關(guān)于建筑垃圾回收利用

　　迄今為止，為了降低使用混凝土對環(huán)境的影響，許多研究都集中在以工業(yè)副產(chǎn)品如粉煤灰，礦渣和硅粉來部分替代水泥上。

　　相比較而言，雖然骨料在混凝土中占有一半以上的成分，但現(xiàn)在美國很大程度上忽視了對天然骨料的保護(hù)利用。目前，用回收的舊混凝土制成的骨料，大部分用在非結(jié)構(gòu)性的工程里，如人行道，作為填料，水土控制工程和路基等，即使這些再生骨料質(zhì)量要明顯高于這些工程的要求。

　　不可否認(rèn)的是，如果建筑質(zhì)量要求高，在結(jié)構(gòu)性建筑中使用回收的混凝土做骨料是有附加成本的，但天然骨料需要開采、制作、運(yùn)輸，再生骨料在成本控制和持續(xù)性上要好很多。而現(xiàn)在我國（美國---編者注）基礎(chǔ)設(shè)施的老化速度正在加快，新混凝土的需求以及舊混凝土的供應(yīng)都會有顯著增長。

　　盡管使用回收的混凝土骨料建造新建筑有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，但目前美國只有少量的再生骨料被用于結(jié)構(gòu)性建筑。

　　阻礙再生骨料用量上漲的主要因素包括：不同來源的再生骨料具有不同性能與質(zhì)量；對再生骨料應(yīng)用的力學(xué)研究很有限；對使用再生骨料后的建筑結(jié)構(gòu)的長期表現(xiàn)的研究也很缺乏；而且在使用大量不同質(zhì)量級別的再生骨料建造鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑時，缺乏工藝和指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。

旨在解決這些問題，位于印第安納州的諾特丹大學(xué)（圣母大學(xué)）土木環(huán)境工程與地球科學(xué)系進(jìn)行了研究，利用實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析說明了再生混凝土骨料替代天然骨料，并應(yīng)用于鋼筋混凝土建筑中是可行的。

　　為了獲得使用再生骨料的混凝土的基本表現(xiàn)，研究人員主要研究了再生骨料性質(zhì)的整體變化特性，再生骨料替代天然骨料的方法，以及使用再生骨料對硬化混凝土性能的影響。

　　據(jù)觀察，再生混凝土骨料具有的較強(qiáng)的吸水性，并含有大量遺留下來的有害物質(zhì)如磚塊、木頭、瀝青、玻璃等。對使用了特定再生骨料的混凝土，這些特性可以作為預(yù)測其強(qiáng)度和剛度的指標(biāo)。一般情況下，因具有較強(qiáng)的吸水性及內(nèi)部有其他有害成分，再生骨料混凝土的強(qiáng)度和剛度會減小，但剛度的減小更為明顯。

　　如果再生骨料在吸水性和有害物含量上符合指定的標(biāo)準(zhǔn)，那么美國的特定回收站就能提供***可替代天然骨料的回收材料，以制造用于結(jié)構(gòu)建筑的新混凝土。

　　“再生骨料對混凝土剛度有較大影響，但在強(qiáng)度上，再生骨料混凝土能達(dá)到與天然骨料混凝土相近的程度。所以，影響再生骨料用量增加的限制因素是其對抗形變的能力---剛度。也就是再生骨料混凝土用在建筑結(jié)構(gòu)中時，在使用壽命之內(nèi)長時間承受負(fù)載的剛度表現(xiàn)。”設(shè)計(jì)師Adam Knaack與俄亥俄州辛辛那提的項(xiàng)目研究員Schaefer如是說。

　　為了研究再生骨料混凝土在長時間承壓中的剛度表現(xiàn)， 研究人員向18根鋼筋混凝土梁施加持續(xù)至少4個月的壓力。這18根鋼筋混凝土梁在壓力水平和鋼筋用量上完全一樣，**的不同是再生骨料在鋼筋混凝土梁中的用量。

　　“與我們猜想的一樣，增加再生骨料用量會顯著提高鋼筋混凝土的即時和長期形變量。”Knaack表示，“但我們能夠提出一種模型，它可以對這種短期和長期承壓的形變做出合理估算。”接下來，負(fù)載慢慢增加，這18根鋼筋混凝土梁在極限承壓中折斷。測試結(jié)果表明，現(xiàn)階段用于普通鋼筋混凝土的設(shè)計(jì)和分析方法同樣適用于再生骨料鋼筋混凝土。

　　這項(xiàng)研究的結(jié)果能夠幫助量化再生骨料混凝土在正常負(fù)載和承壓極限狀態(tài)下的機(jī)械和結(jié)構(gòu)特性。該研究的主要負(fù)責(zé)人，圣母大學(xué)土木工程專業(yè)教授Yahya Kurama表示：“這些結(jié)果可以讓工程師根據(jù)不同的再生骨料用量，設(shè)計(jì)再生骨料混凝土建筑，這樣能減少使用天然骨料，降低對環(huán)境造成的影響。”此項(xiàng)研究由美國國家科學(xué)基金會資助。