再生骨料混凝土在市政工程中的性能适应性研究

引言：

在城市建设快速推进的背景下，建筑废弃物产生量急剧增长，与此同时，传统混凝土生产对自然资源的过度开采，给生态环境带来了沉重压力，再生骨料混凝土作为实现建筑材料资源循环利用的关键新型材料，在缓解资源短缺、践行绿色低碳发展理念方面发挥着重要作用，市政工程对材料性能的要求具有多元性，既要保证材料具备足够的强度和耐久性以支撑工程长期稳定运行，又需兼顾经济性和环保性，实现资源的高效利用，深入探究再生骨料混凝土在市政工程领域的性能适应性，不仅能够拓展其应用范围，还能为城市可持续基础设施建设提供有力的技术保障，对推动市政工程行业的绿色转型与高质量发展具有重要的现实意义。

一、再生骨料混凝土的基本性能分析

1. 再生骨料物理力学特性

再生骨料由建筑拆除废料经破碎、筛分、除杂等工艺制备而成，其物理性能与天然骨料存在显著差异，粒径分布呈现多级混杂特征，导致混凝土拌合物工作性能下降；内部常裹挟残余砂浆、砖块碎屑等杂质，较高的含杂率不仅削弱骨料强度，还加剧了骨料 - 水泥浆体界面过渡区的薄弱化 [1]。

力学性能方面，再生骨料抗压强度普遍低于天然骨料，旧砂浆残留量越高，强度衰减越明显，高吸水率与表观孔隙率特性，干扰混凝土水灰比精准控制，致使早期强度降低，干缩开裂风险显著增加，对混凝土结构长期稳定性构成挑战。

2. 混凝土力学性能影响分析

再生骨料替代天然骨料后，混凝土抗压、抗折、抗拉性能均产生不同程度劣化，随着替代率上升，力学性能呈阶梯式下降，其根源在于骨料自身强度不足与界面黏结缺陷，研究数据表明，当替代率控制在 30% 以内时，混凝土抗压强度仍能满足市政工程基础结构设计要求。

相较于抗压性能，抗折与抗拉强度下降更为显著，直接影响结构抗裂性能，为确保工程结构安全与服役寿命，需结合具体工程需求精准选择替代率，并辅以多元增强技术。

3. 改性措施研究

为克服再生骨料性能短板，矿物掺合料增强技术被广泛应用，粉煤灰、硅灰、矿渣微粉等材料，既能提升水泥浆体密实度，又能通过火山灰反应强化界面过渡区结构，高性能减水剂的掺入可调节混凝土流动性，抵消高吸水率引发的水灰比波动问题。

表面处理技术同样成效显著，碳化剂、硅烷密封剂或聚合物乳液包覆处理，可封闭骨料表面孔隙，降低吸水性并增强界面黏结力，此外，通过精细化配合比设计，优化砂率与粉体用量，提升浆体包裹性，能够系统性改善再生骨料混凝土的强度与耐久性能，为其在市政工程中的广泛应用奠定技术基础。

二、再生骨料混凝土在市政工程中的适用性评价

1. 市政工程常见应用场景

再生骨料混凝土凭借其独特优势，在市政工程中应用场景日益丰富，尤其适用于对结构性能要求相对宽松但施工规模较大的工程部位，在城市道路建设领域，道路基层与垫层、人行道及非机动车道等部位，因承受荷载较小，采用中低强度等级的再生骨料混凝土既能满足工程需求，又可降低建设成本，地下管廊基础、绿化工程围挡以及小型构筑物基础等项目[2]，对材料耐久性和变形控制要求处于可控范围，同样是再生骨料混凝土的理想应用场景，此外，在临时道路修建、施工便道铺设以及城市旧道路翻修工程中，再生骨料混凝土以其突出的经济性和环境友好性。

2. 适应性指标对比分析

为直观展现再生骨料混凝土在市政工程中的性能表现，现将其与传统天然骨料混凝土的主要性能指标进行系统对比分析，如表1 所示：

通过对比分析可知，在合理控制替代率的前提下，尽管再生骨料混凝土存在部分性能短板，但多数性能指标仍处于市政工程可接受范围。

3. 典型工程案例解析

在江苏无锡某旧城区道路翻修工程中，施工方选用替代率为 30% 的再生骨料混凝土作为道路基层材料，工程实施过程顺利，经过三年的运营检验，道路未出现明显沉降与表面开裂现象，充分展现出良好的工程适应性与耐久性，据施工单位反馈，该再生骨料混凝土初始泵送性能欠佳，但经配合比优化调整后得到有效改善，工程综合成本降低约 12% 。

北京市通州区某雨水调蓄池项目中，再生骨料混凝土被应用于池底基础及侧墙回填部位，在实际应用中，该材料在耐水性和体积稳定性方面表现优异，未发生渗漏及结构开裂问题，验证了再生骨料混凝土在地下市政工程中的应用可行性，具备大规模推广应用的潜力，实践表明，只要遵循科学选材原则，严格执行施工标准。

三、性能适应性提升与工程推广建议

1. 适配性能提升路径

针对市政工程中不同应用场景，需依据结构受力特点与环境条件进行再生骨料混凝土配比优化设计，在轻荷载区域，如人行道、非机动车道等，可采用再生粗骨料替代率不超过 30% 的 C25 混凝土，并掺入 10% 以上矿粉或粉煤灰，以此增强界面粘结性能，延缓强度衰减；对于重载道路基层等关键部位，建议将替代率控制在 20% 以内，优先选用级配良好且经过表面处理的再生骨料，同时添加硅灰或纳米材料强化界面过渡区 [3]。

2. 施工与质量控制要点

再生骨料混凝土施工过程中，需着重保障搅拌均匀性，推荐使用强制式搅拌设备，并适当延长搅拌时长，确保骨料被水泥浆体充分包裹，在浇筑环节，要避免混凝土离析与泌水现象，针对高吸水率再生骨料，应提前进行预湿处理，并精准控制用水量，养护阶段，初期养护时间不得少于 7 天，以保证水泥充分水化，防止早期干缩裂缝产生，施工现场需按规范制作试块，进行 28 天标准强度检测，必要时开展抗渗、抗冻、干缩等专项性能试验，构建覆盖全过程的质量追溯体系。

3. 政策与推广建议

为加速再生骨料混凝土在市政工程领域的规模化应用，需加快完善相关技术标准与施工规范，明确不同场景下的性能指标与检测方法，政府层面可通过财政补贴、绿色建筑认证加分、规定公共工程再生建材最低使用比例等政策手段，引导市场优先选用再生骨料混凝土。

结语：

再生骨料混凝土作为推动资源循环利用的绿色建材，在市政工程中的广泛应用具有重要战略意义，通过改进骨料处理工艺、优化配合比设计，可显著提升其力学性能与耐久性能，满足市政基础设施建设需求，结合严格的施工质量管控与有力的政策支持，能够推动再生骨料混凝土从试点应用迈向大规模推广，未来，应持续加强技术标准体系建设，深化工程实践探索，实现资源高效利用与城市可持续发展的协同共进。

参考文献：

[1] 石雯 ， 张宁洁 ， 杜婷 . 双碳背景下市政工程拆除混凝土循环再生利用探讨 [J]. 建材世界 ，2023，44（04）：46-50.

[2] 王春晖 ， 肖建庄 . 再生细骨料混凝土材料性能与结构行为研究评述 [J].土木工程学报 ，2022，55（05）：37-53.DOI：10.15951/j.tmgcxb.2022.05.008.

[3] 葛序尧 ， 仲崇廷 ， 张海霞 ， 等 . 再生骨料混凝土预制构件在市政工程中的应用研究 [J]. 建筑结构 ，2022，52（S1）：1834-1838.DOI：10.19701/j.jzjg.22S1406.