关于再生砖骨料的综述

石岩彪1，孙媛媛1，吕良骁1，张翔宇1，卢毅1

摘要：骨料在建筑行业中起着至关重要的作用，是各种建筑材料的关键成分。为了提高这些材料的性能和可持续性，研究人员已经开始致力于对骨料进行改性以满足特定的要求。本综述论文对骨料改性技术、其优势以及在建筑中的应用进行了全面的分析。研究强调了骨料改性在提高建筑材料的耐久性、强度和可操作性方面的重要性。此外，它还探讨了在骨料改性中使用的各种改性剂，包括聚合物、表面涂层和化学物质。论文最后总结了这一研究领域的挑战和未来展望。

关键词：建筑垃圾；改性骨料；再生方法；资源化利用；

1. 研究背景

随着我国城市化进程的快速推进，大量老旧 建筑被拆除或改建，产生的建筑拆除垃圾 (C&DW)种类繁多且数量巨大，加剧了环境污染。 将C&DW制作成再生骨料(RA)替代部分天然骨料 (NA)制备再生混凝土可以有效解决这些问题[1]。目前我国每年的建筑垃圾产生量高达18亿吨，资源化利用率不足5%，远远小于韩国的97%。除少量用于工程回填和再生利用外，大部分仍简单堆放处理。为推动建筑行业高质量发展，对于建筑垃圾的处理迫在眉睫，骨料的的改性可以更好地将建筑垃圾变废为宝，助力建筑业转型升级。因此对于骨料改性的课题是值得深入发展的问题，骨料改性问题的研究具有理论意义和现实意义，对于再生骨料改性的的研究是十分必要的。

2.研究意义

理论意义：

1）丰富再生骨料改性的研究内容，填补当前我国在建筑垃圾处理方面的不足。从以往的物理改性逐渐转向化学改性、生物改性；传统的破碎和研磨、尺寸减小技术处理已经不适用于高质量发展的建筑行业。

2）完善建筑废料的处理方法，在理论层面上丰富并完善了骨料改性领域的理论体系。填补化学处理包括表面涂层以及化学改性剂的充分反应的空白，开拓生物处理的领域的研究动力，夯实微生物处理、微生物聚合物涂层等处理方法的基础，筑牢再生骨料改性的大厦。

实践意义

1）指导建筑垃圾科学处理的实践活动，通过骨料改性课题的研究可以更可续更科学的处理利用好建筑垃圾，进一步完善建筑材料来源体系，让整体资源可持续利用，减少资源浪费，推动建筑行业健康、绿色、高质量前进。

2）促进再生骨料改性的发展，针对于当前建筑垃圾的处理中研究的骨料改性中利用率低、影响环境等问题，对于化学处理、生物处理等方法更科学、更绿色，能够有效改善使用传统的破碎和研磨方法是利用率低等问题，为正确、科学处理建筑垃圾工作提供具体方法指导，推动改性骨料领域的发展。

3.国内研究现状

国内关于骨料改性的研究仍有了进一步突破,许多学者对化学处理、生物处理进行了深入的研究,内容扩展到微生物领域。其中鲍玖文等[2]从纳米二氧化硅改性再生粗骨料混凝土性能的角度进行研究，通过研究得出了通过纳米二氧化硅改良骨料对多重界面结构方面有不同程度的提高。相对于魏建军等[3]只是简单物理方法的处理在抗压强度以及吸水率等方面有显著改善。

国内众多学者学者对于再生骨料改性进行了多方面的研究。在生物改性的界定方面,学者俞珂琼[4]和魏红俊[5]等人都对利用生物改性降低骨料的吸水率和提高骨料的强度进行了界定。对于的地聚物再生混凝土的合理性，郑永乾和肖彦君[6]在2023年从多个方面对于提高骨料的承载力进行了阐述。郑居焕[7]等人则是对砖骨料地聚物的区别与联系进行了阐述。他们分别从地聚物对混凝土和砖骨料的影响进行论述，对于进一步处理建筑废料有了进一步拓展。

在骨料改性方面主要有三种,其一是由破碎和研磨、尺寸减小技术、形状改变等方法的物理改性；其二是由表面涂层、化学处理等方法的化学改性；其三是由微生物处理、生物聚合物涂层等方法的生物改性。目前国内的骨料改性普遍主张采用物理改性。

从我国目前的发展来看,建筑垃圾的再利用发展缓慢,对于骨料改性理论研究也主要还是局限于污染环境的物理改性，,对于化学改性和生物改性题的研究较少，对于建立完整的骨料改性体系任重而道远。

4.总结

（1）成本效益：骨料改性可以提高建筑材料的性能和品质，增加强度、耐久性和抗裂性能，减少渗漏和损坏等问题。这可以延长建筑物的使用寿命，减少维修和更换的成本，提高建筑物的经济效益。还可以减少材料的使用量，提高生产效率，降低施工成本。掺加聚合物纤维可以减少混凝土中的钢筋用量，降低施工成本。还有利于减少材料的能耗和环境污染，提高资源利用效率，从长期来看也具有良好的经济效益。

（2）兼容性问题：在选择骨料改性材料时，需要考虑其与胶凝材料（如水泥、沥青等）的相容性。如果改性材料与胶凝材料发生反应或者不能有效地粘结在一起，可能会影响混凝土的性能。此外，不同的骨料改性材料可能会相互影响，导致性能不稳定或产生负面效果。因此，在骨料改性时需要进行充分的试验和评估，确保改性材料与骨料和胶凝材料的兼容性。

（3）环境影响：骨料改性可以减少材料的使用量和建筑物的维修频率，从而减少能源消耗和资源浪费，降低二氧化碳排放和环境污染。 此外，一些改性材料可以利用废弃物或再生材料，减少对自然资源的依赖。例如，使用回收纤维或再生骨料进行改性可以减少对原始材料的需求，降低环境影响。

（4）标准化和实施：骨料改性的标准化可以确保改性材料的质量和性能符合要求，统一行业标准，促进产业的发展和应用推广。在国际和国内都有相关的标准和规范，如欧洲标准（EN）、美国标准（ASTM）、中国标准（GB/T）等。这些标准对骨料改性的试验方法、性能要求、使用范围等进行了规定和指导。在实际应用中，骨料改性应遵循相关标准和规范，进行充分的试验和评估，确保改性材料的质量和性能符合要求，同时也需要与相关机构和专家进行沟通和交流，共同推动骨料改性的标准化实施。

参考文献

[1] CANTERO B, BRAVO M, BRITO J D, et al. Water transport and shrinkage in concrete made with ground recycled concrete-additioned  cement and mixed recycled aggregate [J]. Cement and Concrete Composites, 2021, 118: 103957. 

[2]鲍玖瑞，张洪锐，方晓龙，张  鹏，秦  玲，孙建伟。纳米二氧化硅改性再生粗骨料混凝土性能的研究进展 [J],硅盐酸学报，2023（8），第51卷第8期，2045-2053

[3]魏建军。建筑装修垃圾再生骨料的研究[J]，材料，2023，第15期，94-96

[4]俞珂琼，基于微生物矿化技术的再生粗骨料改性方法研究[J]，新型建筑材料，2023（08），94-116

[5]魏红俊，闫洪生，朱亚光，徐培蓁，王新波，崔永清。嗜碱芽孢杆菌H4对再生骨料性能的改性研究[J]，混凝土，2023，总第403期，65-71

[6]郑永乾，肖彦君，王存华。圆钢管地聚物再生砖骨料混凝土短柱轴压性能研究[J]，建筑钢结构进展，2023（09），第25卷第9期，1-11

[7]郑居焕，刘如月，颜桂云，王　迪，刘宪成 。砖骨料地聚物再生混凝土力学性能试验研究[J]，工业建筑，2022，第52卷第9期，234-240