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目前，在既有建筑物拆除中，每年要产生数以百万立方米计的建筑垃圾，其运输清理需要大量的资金与劳力；而运至郊外掩埋，又要占用大量的良田；骨料的开采不仅消耗十分有限的资源，而且破坏生态平衡。因此，废旧混凝土的回收利用，是节约能源与资源，保护人类生存环境，走可持续发展道路的重要课题，应引起从事材料科学研究的科技人员高度重视。
废弃混凝土通常是作为新拌混凝土的骨料来加以回收利用的。混凝土科学中所谓的骨料是指由天然的大块岩石或卵石经破碎形成的粒径为5～40mm的颗粒。由废弃混凝土制成的骨料与天然骨料具有完全不同的性质。骨料通常占混凝土总重量或总体积的75%，是混凝土的重要组成部分。仅将废弃混凝土的回收利用当做降低混凝土制造成本的填充材料的观点是不科学的。因为骨料不仅构成了混凝土的骨架，而且在很大程度上决定着混凝土拌合物的工作性、硬化混凝土的力学性能和混凝土构筑物的耐久性能。但是国内在这方面所开展的研究既不系统也不深入。本文仅从混凝土骨料对混凝土性能的影响的角度探讨由废弃混凝土制成的骨料对新拌混凝土性能所产生的潜在影响。为叙述方便，以下将传统意义上的骨料简称为“天然骨料”，将由废弃混凝土经破碎加工回收利用而获得的骨料称作“再生骨料”；而将由再生骨料代替天然骨料配制的混凝土称作“新拌混凝土”。
既然再生骨料是作为混凝土的骨料应用的，那么毫无疑问，再生骨料的各项性能指标也应该符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-92）的规定。
1再生骨料的强度
由拆除既有混凝土构筑物经破碎加工而获得的混凝土碎块的成分十分复杂，再生骨料中不仅含有设计强度等级高低不同的混凝土成分，而且含有许多低密度的建筑材料，如粘土砖、硬化石膏的碎块，甚至还含有用于混凝土表面的找平砂浆、用于找平砂浆表面的油漆或各种装饰涂料和其他有机物。混凝土结构的表面在自然界中已经发生了碳化，或者由于经过了其他腐蚀性气体的侵蚀后已经变得酥松。另外，在十多年前施工的混凝土结构中，混凝土的最低设计强度等级相当于C7.5～C10。也就是说，再生骨料的强度可能还不足10MPa。
岩石的抗压强度值是是评价混凝土骨料质量的一个重要指标。其测定方法与普通混凝土抗压强度值的测定方法相似。因而可以近似地认为，这些既有混凝土构筑物在浇筑时的试件抗压强度就是“岩石”的抗压强度值。根据上述标准的规定，“岩石的抗压强度与混凝土强度等级之比，不应该小于1.5，且火成岩不宜低于80MPa，变质岩不宜低于60MPa，水成岩不宜低于30MPa”。即用于混凝土的骨料的最低强度不宜低于30MPa。而对于高强混凝土，这个比值不应该小于2.0。
有研究表明，采用低强度岩石作为粗细骨料制造的具有相同的配合比与相同的养护条件的混凝土的抗压强度，明显低于采用高强度岩石制造的同样的混凝土的抗压强度。当水灰比较小时，骨料的强度对混凝土的强度的影响要比水灰比较高时的影响显著得多。也就是说，只有应用较高强度的骨料，才能配制出较高强度的混凝土。显然，即使仅从岩石的抗压强度指标来分析，利用再生骨料配制的混凝土，其设计强度等级也不宜高于C20。
2软弱颗粒
在混凝土科学中，软弱颗粒有其特定的含义。但是相对于较高强度等级的新拌混凝土来说，再生骨料中所含的较低强度的水泥砂浆也可以当作软弱颗粒来对待，即使这些软弱颗粒曾经依附在较高强度的骨料上，然后又被新拌混凝土中较高强度等级的水泥砂浆所包围。前已述及，再生骨料中实际上含有各种强度的混凝土的碎块，这些碎块是由天然骨料和水泥砂浆组成的。一般情况下，天然骨料可以配制各种设计强度等级的混凝土，而当再生骨料的设计强度等级较低时，其中的水泥砂浆的强度也必然较低。例如，再生骨料中含有若干设计强度等级为C10的混凝土碎块，那么这些碎块中已含有约40%的强度等级仅为C10的水泥砂浆（假定混凝土的砂率为40%）。使用这样的再生骨料来配制C20或者C30的混凝土其后果可想而知。吴贤国等人的研究证明，与天然骨料混凝土相比，同一水灰比的再生骨料混凝土的28d抗压强度约低15%，抗拉强度约低20%，弹性模量约低25%。其他人员的研究结果与这一结论十分接近。
3再生骨料的吸水率与含水率
低强度混凝土的密度也较低，因此再生骨料的含水率与吸水率普遍高于天然骨料。从既有建筑拆除现场取得的再生骨料与天然骨料采集场的操作环境截然不同，经破碎后获得的再生骨料，除非进行水洗处理，否则因含有较多的泥土与泥块，也会增加其含水率与吸水率。混凝土科学中所说的“泥”，不仅指普通意义的泥土，也包含骨料中其他粒径小于0.080mm的颗粒。而“泥块”则指骨料中粒径大于5mm，经水洗或手捏后变成小于2.5mm的颗粒。天然骨料中所含的泥则主要是非粘土质的石粉。两者在混凝土硬化中所起的作用是完全不同的：石粉仅增加混凝土的需水量，粘土不仅增加混凝土的需水量，而且会降低混凝土的强度，增加混凝土的干燥收缩率。有时甚至还在混凝土构筑物中留下较大的孔洞。由于再生骨料的上述特点，当用其配制混凝土时，搅拌用水要比采用天然骨料时多5%左右，相应也要多用水泥5%左右。混凝土拌合物的坍落度损失也较大。
4再生骨料中的片状颗粒
再生骨料的质量是不均匀的，这种不均匀与混凝土的水灰比有关。当混凝土的水灰比较大时，由于振捣而使混凝土中的水分析出，同时水泥沉降并随之收缩于粗骨料的底部而出现薄弱的区域。这个区域的水泥浆的体积浓度与混凝土最后硬化时所产生的水化新生成物的体积含量均较低，同时混凝土因坍落度太大而分层从而在骨料上部形成空隙而产生薄弱的受力区域。而当混凝土构筑物的一次浇筑的高度方向上的尺寸较大时，粗骨料由于自身的重力而往往先于砂浆到达结构的底部。所有这些原因都可能造成硬化后的混凝土的强度与密度的不均匀性。因为硬化混凝土中已经存在了这些薄弱的受力区域，所以再生骨料在加工的过程中，容易形成较多的片状颗粒。
5再生骨料的弹性模量
骨料的弹性模量与其孔隙率有关，致密的材料明显地具有较高的弹性模量，混凝土中弹性模量较高的材料用得越多，混凝土的弹性模量也越高。当骨料的弹性模量较低时，混凝土的收缩与徐变也越大。
作为混凝土来说，再生骨料中已经含有一个合理的砂率。而当再生骨料被作为骨料用于新拌混凝土时，为使新拌混凝土具有所需的施工和易性，在设计混凝土配合比时，仍然会为其设计一个砂率。其结果是，新拌混凝土中的砂浆量大大提高。最终导致新拌混凝土的强度下降，收缩率升高。
已经有多篇文献报道，用再生骨料配制的混凝土的收缩率明显高于采用天然骨料配制的混凝土的收缩率。收缩率的大小与形成再生骨料的混凝土的性能有关。例如，混凝土的砂率较大，砂子较细，水泥含量较高，用水量较多，或者混凝土的设计强度等级较低等，均可能导致硬化混凝土的收缩率较大。用这种混凝土加工制成的再生骨料配制的新拌混凝土，必然具有更大的体积收缩率。
收缩率高是混凝土致命的缺陷，因为收缩率高的结果是使混凝土结构裂缝较大且内外贯通，环境中的水以及其他有害腐蚀性介质很容易通过这些裂缝渗入混凝土内。混凝土的防水性能与抗冻融性能也较差。
6结论与建议
（1）根据以上分析，再生骨料不宜用于一般工业厂房与民用建筑和构筑物中制作普通混凝土，因其大部分性能指标都不符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-92）中对混凝土骨料的要求。一般情况下，再生骨料可以用于地基加固、低等级道路和城市人行道的级配垫层、预制混凝土空心砌块等部位。当用再生骨料配制非承重结构的低强度混凝土时，混凝土的设计强度等级不宜高于C20。若需配制较高强度等级的混凝土，则应该通过试验以证明其不会影响新拌混凝土的质量。
（2）随着人类对自然资源的珍惜与对环境保护的重视，废弃混凝土的回收利用必将成为一个发展方向。应设立专项资金资助再生骨料的研究。要鼓励创新，避免低层次的重复试验。由于再生骨料与天然骨料具有完全不同的性质，目前人们对再生骨料在新拌混凝土中的作用机理知之甚少（例如新鲜砂浆对再生骨料中的陈旧砂浆表面的作用机理、硬化混凝土的收缩与控制收缩的措施、应用再生骨料的中高强度混凝土配制技术等），应该通过系统的研究，直至制定应用规范，使废弃混凝土应用成为一套成熟的技术。
（3）加强立法，利用经济杠杆的调节作用制定再生骨料推广应用的强制性措施。发达国家普遍采用立法形式以保障对废弃混凝土的再生利用，国际上已经召开了三次有关废弃混凝土再生利用的专题会议。欧洲一些国家在再生骨料的应用方面开展的研究较早，并制定了相应的“应用指南”，也修筑了一些工程。他们的成功经验可以借鉴。政府在政策上要对再生骨料的回收利用给以扶持，把再生骨料的回收利用作为一个新的行业和新的应用技术。
（4）要开展对废弃混凝土破碎机械与破碎技术的研究。建议全国中等以上城市建立再生骨料生产厂和利用再生骨料的混凝土搅拌站或预制品加工厂，以充分利用废弃混凝土。
参考文献
1徐浩.混凝土工程施工新技术.北京：中国环境科学出版社，1996
2吴贤国，李惠强，郭劲松.垃圾废料作为建筑材料的综合回收利用途径.建筑技术，2000（5）
