再生混凝土应用研究概述

一、引言

在城镇化快速推进与 "双碳" 目标深度实施的双重背景下，我国每年产生逾 2×10⁹ t 建筑固废，其中废混凝土占比最大，而天然砂石资源需求持续攀升，二者形成尖锐矛盾。再生混凝土通过对废混凝土进行破碎、筛分等加工，将其转化为再生骨料替代天然骨料，实现了建筑固废的资源化利用，使传统混凝土结构的生命周期从直链式转变为循环式。

对于工程造价专业而言，再生混凝土不仅是解决资源环境约束的关键路径，更蕴含着显著的经济与社会效益。本文结合材料性能、技术瓶颈与工程实践，系统分析再生混凝土的研究现状与应用价值，为其工程推广提供理论与数据支撑。

二、再生混凝土的材料特性与核心技术瓶颈

（一）再生混凝土的组成特性

再生混凝土的组成特性核心聚焦于再生骨料，其由废混凝土经破碎、筛分等工艺加工而成，按粒径可分为再生粗骨料（粒径 ⩾5mm ）与再生细骨料（粒径 <5mm） 二者性能直接决定再生混凝土的整体质量。与天然骨料相比，再生骨料表面普遍附 全剥离的旧水泥浆体，且内部因原混凝土服役过程中的应力作用存在较多孔隙与微裂缝，这使得再生骨料呈 现出吸水率高、表观密度低、压碎指标高的显著特征，例如部分研究中全再生粗骨料的吸水率可达 3.7% ，虽能满足 Ⅱ 类骨料标准要求，但仍远高于天然粗骨料 1.5% 左右的常规吸水率。

再生混凝土的力学性能与再生骨料取代率存在紧密关联，当再生粗骨料取代率为 100% 时，全再生混凝土的弹性模量较普通混凝土降低 7.8%14% 优化配合比 （如调整水胶比、掺加矿物掺合料），仍可使其满足一般建筑结构的力学要求 现特殊性，如当再生骨料取代率超过 50% 时，再生混凝土在高温作用后的 混凝土，这 现象与其内部孔隙对温度应力的缓冲作用密切相关。此外，再生细骨料 （如含泥量、杂质含量）也会影响混凝土的工作性与耐久性，含泥量过高易导致混凝土流动性下降，还可能增加内部微裂缝，降低抗渗、抗冻性能。

再生混凝土在 “荷载 - 环境” 耦合作用下的时变特性尚未明确，关键数据缺失导致工程应用存在安全顾虑。尽管实验室研究已建立基本力学模型，但实际工程中，再生混凝土结构的刚度会较普通混凝土降低约 8.59% ，且动力模态参数受温度、响应幅值等因素影响显著，这种复杂变化规律缺乏长期监测数据验证。

（二）再生混凝土问题

再生骨料的孔隙率和吸水率较高，导致再生混凝土抗渗性、抗冻性等耐久性能先天不足。在冻融循环中，分渗入孔隙引发体积膨胀，加速材料劣化；碳化作用则会降低混凝土碱度，影响钢筋保护效果。

再生混凝土的性能短板源于再生骨料的固有缺陷，形成 “孔隙 - 界面 - 介质渗透” 的链式劣化路径。再生骨料孔隙率比天然骨料高 20%～40% ，表面附着的旧水泥浆体存在大量微裂缝，导致其吸水率可达 3.7% （远超天然骨料 1.5% 的常规水平），氯离子扩散系数较普通混凝土增加 1.5 倍，碳化速度提高 30%～50% 。这种特性直接削弱界面过渡区（ITZ）的完整性，形成腐蚀介质渗透的贯通通道，使钢筋钝化膜提前失效 —— 在滨海等氯盐侵蚀环境下，再生混凝土结构服役寿命较设计值平均缩短 30% 以上。长期性能数据匮乏：再生混凝土在荷载 - 环境耦合作用下的性能演化规律尚不明确，尤其缺乏大跨承重构件的长期服役数据，导致工程应用存在顾虑。

三、再生混凝土工程实践

同济大学肖建庄教授团队构建了从材料到结构的成套设计方法，其成果已纳入 DB31/T 1128-2019、JGJ/T

443-2018 等多部标准，支撑了再生混凝土在建筑结构中的规模化应用。该团队开展的钢筋再生混凝土梁长期加载试验，揭示了构件受弯性能演化规律，为结构设计提供了关键参数。

中国工程院肖绪文院士团队在济南商河完成的 30m 跨度全再生混凝土简支梁工程原型试验，突破了现行规范限制。该梁截面尺寸 1.5m×0.4m ，设计强度 C35，经 4 年服役期监测，其裂缝平均宽度与普通混凝土梁基本一致，净碳排放降低 7.69% ，实证了全再生混凝土在承重结构中应用的可行性。

在耐久性工程实践中，通过掺加粉煤灰和引气剂，再生混凝土在 "碳化 - 冻融" 复合环境下的抗压强度较单一冻融环境提升 15% 以上；采用表面涂层防护技术，其抗氯离子渗透性能可提高 30%， 。

四、再生混凝土的工程经济与环境价值分析

（一）经济性评价

从造价构成看，再生骨料单价仅为天然骨料的 60%～70% ，但再生混凝土制备需增加骨料处理和配合比优化成本。综合测算表明，低取代率（ 30% 以下）再生混凝土单方造价较普通混凝土降低 5%～8% ；当取代率达到100% 时，虽材料成本略有上升，但结合固废处理费减免，全生命周期成本仍可降低 3%～5% 。

从工程效益看，再生混凝土的应用减少了天然骨料开采和固废填埋场地占用，降低了运输成本。以上海某保障房项目为例，采用 50% 取代率的再生混凝土，累计节约造价 280 万元，减少固废填埋量 1.2 万 m³。

（二）环境与社会效益

环境效益方面，全再生混凝土梁的净碳排放较普通混凝土降低 7.69% ，若全国建筑工程再生骨料取代率达到 50% ，每年可减少 CO₂排放约 1.2×10⁸ t，节约天然砂石资源 3×10⁹ t。社会效益上，再生混凝土产业可带动建筑固废处理、骨料加工等相关产业发展，创造就业岗位，推动建筑业向循环经济转型。

五、结论与展望

再生混凝土作为循环经济的重要载体，其技术体系已从材料研究迈向结构应用阶段。通过再生骨料强化、配合比优化和施工控制等技术手段，可有效改善其力学性能与耐久性；30m 大跨梁等工程实践则打破了规范限制，为规模化应用奠定了基础。

从工程造价视角，再生混凝土虽在高取代率场景下存在初期成本压力，但全生命周期的经济与环境效益显著。未来研究应聚焦三个方向： 是建立再生骨料品质快速检测方法，降低质量控制成本；二是开发适配再生混凝土的新型外加剂，进一步提升性能稳定性； 善基于全生命周期的造价评估体系，为工程决策提供依据。随着标准体系的迭代与技术创新，再生混凝土必将成为实现建筑业 "双碳" 目标的核心材料之一。

参考文献：

[1] 肖建庄.钢筋再生混凝土结构研究进展及其工程应用 [J]. 建筑结构学报，2020， 41 （12）： 1-12.

[2] 肖绪文.全再生混凝土大跨梁的变形性能与低碳评价 [J]. 中国工程科学，2025， 27 （3

[3] 李明.再生混凝土耐久性研究 [J]. 建筑材料学报，2024， 27 （6）： 891-898.

[4] 王浩.复杂环境条件下再生混凝土耐久性衰变规律及改善机理 [J]. 土木工程学报，2025， 58 （6）： 34-43.

[5] 中华人民共和国住房和城乡建设部. JGJ/T 443—2018 再生混凝土结构技术标准 [S]. 北京：中国建筑工业出版社，2018.

作者简介：李梦欣（2004-），女，陕西咸阳，学生，专业方向为工程造价。

学校：陕西国际商贸学院

基金项目：陕西省大学生创新创业训练计划项目支持，项目编号：S2024131230017 基于粉煤灰的再生混凝土基本力学性能测试