【混凝土科技奖】基于再生骨料制备高性能混凝土关键技术开发

随着我国建筑行业的不断发展，2020年我国建筑废弃物的产量将达到20余亿吨。 利用废弃混凝土制备再生骨料，可形成混凝土从“生产—用—废弃—再生产—再使用”的循环产业发展模式，对于环境保护、资源节约、发展生态建筑具有重要意义。

相比于天然骨料，再生骨料原材料来源复杂多样，呈现出各种不同的材质、成分、密度、硬度等物理化学性质；简单粉碎、过滤的粗犷处理生产工艺，无法保证再生骨料质量的稳定性。同时，再生骨料具有界面为多孔结构、吸水率大和压碎值小等缺点，导致再生骨料混凝土强度和工作性的不足。此外，多孔结构的存在，会导致有害离子随外部水进入到混凝土内部，进而影响混凝土耐久性。

针对再生骨料上述问题，本项目开发出一种废弃混凝土制备再生集料生产体系，建立了对生产的再生集料的品质评价系统，设计完成标准化废弃混凝土制备再生骨料的生产工艺，开发出利用再生骨料制备高性能混凝土的设计技术，制备出施工性能、强度、耐久性能等各方面满足工程需要的高性能再生混凝土。

2.研究开发了基于再生骨料性能指标开发出高性能混凝土配制设计与制备技术，参照普通混凝土弹性模量计算公式，经试验结果推导出再生骨料高性能混凝土弹性模量计算公式： ，并拟合出高性能再生混凝土受压应力应变全曲线，并研制出100%再生骨料高性能混凝土，大流态（塌落度250mm、 扩展度640mm）、28d强度达 60.3Mpa高性能混凝土。

3.针对低品位、高微粉含量的再生骨料，运用高分子结构设计原理及自由基聚合理论，基于反聚电和空间位阻效应，研发水分抑制、粘度调节、保坍特性功能型专用外加剂，并形成一整套基于再生骨料的低粘度高强混凝土生产施工工法、提高了混凝土性能，为低品位再生骨料配制高性能混凝土提供关键技术支撑。

▲ 功能型专用外加剂应用效果

基于本项目研究成果制备的高品质再生混凝土具有良好的流动性，具备高工作性、高匀质性及高坍落度保持性能，已经成功在黄陂前川中环线项目、襄阳大厦施工项目、第七一九研究所藏龙岛新区公共租赁住房项目、塔子湖D地块首地·云梦台施工总承包工程中应用，形成混凝土从“生产-使用-废弃-再生产-再使用”的循环产业发展模式，对于环境保护、资源节约、低碳循环发展具有重要意义。