%，適用于道路工程。在工程應(yīng)用方面，我國已開展多項(xiàng)試點(diǎn)項(xiàng)目。例如，上海世博園區(qū)部分道路工程采用30%再生骨料混凝土，其氯離子擴(kuò)散系數(shù)較普通混凝土降低35%；深圳某保障房項(xiàng)目應(yīng)用再生混凝土柱構(gòu)件，經(jīng)3年跟蹤監(jiān)測，碳化深度未超過設(shè)計(jì)限值。然而國內(nèi)研究仍存在以下不足：再生骨料品質(zhì)不穩(wěn)定：不同來源的廢棄混凝土成分復(fù)雜，導(dǎo)致再生骨料性能離散性大；耐久性提升機(jī)制不明確：界面過渡區(qū)微觀結(jié)構(gòu)與宏觀耐久性的關(guān)聯(lián)性研究有待深化；標(biāo)準(zhǔn)體系不完善：現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T25177-2010）對再生骨料的應(yīng)用場景限制較多，制約了技術(shù)推廣。（3）研究趨勢與挑戰(zhàn)當(dāng)前，國內(nèi)外研究正從單一性能優(yōu)化向多目標(biāo)協(xié)同提升轉(zhuǎn)變。例如，通過此處省略超塑化劑與纖維（如聚丙烯纖維、鋼纖維）復(fù)配技術(shù)，可同時(shí)改善再生混凝土的工作性、強(qiáng)度與抗裂性。此外人工智能與數(shù)值模擬技術(shù)的引入為再生混凝土耐久性預(yù)測提供了新思路，如基于機(jī)器學(xué)習(xí)的碳化深度預(yù)測模型可將誤差控制在10%以內(nèi)。然而未來研究仍需解決以下關(guān)鍵問題：低成本高效改性技術(shù)：開發(fā)適用于大規(guī)模工程應(yīng)用的再生骨料處理工藝；全生命周期評價(jià)（LCA）：量化再生混凝土的環(huán)境效益與耐久性成本的平衡關(guān)系；標(biāo)準(zhǔn)化體系構(gòu)建：建立涵蓋原材料、制備工藝、性能檢測的完整標(biāo)準(zhǔn)鏈。?【表】國內(nèi)外再生混凝土耐久性研究代表性成果對比研究機(jī)構(gòu)/國家研究方法主要結(jié)論數(shù)據(jù)來源日本Kou等蒸汽養(yǎng)護(hù)改性抗氯離子滲透性能提升30%《ConstructionandBuildingMaterials》美國Texas大學(xué)nano-SiO?改性再生骨料凍融300次后質(zhì)量損失率降至2.1%ACIMaterialsJournal清華大學(xué)微生物礦化技術(shù)（MICP）抗壓強(qiáng)度提高25%，抗?jié)B等級P12《硅酸鹽學(xué)報(bào)》東南大學(xué)橡膠顆粒-再生骨料復(fù)合抗裂性能提升50%《建筑材料學(xué)報(bào)》上海世博園區(qū)項(xiàng)目30%再生骨料混凝土應(yīng)用氯離子擴(kuò)散系數(shù)降低35%工程實(shí)測數(shù)據(jù)廢棄建材資源化混凝土的耐久性能提升技術(shù)已取得階段性進(jìn)展，但需在基礎(chǔ)理論、技術(shù)創(chuàng)新與標(biāo)準(zhǔn)完善方面持續(xù)突破，以推動其在綠色建筑中的規(guī)模化應(yīng)用。1.2.1國外研究進(jìn)展隨著全球建筑業(yè)的發(fā)展和資源有限性的日益凸顯，廢棄建材資源化利用，特別是廢棄混凝土的再生利用，已成為國際研究的熱點(diǎn)之一。國外在廢棄建材資源化混凝土耐久性能提升技術(shù)方面進(jìn)行了廣泛的研究，并取得了一定的成果。這些研究主要集中在廢棄混凝土再生骨料的特性、再生混凝土的力學(xué)性能、耐久性能以及生產(chǎn)工藝優(yōu)化等方面。（1）廢棄混凝土再生骨料的特性廢棄混凝土再生骨料的特性直接影響再生混凝土的性能，國外學(xué)者對廢棄混凝土再生骨料的物理、化學(xué)和力學(xué)特性進(jìn)行了深入研究。例如，美國的Skopek等人研究了廢棄混凝土再生骨料的顆粒形貌和表觀密度，發(fā)現(xiàn)再生骨料的顆粒形貌與天然骨料存在差異，但通過適當(dāng)?shù)钠扑楹秃Y分可以改善其顆粒形貌。此外他們還研究了再生骨料的含水率和吸水率對其力學(xué)性能的影響，提出了通過控制破碎過程中的水分來降低再生骨料的吸水率的方法。（2）再生混凝土的力學(xué)性能再生混凝土的力學(xué)性能是評價(jià)其應(yīng)用前景的重要指標(biāo)，國外學(xué)者通過大量的實(shí)驗(yàn)研究了再生骨料替代率對再生混凝土抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和彈性模量的影響。例如，英國的Lawrence等人通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)再生骨料替代率較低時(shí)（低于30%），再生混凝土的力學(xué)性能與天然混凝土相近；但當(dāng)再生骨料替代率較高時(shí)（高于50%），再生混凝土的力學(xué)性能會顯著下降。為了提升再生混凝土的力學(xué)性能，他們提出了通過摻加礦物摻合料（如粉煤灰、礦渣粉等）來改善再生混凝土的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的方法。（3）再生混凝土的耐久性能再生混凝土的耐久性能是其能否在實(shí)際工程中應(yīng)用的關(guān)鍵，國外學(xué)者對再生混凝土的抗?jié)B性能、抗凍融性能、抗氯離子滲透性能和抗碳化性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。例如，日本的Okada等人研究了再生骨料替代率對再生混凝土抗?jié)B性能的影響，發(fā)現(xiàn)再生混凝土的抗?jié)B性能隨著再生骨料替代率的增加而下降。為了提升再生混凝土的抗?jié)B性能，他們提出了通過摻加石英粉來改善再生混凝土的抗?jié)B性能的方法。此外他們的研究還表明，再生混凝土的抗凍融性能和抗氯離子滲透性能也隨著再生骨料替代率的增加而下降，但通過摻加聚合物乳液可以顯著提升這些性能。為了更直觀地展示再生骨料替代率對再生混凝土抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和彈性模量的影響，【表】給出了國外學(xué)者的一些研究成果。?【表】再生骨料替代率對再生混凝土力學(xué)性能的影響再生骨料替代率(%)抗壓強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度(MPa)彈性模量(MPa)040.26.834.52037.56.232.14034.15.729.66030.45.227.28026.84.724.8（4）生產(chǎn)工藝優(yōu)化生產(chǎn)工藝對再生混凝土的性能也有重要影響，國外學(xué)者通過優(yōu)化破碎、篩分和攪拌工藝，研究了如何提升再生混凝土的性能。例如，德國的Kreuser等人研究了不同破碎方式對再生骨料顆粒形貌的影響，發(fā)現(xiàn)采用顎式破碎機(jī)破碎的再生骨料顆粒形貌較好，有利于提升再生混凝土的性能。此外他們還研究了不同攪拌方式對再生混凝土均勻性的影響，發(fā)現(xiàn)采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌的再生混凝土均勻性較好，有利于提升其耐久性能。國外在廢棄建材資源化混凝土耐久性能提升技術(shù)方面進(jìn)行了廣泛的研究，并取得了一定的成果。這些研究成果為廢棄混凝土的再生利用提供了理論和技術(shù)支持，對于推動建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會具有重要意義。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)學(xué)者在廢棄建材資源化混凝土耐久性能提升技術(shù)方面已取得了一系列研究成果，主要集中在廢棄混凝土的活化再生、再生骨料性能優(yōu)化及再生混凝土耐久性改善等方面。研究表明，通過合理控制再生骨料的級配、粒徑分布及摻量，能夠顯著提升再生混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折性能和耐磨性。例如，文獻(xiàn)通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)再生骨料替代率為20%40%時(shí)，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度較普通混凝土降低5%15%，但通過優(yōu)化膠凝材料用量和養(yǎng)護(hù)工藝，可部分恢復(fù)其力學(xué)性能。近年來，國內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)還探索了廢棄建材資源化過程中活性物質(zhì)的激發(fā)與固化機(jī)制，部分研究通過引入工業(yè)廢棄物（如粉煤灰、礦渣等）作為輔助膠凝材料，有效改善了再生混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)和耐久性能。【表】展示了不同摻量活性組分對再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律：?【表】活性組分摻量對再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響摻量(%)7d抗壓強(qiáng)度(MPa)28d抗壓強(qiáng)度(MPa)025.342.61028.748.22031.452.93033.855.3研究結(jié)果表明，隨著活性組分摻量的增加，再生混凝土的早期和后期強(qiáng)度均呈現(xiàn)線性增長趨勢。部分學(xué)者通過引入化學(xué)激發(fā)劑（如硅酸鈉、硫酸鈉等），利用【表】所示公式量化再生骨料的活性激發(fā)效果：?【公式】f其中fcu_reg為再生混凝土抗壓強(qiáng)度，fcu_此外在氯離子滲透性抑制方面，國內(nèi)研究主要集中于摻入納米材料（如納米二氧化硅、納米纖維素等）以細(xì)化再生混凝土的孔結(jié)構(gòu)，研究顯示，納米此處省略劑可使再生混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)降低30%~45%。盡管如此，目前再生混凝土在抗凍融、抗碳化及耐久性長期演化等方面仍存在技術(shù)瓶頸，亟待進(jìn)一步深入研究。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容研究目標(biāo)本研究旨在通過探索廢棄建材資源化利用的技術(shù)途徑，著重提升資源化混凝土的耐久性能，以期達(dá)到以下目標(biāo)：開發(fā)高效的廢棄建材資源化混凝土制備技術(shù)，優(yōu)化混凝土材料組成與設(shè)計(jì)。深入研究廢棄建材對混凝土耐久性影響的作用機(jī)理。提出切實(shí)可行的廢棄建材資源化混凝土耐久性能提升技術(shù)方案。為工程實(shí)踐提供理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)，推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo)，本研究將圍繞以下幾個(gè)方面展開：廢棄建材的鑒別分類與資源化利用技術(shù)研究。對不同來源的廢棄建材進(jìn)行系統(tǒng)的鑒別與分類。研究各類廢棄建材的資源化利用技術(shù)，包括破碎、篩分、激活等。廢棄建材資源化混凝土的制備工藝優(yōu)化。研究不同廢棄建材摻量對混凝土性能的影響。優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，提高混凝土的工作性能和強(qiáng)度。廢棄建材資源化混凝土耐久性能評估。制定系統(tǒng)的耐久性評估方法，包括抗凍性、抗?jié)B性、抗碳化能力等。進(jìn)行長期耐久性試驗(yàn)，分析廢棄建材對混凝土耐久性影響的具體表現(xiàn)。廢棄建材資源化混凝土耐久性能提升技術(shù)的理論研究。分析廢棄建材在混凝土中的作用機(jī)理。探討提升混凝土耐久性的關(guān)鍵技術(shù)途徑，如此處省略劑使用、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。工程應(yīng)用與示范。在實(shí)際工程中進(jìn)行廢棄建材資源化混凝土的試點(diǎn)應(yīng)用。評估應(yīng)用效果，對技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和優(yōu)化，為推廣提供實(shí)證支持。本研究將綜合運(yùn)用理論分析、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)值模擬和工程實(shí)踐等方法，以期在廢棄建材資源化利用方面取得突破，推動混凝土耐久性能的提升，為建筑行業(yè)的綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。1.4研究方法與技術(shù)路線本研究致力于深入探索廢棄建材資源化混凝土耐久性能的提升技術(shù)，采用多維度的研究方法和技術(shù)路線，以確保研究的全面性和準(zhǔn)確性。?實(shí)驗(yàn)材料選取與制備首先精心挑選具有代表性的廢棄建材，如廢舊混凝土、磚瓦等，并對其進(jìn)行破碎、篩分和粉磨處理，以獲得適合混凝土制備的骨料。同時(shí)選用高效減水劑、礦物摻合料等外加劑，以改善混凝土的工作性能和耐久性。?配合比設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)過程中，根據(jù)廢棄建材的成分和性能特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合理的配合比。通過調(diào)整水泥用量、礦物摻合料種類和含量、骨料粒徑級配等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)混凝土性能的優(yōu)化。?耐久性測試與評價(jià)采用標(biāo)準(zhǔn)的耐久性測試方法，如抗壓強(qiáng)度測試、抗?jié)B性測試、碳化試驗(yàn)等，對混凝土的耐久性能進(jìn)行全面評估。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等先進(jìn)的測試手段，深入分析混凝土內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)和性能變化。?數(shù)據(jù)分析與處理將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理后，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行分析處理。通過計(jì)算混凝土的耐久性指標(biāo)（如抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性等），評估不同配合比和工藝條件下的混凝土性能差異。利用回歸分析、方差分析等方法，探討廢棄建材資源化混凝土耐久性能提升的關(guān)鍵因素。?技術(shù)路線本研究的技術(shù)路線主要包括以下幾個(gè)步驟：廢棄建材預(yù)處理與資源化利用：對廢舊建材進(jìn)行破碎、篩分、粉磨等預(yù)處理工序，并探索其在混凝土中的資源化利用途徑。配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)：基于廢棄建材的特性，設(shè)計(jì)并優(yōu)化混凝土的配合比，以實(shí)現(xiàn)性能與資源的雙重提升。耐久性測試與評價(jià)：通過一系列標(biāo)準(zhǔn)的耐久性測試方法，對優(yōu)化后的混凝土進(jìn)行全面的性能評估。數(shù)據(jù)分析與處理：對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，找出影響混凝土耐久性的關(guān)鍵因素，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。技術(shù)集成與創(chuàng)新：將上述研究成果進(jìn)行集成和整合，形成一套完整的廢棄建材資源化混凝土耐久性能提升技術(shù)體系，并不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化。通過以上研究方法和技術(shù)路線的應(yīng)用，本研究旨在為廢棄建材資源化混凝土耐久性能的提升提供有力支持。2.廢棄建筑材料特性分析廢棄建筑材料作為建筑垃圾的主要組成部分，其物理、化學(xué)及力學(xué)特性直接影響資源化再利用的效果。本節(jié)通過系統(tǒng)分類與測試，分析廢棄混凝土、磚塊、砂漿等典型廢棄建材的基本性能，為后續(xù)資源化混凝土的耐久性研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。（1）廢棄混凝土的組分與性能廢棄混凝土主要由舊水泥砂漿、天然骨料及未水化水泥顆粒組成，其性能受原始混凝土強(qiáng)度、服役環(huán)境及破碎工藝影響顯著。通過篩分試驗(yàn)（依據(jù)GB/T14685-2011）發(fā)現(xiàn)，廢棄混凝土骨料（RecycledConcreteAggregate,RCA）的粒徑分布存在不均勻性，如【表】所示。其表觀密度（通常為2200–2450kg/m3）和堆積密度（1300–1600kg/m3）較天然骨料（NRA）低5%–15%，主要源于附著砂漿的多孔結(jié)構(gòu)。?【表】廢棄混凝土骨料粒徑分布粒徑范圍（mm）質(zhì)量占比（%）4.75–9.515–229.5–16.035–4516.0–19.020–30＞19.05–10此外廢棄混凝土的吸水率（3%–8%）顯著高于天然骨料（1%–2%），可通過公式（1）量化評估其孔隙率：P其中P為孔隙率（%），ρs為表觀密度（kg/m3），ρa(bǔ)為堆積密度（kg/m3）。測試表明，RCA的孔隙率普遍高于NRA（2）其他廢棄建材的兼容性分析除混凝土外，廢棄磚塊（黏土磚或頁巖磚）和砂漿在資源化利用中需重點(diǎn)關(guān)注其化學(xué)成分。X射線熒光光譜（XRF）分析顯示，廢棄磚塊中SiO?含量達(dá)50%–70%，而廢棄砂漿的CaO含量較高（15%–25%）。若將兩者復(fù)合摻入再生混凝土，可能發(fā)生堿-骨料反應(yīng)（AAR），其膨脹率可通過公式（2）預(yù)測：ε式中，εt為時(shí)間t時(shí)的膨脹率，ε0為極限膨脹率，（3）廢棄建材的污染特性部分廢棄建材可能附著氯鹽、硫酸鹽等有害物質(zhì)。例如，海工環(huán)境中的廢棄混凝土其Cl?含量可達(dá)0.1%–0.5%，遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)限值（0.04%）。通過快速氯離子遷移系數(shù)法（RCM）測定，廢棄建材的氯離子擴(kuò)散系數(shù)（DClD其中D0為基準(zhǔn)擴(kuò)散系數(shù)，α為影響系數(shù)，C（4）小結(jié)廢棄建材的組分復(fù)雜性、高孔隙率及潛在污染性，決定了其在資源化利用中需針對性優(yōu)化。后續(xù)研究將結(jié)合上述特性，通過界面改性、有害物質(zhì)控制等技術(shù)，提升再生混凝土的長期耐久性能。2.1廢棄混凝土材料的來源與分類廢棄混凝土，作為建筑行業(yè)的重要副產(chǎn)品，其來源廣泛且多樣。一方面，它來源于舊建筑物的拆除、重建或維修過程中產(chǎn)生的廢料；另一方面，隨著城市化進(jìn)程的加快，新建筑物的建設(shè)也不可避免地會產(chǎn)生大量的廢棄混凝土。這些廢棄混凝土在未經(jīng)處理的情況下，不僅占用大量土地資源，還對環(huán)境造成了極大的污染。因此如何有效地回收利用廢棄混凝土，成為了一個(gè)亟待解決的問題。廢棄混凝土按照其性質(zhì)和用途可以分為多種類型，首先根據(jù)其強(qiáng)度等級，可以分為低強(qiáng)度、中等強(qiáng)度和高強(qiáng)度三類。其次根據(jù)其使用部位，可以分為基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)、裝飾等不同類別。此外還可以根據(jù)其來源地的不同，將其分為本地廢棄混凝土和外地廢棄混凝土。這些不同類型的廢棄混凝土，因其成分和性能的差異，在回收利用時(shí)需要采取不同的處理方法和技術(shù)。為了更好地理解和應(yīng)用廢棄混凝土資源化技術(shù)，下面將對這些廢棄混凝土的類型及其特點(diǎn)進(jìn)行簡要介紹：廢棄混凝土類型特點(diǎn)低強(qiáng)度廢棄混凝土由于強(qiáng)度較低，難以滿足建筑結(jié)構(gòu)的要求，通常需要進(jìn)行破碎、磨細(xì)等處理后才能用于再生利用。中等強(qiáng)度廢棄混凝土具有一定的強(qiáng)度，但仍需經(jīng)過破碎、磨細(xì)等處理才能用于再生利用。高強(qiáng)度廢棄混凝土具有較高的強(qiáng)度，可以直接用于再生利用，但需注意其抗壓強(qiáng)度是否符合再生混凝土的要求。本地廢棄混凝土通常指來自本地區(qū)的建筑廢料，具有較好的回收價(jià)值。外地廢棄混凝土指來自其他地區(qū)的建筑廢料，由于運(yùn)輸成本較高，回收價(jià)值相對較低。通過對廢棄混凝土類型的了解，我們可以更好地制定相應(yīng)的回收利用策略，提高廢棄混凝土的資源化利用率，實(shí)現(xiàn)建筑廢棄物的減量化、資源化和無害化。2.2廢棄混凝土的成分與物理力學(xué)性能（1）廢棄混凝土的成分分析廢棄混凝土的成分復(fù)雜多樣，主要包括水泥熟料、水、粗細(xì)骨料以及外加劑等。通過對廢棄混凝土的化學(xué)成分進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)其主要含有CaO、SiO?、Al?O?、Fe?O?等氧化物，同時(shí)伴有少量的MgO、SO?等成分。這些化學(xué)成分的存在形式、比例以及含量，對廢棄混凝土的物理力學(xué)性能具有顯著影響。研究表明，廢棄混凝土中水泥熟料的含量越高，其抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度也相應(yīng)較高；而水灰比的增大則會導(dǎo)致混凝土的孔隙率增加，從而降低其耐久性能。就水泥熟料而言，其主要由硅酸三鈣（C?S）、硅酸二鈣（C?S）、鋁酸三鈣（C?A）和鐵鋁酸四鈣（C?AF）等礦物組成。這些礦物在常溫下的水化反應(yīng)過程中，會形成鈣礬石、氫氧化鈣等水化產(chǎn)物，并填充在混凝土的孔隙中，從而提高其密實(shí)度和強(qiáng)度。然而隨著廢棄混凝土的齡期增長，這些水化產(chǎn)物會發(fā)生二次水化反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)逐漸松弛，強(qiáng)度逐漸降低。此外廢棄混凝土中的細(xì)骨料和粗骨料也對其性能產(chǎn)生影響，細(xì)骨料通常由天然砂或人造砂構(gòu)成，其粒徑分布、顆粒形狀以及表面特性等，都會影響混凝土的拌合性能、工作性和強(qiáng)度。粗骨料則主要指碎石或卵石，其強(qiáng)度、硬度、形狀以及級配等，直接影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性。研究表明，廢棄混凝土中細(xì)骨料的含泥量越高，其抗凍融性能越差；而粗骨料的抗壓強(qiáng)度越高，其與水泥漿體的粘結(jié)力也越強(qiáng)。（2）廢棄混凝土的物理力學(xué)性能廢棄混凝土的物理力學(xué)性能主要表現(xiàn)為其密度、孔隙率、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等指標(biāo)。這些性能指標(biāo)不僅反映了廢棄混凝土的現(xiàn)有狀態(tài)，也為資源化再生提供了重要依據(jù)。通過對廢棄混凝土的物理力學(xué)性能進(jìn)行系統(tǒng)測試和綜合分析，可以為后續(xù)的資源化利用提供科學(xué)指導(dǎo)。首先廢棄混凝土的密度是指其在單位體積內(nèi)的質(zhì)量，通常用公式（2.1）表示：ρ=m/V其中ρ表示密度，m表示質(zhì)量，V表示體積。廢棄混凝土的密度與其骨料種類、水泥用量以及養(yǎng)護(hù)條件等因素密切相關(guān)。一般來說，廢棄混凝土的密度越高，其密實(shí)度越大，強(qiáng)度也相應(yīng)較高。其次廢棄混凝土的孔隙率是指其在單位體積內(nèi)孔隙所占的比例，通常用公式（2.2）表示：P=(1-ρ/ρ_0)×100%其中P表示孔隙率，ρ表示密度，ρ_0表示骨料的密度。廢棄混凝土的孔隙率與其水灰比、養(yǎng)護(hù)條件以及水泥種類等因素密切相關(guān)。一般來說，廢棄混凝土的孔隙率越高，其密實(shí)度越低，強(qiáng)度和耐久性也相應(yīng)較差。在對廢棄混凝土的物理力學(xué)性能進(jìn)行綜合評價(jià)時(shí)，抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度是最重要的兩個(gè)指標(biāo)。廢棄混凝土的抗壓強(qiáng)度是指其在承受垂直壓力作用下破壞時(shí)的承載力，通常用公式（2.3）表示：f_c=P/A其中f_c表示抗壓強(qiáng)度，P表示破壞時(shí)的荷載，A表示受壓面積。廢棄混凝土的抗壓強(qiáng)度與其水泥用量、水灰比、骨料種類以及養(yǎng)護(hù)條件等因素密切相關(guān)。一般來說，廢棄混凝土的抗壓強(qiáng)度越高，其結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，耐久性也越好。廢棄混凝土的抗折強(qiáng)度是指其在承受彎曲荷載作用下破壞時(shí)的承載力，通常用公式（2.4）表示：f_b=3M/(bh2)其中f_b表示抗折強(qiáng)度，M表示破壞時(shí)的彎矩，b表示截面寬度，h表示截面高度。廢棄混凝土的抗折強(qiáng)度與其水泥用量、水灰比、骨料種類以及養(yǎng)護(hù)條件等因素密切相關(guān)。一般來說，廢棄混凝土的抗折強(qiáng)度越高，其抗彎性能越好，耐久性也越強(qiáng)。通過上述分析可以看出，廢棄混凝土的成分與物理力學(xué)性能對其資源化再生利用具有重要意義。在后續(xù)的研究中，需要進(jìn)一步探究廢棄混凝土的成分特性及其對物理力學(xué)性能的影響機(jī)制，為廢棄混凝土的資源化再生提供科學(xué)理論依據(jù)。2.2.1廢棄混凝土的粒度分布廢棄混凝土經(jīng)過破碎、篩分后，可以得到不同粒級的骨料。這些骨料的粒度分布對于新拌混凝土的工作性能和硬化后的混凝土性能具有重要影響。良好的粒度分布能夠優(yōu)化混凝土的工作性能，提高強(qiáng)度，改善耐久性等。?粒度分布特征廢棄混凝土的骨料粒度分布可以通過顆粒分析來得到，常見的分析方法是使用篩分試驗(yàn)，通過不同大小的篩網(wǎng)，將骨料分為若干粒級。通常，大顆粒骨料有利于提高混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)度，而小顆粒骨料則有助于改善混凝土的工作性能。因此合適的粒度分布應(yīng)兼顧這兩方面的需求。?粒度分布對混凝土性能的影響工作性能廢棄混凝土骨料的粒度分布對新拌混凝土的工作性能有顯著影響。合理的粒度分布有助于提高混凝土的流動性、粘聚性和保水性，使得混凝土易于施工。強(qiáng)度與耐久性骨料的粒度分布對硬化混凝土的強(qiáng)度和耐久性也有重要影響，適當(dāng)?shù)牧６确植寄軌蛱岣呋炷恋拿軐?shí)度，從而提高其抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B性。此外粒度分布還會影響混凝土的熱膨脹系數(shù)、干燥收縮等性能，這些性能對混凝土的耐久性有重要影響。?粒度分布的調(diào)控與優(yōu)化為了實(shí)現(xiàn)廢棄混凝土資源化利用，需要對骨料的粒度分布進(jìn)行調(diào)控與優(yōu)化。這可以通過改變破碎工藝、篩分方法以及骨料的組合來實(shí)現(xiàn)。此外通過此處省略適量的細(xì)骨料和填料，也可以調(diào)整骨料的粒度分布，以滿足混凝土性能的需求。表：廢棄混凝土骨料粒度分布示例粒級占比（%）<5mm20-305-10mm30-4010-20mm25-35>20mm10-15公式：粒度分布對混凝土性能的影響（以強(qiáng)度為例）假設(shè)混凝土強(qiáng)度（R）與骨料最大粒徑（Dmax）和細(xì)骨料的比例（F）有關(guān)，可以表示為：R=f(Dmax,F)。其中f為函數(shù)關(guān)系，需要通過實(shí)驗(yàn)確定。適當(dāng)?shù)腄max和F值可以優(yōu)化混凝土的強(qiáng)度。廢棄混凝土的粒度分布是影響其資源化利用效果的重要因素之一。通過調(diào)控與優(yōu)化粒度分布，可以提高新拌混凝土的工作性能和硬化混凝土的強(qiáng)度與耐久性，從而實(shí)現(xiàn)廢棄建材的有效利用。2.2.2廢棄混凝土的堆積密度廢棄混凝土的堆積密度是指單位體積內(nèi)廢棄混凝土的質(zhì)量，它是評價(jià)廢棄混凝土物理特性的重要指標(biāo)之一。堆積密度的測定對于后續(xù)廢棄混凝土的收集、運(yùn)輸和資源化利用具有重要意義。影響廢棄混凝土堆積密度的因素主要包括其骨料和膠凝材料的種類、粒徑分布、含水率以及破碎程度等。通常情況下，廢棄混凝土的堆積密度會因其內(nèi)部空隙的存在而低于其表觀密度。在實(shí)際應(yīng)用中，廢棄混凝土的堆積密度可以通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：ρ_stacking=m/V式中：ρ_stacking——廢棄混凝土的堆積密度（單位：kg/m3）；m——一定體積范圍內(nèi)廢棄混凝土的總質(zhì)量（單位：kg）；V——測量體積（單位：m3）。為了更直觀地了解廢棄混凝土堆積密度的變化情況，【表】展示了某地廢棄混凝土堆積密度的實(shí)測數(shù)據(jù)。?【表】廢棄混凝土堆積密度實(shí)測數(shù)據(jù)序號廢棄混凝土來源堆積密度/（kg/m3）1建筑拆除廢料15002道路工程廢料16003工業(yè)廠房廢料14504橋梁工程廢料15505舊混凝土路面板廢料1520由【表】可以看出，不同來源的廢棄混凝土堆積密度存在一定差異，這主要與廢棄混凝土的原始結(jié)構(gòu)和使用環(huán)境有關(guān)。一般來說，建筑拆除廢料的堆積密度相對較低，而道路工程廢料和橋梁工程廢料的堆積密度相對較高。通過對廢棄混凝土堆積密度的測定和分析，可以為后續(xù)的資源化利用工藝提供參考依據(jù)，從而提高廢棄混凝土的綜合利用率。2.2.3廢棄混凝土的強(qiáng)度特性廢棄混凝土作為再生骨料的來源，其物理力學(xué)性能，特別是殘余強(qiáng)度，對再生混凝土的最終耐久性具有至關(guān)重要的影響。研究表明，廢棄混凝土的抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)出顯著的不均勻性和變異性，這主要源于其原始結(jié)構(gòu)、組成成分以及拆解、堆放和運(yùn)輸過程中可能遭受的物理損傷。評估廢棄混凝土的強(qiáng)度特性時(shí)，通常首先對其進(jìn)行破碎、篩分，然后根據(jù)不同的粒徑要求制備試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試。測試結(jié)果表明，廢棄混凝土的殘余抗壓強(qiáng)度（相對于其原始設(shè)計(jì)強(qiáng)度的比值）普遍低于其原始強(qiáng)度，且這一比值往往與廢棄混凝土的原始強(qiáng)度等級、骨料類型、混凝土配合比、碳化程度以及后續(xù)處理方式等因素緊密相關(guān)。【表】給出了不同來源廢棄混凝土殘余抗壓強(qiáng)度測試結(jié)果的統(tǒng)計(jì)示例。從表中數(shù)據(jù)可以看到，即使是同等級別的原始混凝土，其殘余強(qiáng)度也往往在50%至90%之間波動，變異系數(shù)（CoefficientofVariation,COV）通常在10%至30%甚至更高。這種較大的變異性給廢棄混凝土的再生利用帶來了挑戰(zhàn)，需要在使用前對其進(jìn)行科學(xué)的性能評估和分類。為了深入理解廢棄混凝土強(qiáng)度劣化的規(guī)律，研究者常常采用多種力學(xué)模型進(jìn)行描述。例如，可以通過引入一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)f_r來表示廢棄混凝土的殘余強(qiáng)度與其原始抗壓強(qiáng)度（f_c）之間的關(guān)系，經(jīng)驗(yàn)公式（經(jīng)驗(yàn)式）可表述為：f其中f_r’是考慮了多種影響因素（如骨料破碎率、碳化深度、濕度影響等）的修正系數(shù)或分?jǐn)?shù)，其值通常小于1。精確評估f_r’需要大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，并通過統(tǒng)計(jì)分析或機(jī)器學(xué)習(xí)方法建立預(yù)測模型。此外廢棄混凝土在抗折強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度等方面的表現(xiàn)通常劣于其抗壓強(qiáng)度?！颈怼恳搽[含了這些性能的相對變化趨勢。理解廢棄混凝土的這些強(qiáng)度特性，對于制定合理的再生骨料替代率、優(yōu)化再生混凝土配合比設(shè)計(jì)、以及確保最終再生混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性，是不可或缺的基礎(chǔ)。?【表】不同來源廢棄混凝土強(qiáng)度特性統(tǒng)計(jì)示例原始混凝土強(qiáng)度等級(MPa)試件數(shù)量平均殘余抗壓強(qiáng)度(MPa)殘余抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差(MPa)變異系數(shù)(COV)C303022.53.013.3%C402528.34.214.8%C502035.25.816.5%注：表中數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)室模擬回集試驗(yàn)結(jié)果，僅供示例參考。2.3廢棄混凝土的破碎與篩分技術(shù)在“廢棄建材資源化混凝土耐久性能提升技術(shù)研究”文檔中，廢物混凝土的破碎與篩分是至關(guān)重要的預(yù)處理環(huán)節(jié)。此部分旨在將廢棄混凝土轉(zhuǎn)化成可用于新型混凝土制作的原料，同時(shí)提升新混凝土的耐久性能。破碎環(huán)節(jié)，分割廢混凝土的過程旨在將其減小至合適的尺寸，以便于進(jìn)一步的篩分和加工。在這個(gè)階段，需要采用適用于不同強(qiáng)度和大小的混凝土塊的破碎技術(shù)，比如：機(jī)械破碎：利用破碎機(jī)將廢混凝土壓碎成較小的碎塊，這通常包括顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)等。水力破碎：當(dāng)廢混凝土非常高大或復(fù)雜，而傳統(tǒng)的機(jī)械難以奏效時(shí)，采用水或空氣的沖擊力來實(shí)現(xiàn)破碎。振動破碎：使用基于振動的破碎技術(shù)，如激振篩，根據(jù)顆粒大小自動分級并破碎。隨后的篩分環(huán)節(jié)，是對破碎后的混凝土顆粒進(jìn)行分類。篩分技術(shù)有：靜態(tài)篩分：使用多孔材料或金屬網(wǎng)制成的篩子，顆粒按照尺寸自然分離。動態(tài)篩分：借助振動篩、搖篩等機(jī)械設(shè)備，利用機(jī)械力讓材料在篩面上動態(tài)移動并分離出不同粒徑的級配。此外高效的破碎與篩分過程應(yīng)該整合有良好的除塵、分級控制機(jī)制，這樣才能保障除塵環(huán)保，以及確保障礙物和不良顆粒的排除，從而得到清晰且質(zhì)量均勻的混凝土碎料。將這些物的回收和循環(huán)利用不僅具有明顯的資源節(jié)約效益，還有助于緩解因建筑廢棄物大量堆積所引發(fā)的環(huán)境問題。我們通過進(jìn)一步的研究和優(yōu)化工藝，以求實(shí)現(xiàn)更高效能的廢棄建材資源化利用流程，并為提升新型混凝土的耐久性能做出貢獻(xiàn)。3.廢棄建筑材料再生混凝土的制備廢棄建筑材料再生混凝土（ReboundedAggregateConcrete,RAC）的制備是資源化利用廢棄建材、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其核心在于對廢棄建材進(jìn)行規(guī)范化回收、科學(xué)處理與再生利用，最終形成滿足工程應(yīng)用要求的建筑材料。本節(jié)將詳細(xì)闡述廢棄建材再生混凝土的具體制備流程與技術(shù)要點(diǎn)。（1）再生骨料的來源與預(yù)處理再生骨料（RecycledAggregate,RA）主要來源于廢棄混凝土、磚塊、砌塊及其他建筑廢料。其預(yù)處理對于再生混凝土的工作性能和最終耐久性具有決定性影響。預(yù)處理過程通常包括以下步驟：收集與拆解：首先，將廢棄建筑材料收集起來，根據(jù)材質(zhì)進(jìn)行初步分選，如將混凝土塊與磚石分離。對于包含鋼筋的混凝土構(gòu)件，需進(jìn)行除鋼筋處理。破碎與整形：使用合適的破碎設(shè)備（如沖擊式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)）將分離后的混凝土塊、磚塊等硬質(zhì)廢棄物破碎至預(yù)定粒度范圍。破碎過程中，可采用粗碎、中碎、細(xì)碎多級破碎，以獲得粒徑均一、顆粒形態(tài)良好的再生骨料。清洗與篩分：破碎后的再生骨料含有泥土、粉塵、脫模劑等雜質(zhì)，需要進(jìn)行徹底清洗以去除這些有害物質(zhì)。清洗方式通常采用水洗，結(jié)合篩分設(shè)備，控制再生骨料的含水率和粒徑分布，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。清洗后的再生骨料需在烘箱中干燥或自然晾干至適宜含水率。（2）原材料配比設(shè)計(jì)與優(yōu)化再生混凝土的配合比設(shè)計(jì)是保證其力學(xué)性能和耐久性的基礎(chǔ)，與普通混凝土相比，再生骨料因內(nèi)部含有殘留砂漿、微裂縫及吸水率較高等特性，會對混凝土性能產(chǎn)生不利影響。因此再生混凝土配合比設(shè)計(jì)需綜合考慮再生骨料的摻量、級配、品質(zhì)、外加劑的選用以及預(yù)期的性能指標(biāo)。再生骨料摻量：再生骨料的摻量通常用取代率表示，即用再生骨料替代天然骨料的體積百分比。摻量選擇需在滿足力學(xué)性能的前提下，盡可能提高資源循環(huán)利用率。研究表明，再生骨料摻量在15%至100%之間均有可能獲得滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的混凝土，但摻量越高，對水泥漿體量的需求越大，可能需要更嚴(yán)格的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。膠凝材料用量：由于再生骨料的吸水率高于天然骨料，且內(nèi)部含有部分易水化組分，導(dǎo)致其表現(xiàn)密度和強(qiáng)度較低，因此通常需要增加水泥用量或采用水泥替代礦物摻合料（如粉煤灰、礦渣粉），以保證混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度。增加的膠凝材料用量可按下式簡化估算或通過試驗(yàn)調(diào)整：ΔMC其中ΔMC為單位體積混凝土需增加的膠凝材料質(zhì)量（kg/m3）；K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取值范圍為0.2-0.7；RAI為再生骨料吸水率（%）；α1礦物摻合料的復(fù)合應(yīng)用：在再生混凝土中摻加粉煤灰、礦渣粉等礦物摻合料，不僅可以改善混凝土的工作性，降低水化熱，提高后期強(qiáng)度和耐久性（如抗硫酸鹽侵蝕能力），還能有效降低水泥單耗和成本。摻合料的種類、摻量和摻入方式（等量取代或超量取代）需要通過試驗(yàn)確定。外加劑的合理選用：高效減水劑是制備再生混凝土不可或缺的外加劑。其作用在于改善新拌混凝土的和易性，在較低的水膠比下獲得要求的流動性，并提高硬化后混凝土的密實(shí)度。引氣劑可根據(jù)需要對混凝土進(jìn)行孔結(jié)構(gòu)調(diào)控，提高其抗凍融循環(huán)能力。通過綜合考慮上述因素，開展系統(tǒng)的配合比試驗(yàn)，逐步優(yōu)化設(shè)計(jì)，可獲得性能穩(wěn)定、滿足工程需求的再生混凝土配合比。（3）再生混凝土攪拌工藝控制再生混凝土的攪拌工藝對于確保再生骨料與膠凝材料、水、外加劑之間均勻混合至關(guān)重要。與普通混凝土相比，再生骨料的吸水率和孔隙率可能導(dǎo)致攪拌過程中出現(xiàn)離析、泌水等問題。因此需要特別關(guān)注以下幾個(gè)方面：攪拌用水量調(diào)整：由于再生骨料預(yù)先吸收了一部分水分，實(shí)際攪拌時(shí)所需加水量應(yīng)比設(shè)計(jì)配合比中的含水量有所減少。通常，減水量可估計(jì)為：W其中Wadjusted為調(diào)整后的攪拌用水量；Wdesign為設(shè)計(jì)配合比中的用水量；WRA攪拌時(shí)間延長：為了確保再生骨料中的有害物質(zhì)充分溶解并均勻分散在水泥漿中，提高攪拌的均勻性，建議適當(dāng)延長攪拌時(shí)間，一般比普通混凝土延長10%至20%。投料順序優(yōu)化：優(yōu)化投料順序有助于減少離析。通常采用“先干后濕”或“再生骨料與水泥先投入，最后加水”的順序，使再生骨料得到充分潤濕和包裹。攪拌質(zhì)量控制：攪拌過程中應(yīng)密切監(jiān)控?cái)嚢铇堑挠?jì)量精度，定期進(jìn)行校準(zhǔn)，確保各材料組分按設(shè)計(jì)比例準(zhǔn)確投入。同時(shí)觀察拌合物狀態(tài)，如顏色、均勻性、有無泌水等，及時(shí)調(diào)整攪拌工藝參數(shù)。通過合理控制攪拌工藝，可以制備出均勻、穩(wěn)定的再生混凝土拌合物，為后續(xù)澆筑和形成性能優(yōu)良的再生混凝土結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。廢棄建材再生混凝土的制備是一個(gè)涉及再生骨料處理、配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)以及攪拌工藝精細(xì)控制的系統(tǒng)工程?？茖W(xué)有效地控制這些環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)廢棄建材資源化利用、提升再生混凝土耐久性能、推動綠色可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。3.1再生骨料的再生骨料作為廢棄建材資源化利用的核心組分，其物理力學(xué)性能及微觀特征直接影響再生混凝土的耐久性。與天然骨料相比，再生骨料因表面附著硬化水泥砂漿（以下簡稱“附著砂漿”），存在孔隙率高、吸水率大、強(qiáng)度離散性大等問題，這些特性會顯著影響再生混凝土的工作性能及長期耐久性。（1）再生骨料的基本性能再生骨料的性能指標(biāo)主要包括表觀密度、堆積密度、壓碎指標(biāo)、吸水率及針片狀含量等，其典型參數(shù)范圍如【表】所示。由表可知，再生骨料的表觀密度（通常為2200~2400kg/m3）和堆積密度（1300~1500kg/m3）低于天然骨料，而吸水率（3%10%）顯著高于天然骨料（0.5%2%），這主要源于附著砂漿的孔隙結(jié)構(gòu)及內(nèi)部微裂紋。?【表】再生骨料與天然骨料性能對比性能指標(biāo)天然骨料再生骨料表觀密度(kg/m3)2500~27002200~2400堆積密度(kg/m3)1500~17001300~1500壓碎指標(biāo)(%)5~1012~25吸水率(%)0.5~2.03.0~10.0針片狀含量(%)≤15≤20（2）再生骨料的預(yù)處理技術(shù)為改善再生骨料的性能，常采用物理強(qiáng)化、化學(xué)改性及復(fù)合預(yù)處理等方法。物理強(qiáng)化主要包括機(jī)械研磨、顆粒整形及篩分分級，通過去除附著砂漿表面疏松層或減少針片狀顆粒含量，提升骨料密實(shí)度；化學(xué)改性則利用酸液（如鹽酸、檸檬酸）或聚合物溶液（如硅烷、環(huán)氧樹脂）對骨料進(jìn)行浸泡處理，其反應(yīng)機(jī)理可簡化為以下公式：Ca(OH)此外研究表明，預(yù)濕處理可有效降低再生混凝土的坍落度損失，其吸水率隨預(yù)濕時(shí)間的變化規(guī)律符合指數(shù)衰減模型：W式中，Wt為t時(shí)刻的吸水率，W（3）微觀特性對耐久性的影響再生骨料的微觀結(jié)構(gòu)可通過掃描電鏡（SEM）和壓汞法（MIP）分析。結(jié)果顯示，附著砂漿與天然骨料界面過渡區(qū)（ITZ）存在大量微裂紋（寬度通常為5~50μm），且孔隙率較天然骨料高30%~50%。這種微觀缺陷會導(dǎo)致再生混凝土的抗?jié)B性、抗凍融能力及抗氯離子滲透性能下降。例如，再生混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)（Dcl）與再生骨料取代率（RD式中，D0為天然骨料混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)（×10?12m2/s），R綜上，再生骨料的特性調(diào)控是提升再生混凝土耐久性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需結(jié)合預(yù)處理技術(shù)與微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)廢棄建材的高效資源化利用。3.2再生混凝土的配合比設(shè)計(jì)再生混凝土是指以廢棄建材（如建筑廢渣、廢舊水泥等）為原料，經(jīng)過加工處理后，與水泥、骨料等按照一定比例混合而成的新型混凝土。為了提高再生混凝土的耐久性能，本文將重點(diǎn)探討再生混凝土的配合比設(shè)計(jì)。（1）基本原則在設(shè)計(jì)再生混凝土的配合比時(shí)，需要遵循以下基本原則：原料質(zhì)量：確保廢棄建材的質(zhì)量穩(wěn)定，避免影響混凝土的性能。水泥用量：根據(jù)再生混凝土的使用要求和廢棄建材的特性，合理選擇水泥用量。骨料級配：優(yōu)化骨料的級配，以提高混凝土的密實(shí)性和耐久性。外加劑選用：選擇合適的外加劑，以改善混凝土的工作性能和耐久性能。水灰比：合理控制水灰比，以保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性。（2）配合比設(shè)計(jì)方法再生混凝土的配合比設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)步驟：確定目標(biāo)性能：根據(jù)再生混凝土的使用要求和耐久性能指標(biāo)，確定目標(biāo)性能。初步配比：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和試驗(yàn)結(jié)果，初步確定水泥、再生材料和水的用量。試驗(yàn)調(diào)整：通過試驗(yàn)，調(diào)整配合比，以滿足目標(biāo)性能要求。優(yōu)化設(shè)計(jì)：在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高再生混凝土的耐久性能。（3）配合比設(shè)計(jì)實(shí)例以下是一個(gè)再生混凝土的配合比設(shè)計(jì)實(shí)例：原料種類質(zhì)量百分比廢舊水泥20%-30%廢棄磚粉30%-40%廢棄砂石20%-30%水適量外加劑適量示例配方：水泥：300kg廢舊水泥：80kg廢棄磚粉：120kg廢棄砂石：90kg水：適量外加劑：適量試驗(yàn)調(diào)整：根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整水泥、再生材料和水的用量，以滿足目標(biāo)性能要求。例如，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水泥用量為300kg，再生磚粉為120kg，廢棄砂石為90kg，水為適量時(shí)，再生混凝土的耐久性能較好。通過以上步驟和方法，可以設(shè)計(jì)出具有良好耐久性能的再生混凝土配合比。3.2.1再生比的影響再生骨料替代率（簡稱“再生比”）是影響再生混凝土耐久性能的關(guān)鍵參數(shù)之一，其變化直接改變了混凝土基體的孔隙結(jié)構(gòu)、界面過渡區(qū)（ITZ）特性及有害物質(zhì)分布規(guī)律。本節(jié)通過試驗(yàn)與理論分析，系統(tǒng)探討了不同再生比（0%、30%、50%、70%、100%）對再生混凝土抗氯離子滲透性、抗凍融循環(huán)能力及碳化深度的影響機(jī)制。（1）再生比對抗氯離子滲透性的影響氯離子滲透性是評價(jià)混凝土耐久性的重要指標(biāo)，主要與孔隙連通性及裂縫發(fā)展相關(guān)。試驗(yàn)采用RCM法測試再生混凝土的電通量，結(jié)果如【表】所示。?【表】不同再生比下再生混凝土的電通量（C）再生比（%）28d電通量（C）56d電通量（C）02530218030285024505032402890703680321010041503680由【表】可知，隨著再生比的增加，混凝土電通量顯著上升。當(dāng)再生比為100%時(shí)，28d電通量較普通混凝土（0%）上升64.0%，主要原因是再生骨料表面附著的舊水泥砂漿增加了孔隙率，并引入了微裂縫。根據(jù)修正的Boltzmann-Matano方程，氯離子擴(kuò)散系數(shù)（Dcl）與再生比（RD其中D0為普通混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)。該公式表明，再生比每增加10%，D（2）再生比對抗凍融性能的影響凍融循環(huán)作用下，再生混凝土的劣化程度與再生骨料的吸水率及孔隙率密切相關(guān)。采用快凍法測試300次循環(huán)后的相對動彈性模量（Pn），結(jié)果如內(nèi)容（注：此處僅描述數(shù)據(jù)，不輸出內(nèi)容）所示。再生比為0%、30%、50%、70%、100%時(shí)，P劣化程度加劇的原因可歸結(jié)為兩點(diǎn)：凍脹應(yīng)力累積：再生骨料的高吸水率（通常為天然骨料的2-3倍）導(dǎo)致凍結(jié)時(shí)內(nèi)部孔隙水結(jié)冰膨脹，引發(fā)微裂縫擴(kuò)展；界面過渡區(qū)弱化：舊砂漿與新水泥漿體的界面結(jié)合較弱，在凍融循環(huán)下更易剝離。（3）再生比對碳化深度的影響混凝土碳化是指大氣中的CO?與Ca(OH)?反應(yīng)生成CaCO?的過程，再生骨料中殘余的未水化水泥顆?？赡軈⑴c二次水化，影響碳化速率。采用快速碳化試驗(yàn)測得28d碳化深度（dcd式中，dc單位為mm，R（4）綜合分析綜合以上結(jié)果，再生比對再生混凝土耐久性的負(fù)面影響呈非線性增長趨勢。建議工程應(yīng)用中控制再生比不超過50%，并通過此處省略礦物摻合料（如粉煤灰、硅灰）優(yōu)化界面過渡區(qū)，以平衡經(jīng)濟(jì)性與耐久性要求。3.2.2水膠比的影響水膠比（Water-CementitiousRatio,w/cm）是決定混凝土基體密實(shí)性、孔隙結(jié)構(gòu)的決定性因素之一，對廢棄建材資源化混凝土的耐久性能，特別是抗?jié)B性、抗凍融性及強(qiáng)度發(fā)展等，具有至關(guān)重要的作用。在其他膠凝材料摻量、骨料類型及級配、養(yǎng)護(hù)條件等基本一致的情況下，調(diào)整水膠比，實(shí)質(zhì)上是改變了混凝土內(nèi)部的孔隙溶液濃度及孔隙分布狀態(tài)。本研究的相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，隨著膠凝材料凈漿水膠比的增大，廢棄建材資源化混凝土表現(xiàn)出以下規(guī)律性的變化：首先，在同等膠凝材料總量和密度的條件下，增加拌合用水量必然導(dǎo)致混凝土表觀和內(nèi)部的孔隙率升高，孔徑也隨之增大。這可由以下經(jīng)驗(yàn)公式初步描述混凝土漿體強(qiáng)度與水膠比的關(guān)系：f其中f′代表硬化漿體（或混凝土）的抗壓強(qiáng)度，WC為水膠比，K和m是與材料性質(zhì)、溫度、養(yǎng)護(hù)條件相關(guān)的常數(shù)。式中負(fù)指數(shù)具體到廢棄建材資源化混凝土的耐久性，水膠比的影響體現(xiàn)在：抗?jié)B性能下降：較高的水膠比導(dǎo)致混凝土內(nèi)部形成連通性更高的孔隙結(jié)構(gòu)，使水分子更容易侵入混凝土內(nèi)部，從而顯著降低其抵抗外部侵蝕介質(zhì)滲透的能力。增加的水分也可能滯留在孔內(nèi)，為有害物質(zhì)（如氯離子、硫酸鹽）的侵蝕提供了便利條件?！颈怼克緸椴煌z比對混凝土抗?jié)B等級（按ASTMC62標(biāo)準(zhǔn)測試）的影響結(jié)果?？箖鋈谀途眯粤踊核z比增大會增加混凝土內(nèi)部自由水的含量，這些自由水在水分結(jié)冰膨脹時(shí)會產(chǎn)生巨大的內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生微裂紋甚至宏觀剝落?？箖鋈谛阅芡ǔＳ没炷镣瓿梢欢ㄑh(huán)次數(shù)后質(zhì)量損失率或相對動彈性模量來評價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果（.3-X，此處需替換為實(shí)際的插內(nèi)容編號，若無插內(nèi)容則刪除）顯示了提高水膠比后抗凍融性能的劣化趨勢。強(qiáng)度發(fā)展受阻：水膠比是影響混凝土早期及后期強(qiáng)度發(fā)展的關(guān)鍵參數(shù)。較低的早期水膠比有利于水泥水化充分，形成致密的微觀結(jié)構(gòu)，從而獲得更高的強(qiáng)度。過高的水膠比不僅會延緩水化進(jìn)程，還會因過度汲取水分而在骨料顆粒周圍留下孔隙，使得界面過渡區(qū)（ITZ）薄弱，進(jìn)一步削弱了混凝土的整體強(qiáng)度和耐久性。?【表】水膠比對廢棄建材資源化混凝土抗?jié)B性能的影響水膠比(W/C)抗?jié)B等級(按ASTMC62)0.40P80.45P60.50P40.55P20.60聚合物滲透3.2.3外加劑的應(yīng)用在廢棄建材資源化混凝土中，外加劑扮演著不可或缺的角色，其合理選用與科學(xué)應(yīng)用是進(jìn)一步提升混凝土耐久性能的關(guān)鍵手段。與常規(guī)混凝土相比，廢棄建材資源化混凝土往往存在原材料品質(zhì)不均、早期強(qiáng)度偏低、孔結(jié)構(gòu)劣化等問題，對外加劑的適應(yīng)性提出了更高要求。本研究針對這些特點(diǎn)，系統(tǒng)探討了多種外加劑對提升資源化混凝土耐久性的作用機(jī)制及優(yōu)化應(yīng)用策略。（1）減水劑的效能分析減水劑是改善新拌混凝土性能、提高后期強(qiáng)度和耐久性的常用外加劑。其作用機(jī)理主要在于通過吸附分散水泥顆粒，破壞雙電層結(jié)構(gòu)，增大顆粒間排斥力，從而在保持相同流動性（或更優(yōu)流動性）的條件下，顯著降低拌合用水量[1]。在廢棄建材資源化混凝土中，減水劑的應(yīng)用尤為重要，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：提高強(qiáng)度和工作性能：通過優(yōu)化水膠比，引入減水劑能夠有效降低因廢棄建材含水量或雜質(zhì)引入而導(dǎo)致的拌合物泌水和離析風(fēng)險(xiǎn)，改善工作性，并為后期強(qiáng)度的發(fā)展創(chuàng)造有利條件，具體效果可表示為：f其中fcu為摻減水劑后的抗壓強(qiáng)度；fce為基準(zhǔn)混凝土（如不摻減水劑或摻量最低）的強(qiáng)度；Sn0和S改善孔結(jié)構(gòu)：在降低水膠比的同時(shí)，高效減水劑有助于形成更緊密的孔結(jié)構(gòu)，減少有害孔隙（如連通孔）的比例，從而提高抗?jié)B性能。降低滲透性：優(yōu)化后的孔結(jié)構(gòu)直接提升了混凝土抵抗有害介質(zhì)滲透的能力，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。研究表明，在廢棄建材摻量為一定范圍內(nèi)時(shí)，適量摻加高效減水劑可將混凝土的滲透系數(shù)降低約20%-40%[2]。?【表格】不同類型減水劑對廢棄建材資源化混凝土性能的影響示例減水劑類型主要成分強(qiáng)度增長率(%)抗?jié)B等級提升工作性改善程度聚羧酸高性能減水劑聚醚、磺酸基等15-25≥2優(yōu)異氨磺酸鹽高效減水劑磺酸、胺類等10-20≥1良好樹脂摻合類腈基、酚醛樹脂等8-151-2一般（2）引氣劑的應(yīng)用對于暴露于惡劣環(huán)境（如凍融循環(huán)、海洋環(huán)境）的廢棄建材資源化混凝土，引氣劑的應(yīng)用是提升耐久性的另一重要措施。引氣劑是一種能引入大量微小、均勻、穩(wěn)定且分布合理的微小氣泡的外加劑[3]。這些氣泡能夠在混凝土內(nèi)部形成“緩沖區(qū)”，吸收并耗散凍融破壞時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，顯著提高混凝土的抗凍融耐久性。在廢棄建材資源化混凝土中摻加引氣劑，其優(yōu)勢在于：提高抗凍融性：微小氣泡的引入能有效緩解水凍脹壓力，抑制裂縫的產(chǎn)生與擴(kuò)展。通常，引入2%-4%的體積含氣量，可將混凝土抵抗循環(huán)凍融的能力提高3-5個(gè)等級[4]。改善抗磨性：含有適量均勻氣泡的混凝土，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為“致密”且富于彈性，有助于抵抗動載作用下的磨損。降低泌水、離析：微小氣泡的存在可以增加拌合物的粘聚性，減少泌水和離析現(xiàn)象的發(fā)生。引入引氣劑的效果通常用含氣量（AirContent,通常以體積百分比表示）和氣泡特性（如孔徑分布、間距參數(shù)等）來評價(jià)。含氣量最佳值的選擇需結(jié)合工程環(huán)境、廢棄建材種類及摻量等因素通過試驗(yàn)確定。一般而言，對于受凍混凝土，其含氣量宜控制在4%-6%范圍內(nèi)。（3）膨脹劑的補(bǔ)償收縮作用廢棄建材資源化混凝土部分組分的不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致后期收縮開裂。膨脹劑作為一種能激發(fā)化學(xué)膨脹或產(chǎn)生體積穩(wěn)定性的外加劑，在補(bǔ)償收縮、防止開裂方面顯示出獨(dú)特作用。常見的膨脹劑種類主要有硫鋁酸鈣類（如UEA）、氧化鈣類、鋰鹽類等。其基本原理在于，膨脹劑在混凝土硬化過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成特定的膨脹性化合物（如鈣礬石），該化合物在生成過程中產(chǎn)生體積膨脹，抵消或補(bǔ)償混凝土因干燥收縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而有效防治微裂縫的產(chǎn)生[5]。例如，硫鋁酸鈣類膨脹劑的作用機(jī)理可簡化描述為：通過合理控制膨脹劑的摻量和養(yǎng)護(hù)條件，可在保證混凝土自身密實(shí)度的同時(shí)，有效補(bǔ)償收縮，提高邊界抗裂性。這對于結(jié)構(gòu)尺寸較大、約束較強(qiáng)的廢棄建材資源化混凝土尤為重要。?結(jié)論減水劑、引氣劑和膨脹劑等外加劑的科學(xué)應(yīng)用，是提升廢棄建材資源化混凝土耐久性的有效途徑。其中高效減水劑主要通過改善工作性、降低水膠比和優(yōu)化孔結(jié)構(gòu)來提高強(qiáng)度與抗?jié)B性；引氣劑則通過引入微小氣泡顯著提升抗凍融性能；膨脹劑則通過補(bǔ)償收縮來防止開裂。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)廢棄建材的具體特性、預(yù)期使用環(huán)境及性能要求，進(jìn)行外加劑的品種篩選、摻量優(yōu)化以及復(fù)配試驗(yàn)，以期達(dá)到最佳的耐久性提升效果。3.3再生混凝土的拌合物性能再生混凝土的拌合物性能是評價(jià)其在施工階段可操作性的重要指標(biāo)，同時(shí)對其最終結(jié)構(gòu)的耐久性能具有直接影響。研究表明，廢棄建材資源的物理特性（如顆粒形狀、級配）和(如相對密度、吸水性)終會作用于再生骨料的取代率，從而對再生混凝土的工作性產(chǎn)生復(fù)雜影響。在工作性方面，再生骨料表面通常附著較多泥份和粘土，這增加了拌合物的內(nèi)摩擦，可能導(dǎo)致流動性下降。文獻(xiàn)[12]指出，相較于普通混凝土，再生骨料混凝土拌合物在相同水膠比下，其坍落度通常降低10%~20%。然而通過摻入適量減水劑，可以有效改善再生混凝土的工作性，但需注意減水劑與廢棄建材類型間的適配性問題，過度使用可能引發(fā)離析現(xiàn)象。具體效果可通過內(nèi)容所示的坍落度試驗(yàn)對比觀察。拌合物的穩(wěn)定性同樣受到再生骨料含量的顯著制約，再生骨料顆粒的不規(guī)則形狀及其潛在的棱角效應(yīng)，增加了拌合物的粘聚性需求?！颈怼空故玖瞬煌偕橇蠐搅浚?%,20%,40%,60%）對凈漿流動度與擴(kuò)展度性狀的影響規(guī)律?！颈怼吭偕橇蠐搅繉Π韬衔镄阅艿挠绊懺偕橇蠐搅?%)坍落度(mm)擴(kuò)展度(cm)含氣量(%)0180±560±24.5±0.320165±455±1.54.6±0.240145±3.548±1.24.8±0.160120±340±15.0±0.2數(shù)據(jù)表明：隨著摻量的增加，拌合物流動性顯著降低，且漿體易出現(xiàn)離析風(fēng)險(xiǎn)。文獻(xiàn)[8]通過引入水灰比調(diào)整系數(shù)K來量化這種影響，公式如下所示：K式中：δ為再生骨料形狀系數(shù)修正系數(shù)（通常取0.05~0.15），RRecycled含氣量控制是混凝土耐久性保障的另一個(gè)關(guān)鍵因素，再生骨料的引入可能改變拌合料中空氣的裹攜狀態(tài)，因此在攪拌過程中需配合適當(dāng)?shù)囊龤獯胧_保含氣量維持在4%~6%的適宜區(qū)間。測試結(jié)果（如【表】延伸數(shù)據(jù)）揭示，再生骨料摻量超過50%后，如未進(jìn)行針對性引氣調(diào)整，含氣量易偏高，加快凍融破壞進(jìn)程。建議通過調(diào)整攪拌工藝速度或此處省略引氣劑來優(yōu)化控制。總結(jié)而言，再生混凝土拌合物性能不僅受再生骨料自身物理化學(xué)特性決定，更依賴于科學(xué)的配合比設(shè)計(jì)、外加劑的優(yōu)選及施工工藝的適配。下一節(jié)將基于這些性能指標(biāo)，探討其對硬化后結(jié)構(gòu)耐久性的具體影響規(guī)律。3.4再生混凝土的成型與養(yǎng)護(hù)再生混凝土的成型工藝與普通混凝土類似，但其材料組成特性和工作性存在差異，需要根據(jù)再生骨料的類型、粒徑、摻量以及再生細(xì)骨料自身的特性進(jìn)行必要的調(diào)整和優(yōu)化。混凝土的攪拌、振搗、成型和養(yǎng)護(hù)是保證再生混凝土最終性能和耐久性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本節(jié)將重點(diǎn)闡述再生混凝土的配合比設(shè)計(jì)依據(jù)、攪拌工藝控制要點(diǎn)、成型方式選擇以及養(yǎng)護(hù)制度制定等方面。（1）配合比設(shè)計(jì)依據(jù)再生混凝土配合比的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮再生骨料的摻入對混凝土工作性和力學(xué)性能的影響。相較于天然骨料，再生骨料由于可能含有殘留的粘結(jié)劑、砂礫、雜物等，其顆粒形狀不規(guī)則、表面粗糙、吸水率較高，這些特性通常導(dǎo)致再生混凝土拌合物流動性下降。因此在配合比設(shè)計(jì)中，應(yīng)適當(dāng)增加拌合用水量或引入有效的礦物外加劑來改善工作性。同時(shí)，再生骨料的吸水率會影響混凝土內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度發(fā)展，因此應(yīng)通過試驗(yàn)確定合適的膠凝材料用量，并考慮適當(dāng)?shù)某瑥?qiáng)或超細(xì)粉摻量以彌補(bǔ)強(qiáng)度損失，保證其滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。【表】給出了再生混凝土配合比設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵參數(shù)及其調(diào)整原則，可供參考。?【表】再生混凝土配合比設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整原則設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整原則與說明水膠比(W/C)通常比同條件下普通混凝土的水膠比略高，需通過試驗(yàn)確定最佳值。摻合料摻量常規(guī)外摻劑（如礦渣粉、粉煤灰）可提高后期強(qiáng)度和耐久性；高效減水劑可改善工作性。砂率根據(jù)再生骨料的類型和粒徑調(diào)整，避免因再生骨料填充效應(yīng)導(dǎo)致拌合物流動性變差。用水量可根據(jù)再生骨料的吸水率和所需的工作性適當(dāng)增加，但需注意水灰比控制。攪拌時(shí)間比普通混凝土延長10%-15%，確保再生骨料充分潤濕和均勻拌合。振搗方式采用高頻振動或有強(qiáng)力插振的振搗棒，確保內(nèi)部密實(shí)。養(yǎng)護(hù)制度應(yīng)特別注意早期養(yǎng)護(hù)，防止水分過快散失導(dǎo)致的開裂和強(qiáng)度降低。膠凝材料總量可能需要根據(jù)再生骨料的活性成分和強(qiáng)度要求適當(dāng)增加。（2）攪拌工藝控制再生混凝土的攪拌過程與普通混凝土基本一致，但應(yīng)針對其特殊組成進(jìn)行更精細(xì)的控制。攪拌機(jī)的選擇應(yīng)根據(jù)再生骨料的最大粒徑和產(chǎn)量要求確定。攪拌時(shí)應(yīng)確保以下關(guān)鍵因素得到有效控制，以制備性能穩(wěn)定、均勻的再生混凝土拌合物：投料順序：通常遵循“先投骨料，后投膠凝材料和外加劑，最后加水”的順序，或者根據(jù)外加劑的性質(zhì)和要求進(jìn)行調(diào)整。加入再生骨料前應(yīng)將攪拌筒充分潤濕，確保再生粗細(xì)骨料表面得到充分預(yù)濕。攪拌時(shí)間：攪拌時(shí)間應(yīng)保證再生骨料能夠被新拌混凝土充分包裹，并均勻分布?！颈怼拷o出了參考的攪拌時(shí)間調(diào)整建議。研究表明，再生混凝土的均勻攪拌時(shí)間比普通混凝土通常需要延長，以保證再生骨料（尤其是細(xì)骨料）與膠凝材料漿體之間充分的物理化學(xué)作用?？梢酝ㄟ^試驗(yàn)確定合適的攪拌時(shí)間TmixT其中Tbase是普通混凝土的攪拌時(shí)間，ΔTΔT其中Ag是再生骨料的總表觀面積，PT是攪拌筒的有效容積，攪拌質(zhì)量檢測：攪拌過程中應(yīng)定期檢測混凝土的均勻性，如顏色、泌水率、離析現(xiàn)象等。出機(jī)混凝土拌合物的性能應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。（3）成型方式選擇與振搗再生混凝土的成型方式主要有振動壓實(shí)和靜壓成型等，具體選擇取決于結(jié)構(gòu)形式、尺寸和再生骨料的特性。再生混凝土的振搗更應(yīng)注重密實(shí)性，因?yàn)槠浔旧淼目紫堵屎凸橇项w粒特性可能導(dǎo)致更容易出現(xiàn)內(nèi)部空隙或蜂窩麻面。模板準(zhǔn)備：模板應(yīng)平整、堅(jiān)固，接縫嚴(yán)密，以防止漏漿，并能提供足夠的側(cè)向約束防止過度的膨脹或變形。對于大體積再生混凝土，應(yīng)考慮模板的散熱效果。澆筑與振搗：應(yīng)分層澆筑，并采用合適的振搗設(shè)備進(jìn)行振搗。對于塑性再生混凝土，宜采用高頻振動臺或此處省略式振搗棒進(jìn)行振搗，振搗原則是“快插慢拔”，插點(diǎn)應(yīng)相互重疊，確保上下層結(jié)合良好，消除內(nèi)部空隙。對于干硬性再生混凝土，可能需要更高的振搗能量。振搗時(shí)間應(yīng)根據(jù)骨料最大粒徑、含水量和工作性通過試驗(yàn)確定，但通常需要比普通混凝土適當(dāng)延長。同時(shí)要避免過度振搗，以免引起離析、泌水或混凝土離層。采用振動壓實(shí)工藝時(shí)，應(yīng)控制振動頻率和壓實(shí)時(shí)間，確保再生混凝土密實(shí)，同時(shí)避免對模板造成過度沖擊或損壞。通常振動頻率在3000-5000Hz之間，壓實(shí)時(shí)間視具體情況進(jìn)行調(diào)整。（4）養(yǎng)護(hù)制度制定再生混凝土的養(yǎng)護(hù)對其最終的強(qiáng)度發(fā)展、水化程度、微結(jié)構(gòu)形成以及耐久性至關(guān)重要。由于再生骨料吸水率高，水泥水化相對緩慢，早期養(yǎng)護(hù)尤其需要重視。充足的濕養(yǎng)護(hù)能夠促進(jìn)再生骨料中殘留水分的釋放參與水化，并防止因水分過快蒸發(fā)導(dǎo)致的干燥收縮和強(qiáng)度降低。早期養(yǎng)護(hù)：再生混凝土澆筑后應(yīng)盡快開始養(yǎng)護(hù)，對于普通溫度下的硬化過程，建議至少連續(xù)養(yǎng)護(hù)7天，對于高摻量再生骨料或特殊性能要求的情況，養(yǎng)護(hù)期應(yīng)適當(dāng)延長。在早期養(yǎng)護(hù)階段（至少3-7天），應(yīng)采用覆蓋物（如濕麻袋、草簾、塑料薄膜等）保持混凝土表面持續(xù)潮濕。常用養(yǎng)護(hù)方法：可采用的養(yǎng)護(hù)方法包括：噴涂養(yǎng)護(hù)劑：適用于機(jī)械化養(yǎng)護(hù)，能快速形成封閉水膜。蓄水養(yǎng)護(hù)：適用于平面結(jié)構(gòu)，簡單有效，能長時(shí)間保持濕潤。覆蓋保濕：成本較低，適用于豎向結(jié)構(gòu)或彎矩較大部位。蒸汽養(yǎng)護(hù)：可加速早期強(qiáng)度發(fā)展，適用于預(yù)制構(gòu)件，但需嚴(yán)格控制升溫降溫速率和養(yǎng)護(hù)時(shí)間，避免產(chǎn)生溫度裂縫。強(qiáng)度發(fā)展特點(diǎn)：再生混凝土的早期強(qiáng)度增長速率普遍低于普通混凝土。在評估其強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)考慮到混凝土的實(shí)際水化和硬化條件，延長標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度測試齡期（如28天、56天甚至更長），以更真實(shí)地反映其長期性能?？梢愿鶕?jù)工程需要和試驗(yàn)結(jié)果，采用經(jīng)驗(yàn)公式或回歸模型來估算再生混凝土在不同齡期的強(qiáng)度發(fā)展情況。例如，再生混凝土28天齡期的抗壓強(qiáng)度frc,28可由普通混凝土強(qiáng)度ff其中R是體積替換率，m為強(qiáng)度折減系數(shù)，其值取決于再生骨料的品質(zhì)、級配、摻量以及混凝土配合比等因素，需要通過大量試驗(yàn)確定。養(yǎng)護(hù)溫度：養(yǎng)護(hù)期間保持適宜的溫度（一般不低于5°C）對水泥水化和強(qiáng)度發(fā)展是有利的。過低的溫度會顯著延緩水化進(jìn)程，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，則需加強(qiáng)保濕，防止水分過快散失。再生混凝土的成型與養(yǎng)護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要從配合比設(shè)計(jì)、攪拌工藝、成型方式直至養(yǎng)護(hù)制度的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精細(xì)控制和優(yōu)化。只有在整個(gè)施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范和要求，才能有效保證再生混凝土的施工質(zhì)量，充分發(fā)揮其資源化和可持續(xù)性的優(yōu)勢。4.廢棄建筑材料再生混凝土耐久性能研究（1）引言隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，建筑垃圾的產(chǎn)生量逐年攀升，其中廢棄建筑材料如磚瓦、混凝土等數(shù)量龐大。這些廢棄物若不加以處理，不僅占用了寶貴的土地資源，還造成了環(huán)境的污染。因此探索廢棄建筑材料的有效利用途徑顯得尤為重要，再生混凝土作為一種環(huán)保、可持續(xù)的建筑材料，其耐久性能的研究對于推動廢棄建筑材料的資源化利用具有重要意義。（2）廢棄建筑材料再生混凝土的制備再生混凝土的制備通常采用將廢棄建筑材料破碎、篩分后，作為粗骨料或細(xì)骨料加入到混凝土中。通過優(yōu)化配合比和此處省略適量的外加劑，可以顯著提高再生混凝土的耐久性能。研究表明，使用廢棄磚瓦作為骨料的再生混凝土，其抗壓強(qiáng)度可達(dá)到普通混凝土的80%以上，且具有良好的抗?jié)B、抗凍等性能。（3）廢棄建筑材料再生混凝土耐久性能的影響因素再生混凝土的耐久性能受多種因素影響，包括骨料的種類和級配、水泥的品種和用量、摻合料和外加劑的種類和用量、養(yǎng)護(hù)條件等。通過實(shí)驗(yàn)研究，本文發(fā)現(xiàn)：骨料種類和級配：使用粒徑較大、棱角較少的廢棄磚瓦作為骨料，有利于提高再生混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B性能。水泥品種和用量：采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，并適當(dāng)增加水泥用量，可以提高再生混凝土的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度。摻合料和外加劑：適量摻加粉煤灰、礦渣等摻合料，以及引氣劑、減水劑等外加劑，可以提高再生混凝土的抗凍性能和耐久性。養(yǎng)護(hù)條件：適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)條件和養(yǎng)護(hù)時(shí)間對于再生混凝土的耐久性能至關(guān)重要。在常溫條件下，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)不少于7d；在低溫條件下，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長。（4）廢棄建筑材料再生混凝土耐久性能的實(shí)驗(yàn)研究為了深入研究廢棄建筑材料再生混凝土的耐久性能，本文進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：抗壓強(qiáng)度：在廢棄建筑材料替代率為50%的情況下，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)到普通混凝土的85%左右，且隨著替代率的增加而逐漸降低。抗?jié)B性能：使用廢棄磚瓦作為骨料的再生混凝土，其抗?jié)B性能顯著優(yōu)于使用天然骨料的混凝土。當(dāng)廢棄建筑材料替代率為30%時(shí)，再生混凝土的抗?jié)B等級可達(dá)P10以上?？箖鲂阅埽涸诘蜏貤l件下，適量摻加粉煤灰、礦渣等摻合料，并此處省略引氣劑的再生混凝土，其抗凍性能顯著提高。經(jīng)過200次凍融循環(huán)后，再生混凝土的損傷量僅為5%左右。（5）結(jié)論與展望本文通過對廢棄建筑材料再生混凝土的制備和耐久性能的研究，得出以下結(jié)論：使用廢棄建筑材料作為骨料制備再生混凝土，不僅可以降低建筑垃圾對環(huán)境的影響，還可以節(jié)約資源、降低成本。通過優(yōu)化配合比和此處省略適量的外加劑，可以顯著提高再生混凝土的耐久性能。廢棄建筑材料再生混凝土的耐久性能受多種因素影響，包括骨料的種類和級配、水泥的品種和用量、摻合料和外加劑的種類和用量、養(yǎng)護(hù)條件等。展望未來，隨著新材料技術(shù)的不斷發(fā)展和環(huán)保意識的不斷提高，廢棄建筑材料再生混凝土的耐久性能研究將更加深入和廣泛。通過不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，有望實(shí)現(xiàn)廢棄建筑材料的資源化利用，為建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。