粗細(xì)集料都用再生骨料制備試塊的試驗(yàn)研究

王俊林， 劉園園， 丁亞峰

鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院（450000）

我國城鎮(zhèn)建設(shè)處于高速發(fā)展期,每年建成的房屋的建筑面積為16～20億平米,超過了所有發(fā)達(dá)國家年建成建筑面積的總和[1]。我國每年施工建設(shè)產(chǎn)生的建筑垃圾數(shù)量已占城市垃圾總量的30%～40%。然而，絕大部分建筑垃圾未經(jīng)任何處理，便被施工單位運(yùn)往郊外或鄉(xiāng)村，露天堆放或填埋，占用大量的耕地。同時，建筑垃圾清運(yùn)和堆放過程中的遺撒和粉塵、灰砂飛揚(yáng)，又造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著混凝土用量的增大和人們環(huán)境意識的提高,因開采砂石骨料而造成的資源枯竭和環(huán)境破壞問題,已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。相應(yīng)地，尋找砂石骨料的替代品,維護(hù)混凝土材料的可持續(xù)發(fā)展也已成為混凝土科學(xué)的熱點(diǎn)研究課題[2]。近年來，對建筑垃圾的研究主要是作為再生粗骨料全部或部分代替天然粗骨料，細(xì)集料仍然用砂子。本文的創(chuàng)新之處用0～5mm的再生骨料代替砂子做試驗(yàn)，處理建筑垃圾粉碎過程中產(chǎn)生的碎屑。

我國的建筑垃圾主要由廢棄混凝土和碎磚組成[3]。本文對這兩種建筑垃圾進(jìn)行試驗(yàn)研究,主要目的是通過試塊試驗(yàn)找到最優(yōu)水灰比和合理砂率,為再生骨料多孔磚的制作奠定基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)方案、試驗(yàn)材料及材料配比

1）試驗(yàn)方案

試驗(yàn)分兩種情況:

①碎磚做骨料:將房屋拆除時的廢磚敲碎,篩分:0～5 mm細(xì)集料代替砂子，5～10mm粗骨料代替天然骨料制作試塊。

②廢棄混凝土做骨料:將廢棄混凝土人工破碎，篩分:0～5mm細(xì)集料代替砂子，5～10mm粗骨料代替天然骨料制作試塊。

2）試驗(yàn)材料

碎磚:將房屋拆除時的粘土磚敲碎，篩分。

再生混凝土:將廢棄混凝土敲碎，篩分。廢棄混凝土平均強(qiáng)度在C20～C30，能代表絕大多數(shù)廢棄混凝土。

水泥:42.5普通硅酸鹽水泥。

減水劑:鄭州建科公司生產(chǎn)的JKH-I型高效減水劑。

3）材料配比

見表 2、表 3。

2 試塊制作、養(yǎng)護(hù)、試驗(yàn)方法

1）試塊的制作。

再生骨料拌合物采用人工攪拌，投料順序?yàn)?

①攪拌細(xì)集料和水泥至均勻、加入粗集料。

②繼續(xù)攪拌至混合均勻、加入水；攪拌3～5 min后測量坍落度、將拌合物注入鋼模。

③人工插搗密實(shí)后用刮刀插實(shí)周邊、抹平表面、靜置拆模[6]。

表1 集料的特征參數(shù)[4][5]

3 試驗(yàn)結(jié)果

表2 碎磚骨料配比方案(ρ＝2100 kg/m3)

表3 再生混凝土骨料配比方案(ρ＝2400 kg/m3)

圖2 水灰比與強(qiáng)度的關(guān)系

表4 碎磚骨料試驗(yàn)結(jié)果分析

4 結(jié)論及建議

1）再生骨料為碎磚:水灰比在0.4～0.5之間時，合理砂率在40附近，隨著水灰比的增大抗壓強(qiáng)度逐漸減小。

2）再生骨料為混凝土:合理砂率為40左右；強(qiáng)度隨著水灰比減小而增大，但水灰比減小至0.4時強(qiáng)度開始變小。

3）再生細(xì)骨料里夾雜大量的水泥漿、碎屑、泥土:當(dāng)再生粗骨料棱角較多且表面粗糙,含有大量未曾脫落且孔隙率較大的水泥砂漿時，再生粗骨料的吸水率提高了。因此普通混凝土配合比設(shè)計方法不適用于再生混凝土，在相同配比下，附加水的添加是必要的，附加水的計算方法參考文獻(xiàn)[7]。

4）再生骨料的表觀密度、體積密度均較天然骨料低，空隙率、吸水率較天然骨料高，尤其是吸水率偏高。在相同配比下，生產(chǎn)流態(tài)混凝土?xí)蛊涑杀敬蟠筇岣?，因而不宜拌制大流動性混凝土。我們可以用來拌制干硬性混凝土，如生產(chǎn)多孔磚。

5）所作的實(shí)驗(yàn)都是人工搗實(shí)，存在搗實(shí)不均勻或力度不足,導(dǎo)致碎磚試塊密度僅為ρ＝1900 kg/m3，混凝土試塊密度為ρ＝2100 kg/m3，密度小強(qiáng)度也會隨之減小,因此預(yù)期工業(yè)生產(chǎn)多孔磚的抗壓強(qiáng)度等級應(yīng)高于試塊強(qiáng)度等級。

表5 廢棄混凝土骨料試驗(yàn)結(jié)果

[1]趙波,徐慶瑞.21世紀(jì)中國要為能源而戰(zhàn)[J].遼寧經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計,2004(12):11-13

[2]胡玉珊,邢振賢.粉煤灰摻入方式對再生棍凝土強(qiáng)度的影響[J].新型建筑材料,2003(5):26-27

[3]楊薇薇.再生混凝土多孔磚的配合比及其物理力學(xué)性能的研究[D].中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫,2007:2;29

[4]郝彤,劉立新,楊廣寧.再生骨料混凝土多孔磚的配合比和基本性能試驗(yàn)研究[J].磚瓦,2007(6):8-10

[5]曾路春.廢混凝土作粗集料、廢磚作細(xì)集料制備再生混凝土的實(shí)驗(yàn)研究[J].新型墻材,2006(8):35-36

[6]李佳彬,肖建莊,孫振平.再生粗集料特性及其對再生混凝土性能的影響[J].粉煤灰.2005(5):14-17

[7]張學(xué)兵,鄧壽昌.再生混凝土單位體積用水量的實(shí)驗(yàn)研究[J].混凝土,2004(10):38-40