建筑垃圾再生骨料强化处理及混凝土适配性研究

摘要：建筑垃圾资源化利用是推动建筑行业绿色低碳发展的重要途径，再生骨料作为建筑垃圾高值化利用的重要产品，其性能直接影响再生混凝土质量和工程应用效果。由于再生骨料表面附着旧砂浆较多、吸水率较高、孔隙结构复杂，导致再生混凝土力学性能和耐久性能存在一定不足。通过强化处理技术改善再生骨料品质，优化其与混凝土体系的适配关系，能够有效提升再生混凝土综合性能。文章结合建筑垃圾再生骨料特点，分析强化处理方法及作用机理，探讨混凝土适配性影响因素与优化措施，为建筑垃圾资源化利用和绿色建材推广提供参考。

关键词： 建筑垃圾；再生骨料；强化处理；再生混凝土；适配性

引言

随着城市建设规模持续扩大，建筑垃圾产生量不断增长，传统填埋和堆放处理方式不仅占用土地资源，还容易造成环境污染。将建筑垃圾加工制备为再生骨料，并应用于混凝土生产，是实现资源循环利用的重要方向。受旧砂浆残留、内部裂缝及孔隙率较高等因素影响，再生骨料性能与天然骨料存在一定差异，对混凝土强度、耐久性及工作性能产生影响。近年来，强化处理技术不断发展，为改善再生骨料品质提供了新的技术路径。开展建筑垃圾再生骨料强化处理及混凝土适配性研究，对于提升再生建材应用水平、促进建筑行业绿色发展具有重要现实意义。

一、建筑垃圾再生骨料性能特点及强化处理需求

建筑垃圾主要来源于建筑拆除、工程改造及施工废弃物，其中废弃混凝土经过破碎、筛分及分级处理后可制备再生骨料。与天然骨料相比，再生骨料表面通常附着较多旧水泥砂浆，内部存在微裂缝和孔隙，使其密度较低、吸水率较高、压碎指标偏大，影响混凝土拌合性能和结构强度。旧砂浆层不仅降低骨料与新浆体之间的结合能力，还容易形成较大的界面过渡区，增加混凝土内部缺陷数量。当再生骨料吸水速度较快时，拌合过程中容易改变水胶比，影响混凝土流动性及后期强度发展。建筑垃圾来源复杂，不同工程形成的废弃混凝土强度等级、服役环境及损伤程度存在较大差异，也导致再生骨料品质波动明显。因此，提高再生骨料品质已成为扩大工程应用范围的重要前提，需要通过强化处理改善骨料表面结构，降低吸水率，提高力学性能，为制备高性能再生混凝土奠定基础。

二、建筑垃圾再生骨料强化处理技术分析

再生骨料强化处理主要围绕去除旧砂浆、填充孔隙、增强表面结构及改善界面性能等方面开展。机械强化处理利用滚筒磨耗、机械摩擦及冲击作用去除附着旧砂浆，可有效降低骨料吸水率，提高颗粒完整性，但处理过程容易造成部分骨料破损，需要合理控制处理强度。化学强化处理主要采用弱酸溶液、硅酸盐溶液及纳米材料浸渍等方式，对旧砂浆进行溶解或填充，提高骨料致密程度，改善界面结合能力。矿物掺合料强化技术利用粉煤灰、矿粉、硅灰等活性材料，通过二次水化作用填充微孔结构，提高再生骨料表面密实度，增强混凝土整体性能。纳米材料强化技术能够利用纳米二氧化硅等材料较大的比表面积和活性，提高水泥水化程度，优化界面过渡区微观结构。碳化强化技术利用二氧化碳与旧砂浆中的氢氧化钙发生反应，生成稳定碳酸钙，提高骨料强度和耐久性能，并具有一定固碳作用。针对不同品质再生骨料，应结合处理成本、工程需求及性能要求合理选择强化方案，提高处理效果和经济效益。

三、再生骨料强化处理机理及混凝土适配性分析

再生骨料强化处理的核心在于改善骨料微观结构，提高骨料与水泥浆体之间的界面结合能力。经过强化处理后，骨料表面残留旧砂浆明显减少，孔隙率降低，颗粒表面更加致密，有助于提高骨料强度和抗压性能。矿物活性材料能够通过火山灰反应生成更多水化硅酸钙凝胶，对骨料表面微裂缝进行填充，提高界面过渡区致密性，增强新旧浆体结合效果。纳米材料具有较高反应活性，可促进水泥水化产物均匀分布，优化混凝土内部微观结构，降低孔隙连通性，提高抗渗性能和耐久性能。碳化处理不仅能够提高骨料硬度，还可改善表面粗糙程度，增强骨料与浆体之间的机械咬合作用。再生骨料与混凝土体系之间的适配性不仅受到骨料品质影响，还与水胶比、胶凝材料组成、外加剂掺量、骨料替代率及养护条件密切相关。当替代率控制合理时，再生混凝土能够满足一般工业与民用建筑结构要求；随着强化处理效果不断提高，再生混凝土强度发展规律逐渐接近普通混凝土，耐久性能和体积稳定性也得到明显改善，为高品质资源化利用提供了技术支撑。合理优化颗粒级配还能改善骨料堆积密实度，减少混凝土内部空隙，提高浆体包裹均匀性，使骨料与胶凝材料形成更加稳定的结合界面。经过强化处理后的再生骨料吸水率明显下降，有利于稳定拌合用水需求，保证混凝土拌合物工作性能，进一步增强构件整体受力性能和长期服役可靠性。

四、提高再生混凝土适配性的优化措施

进一步提高再生混凝土综合性能，需要围绕材料优化、配合比设计及施工管理建立全过程控制体系。再生骨料进入生产环节前，应严格控制来源质量，加强建筑垃圾分类处理，减少砖块、木材、塑料及其他杂质混入，提高原料稳定性。依据骨料吸水率、压碎指标及颗粒级配合理调整混凝土配合比，控制单位用水量和外加剂掺量，提高混凝土工作性能。积极推广复合胶凝材料应用，充分利用粉煤灰、矿粉及硅灰等矿物掺合料改善浆体结构，提高混凝土密实性和耐久性能。加强界面增强技术研究，通过预湿处理、表面包覆及纳米改性等方式进一步改善骨料与浆体结合效果。生产过程中建立数字化质量管理体系，对原材料性能、生产参数及混凝土性能进行全过程监测，提高产品一致性。完善再生混凝土质量评价标准，加强长期服役性能研究，建立覆盖设计、生产、施工及运行全过程的质量控制机制，推动建筑垃圾再生材料更加广泛应用于装配式建筑、市政工程及绿色建筑建设，提高资源循环利用水平。还应加强施工现场质量管理，规范运输、浇筑、振捣及养护工艺，减少施工因素对再生混凝土性能产生的不利影响。结合不同工程类型建立针对性的配合比数据库，持续积累应用数据和工程经验，不断优化材料配制方案，提高再生混凝土适用范围，为建筑垃圾资源化利用和绿色建材产业发展提供更加稳定的技术保障。

五、结论

建筑垃圾再生骨料资源化利用是推动建筑行业绿色低碳发展的重要措施，也是实现建筑废弃物减量化、资源化和无害化处理的重要途径。由于再生骨料存在旧砂浆附着、孔隙率较高及吸水率较大的特点，需要采用机械强化、化学改性、矿物掺合料强化、纳米改性及碳化处理等多种技术改善材料性能，提高骨料品质和混凝土适配能力。未来，随着新型强化材料、智能制造技术、数字化质量控制及绿色低碳工艺不断发展，再生骨料处理技术将更加高效、经济和环保，再生混凝土性能将进一步提升，为建筑垃圾资源循环利用和建筑行业可持续发展提供更加坚实的技术保障。

参考文献

[1]刘海峰.新型ECC材料及其加固砌体墙的受力性能研究[D].长春工程学院,2024.1 

[2]]刘海峰.新型ECC材料及其加固砌体墙的受力性能研究[D].长春工程学院,2024. 

[3]赵玉.基于绩效的建筑垃圾资源化PPP项目激励机制研究[D].山东建筑大学,2024. 

[4]李鹤.碳达峰目标下大型建筑企业碳绩效研究[D].北京交通大学,2024.1