再生骨料混凝土多孔磚技術(shù)研究

徐 傳 軍

(連云港陽光海灣置業(yè)發(fā)展有限公司，江蘇 連云港 222001)

再生骨料混凝土多孔磚技術(shù)研究

徐 傳 軍

(連云港陽光海灣置業(yè)發(fā)展有限公司，江蘇 連云港 222001)

分析了國內(nèi)外再生骨料生產(chǎn)混凝土多孔磚技術(shù)研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，從建筑垃圾再生骨料分類及其評價方法、混凝土多孔磚配比設(shè)計、力學(xué)性能、防裂抗裂等方面提出了將來研究方向，為再生骨料生產(chǎn)混凝土多孔磚技術(shù)研究和應(yīng)用提供參考。

建筑垃圾，再生骨料混凝土，多孔磚

傳統(tǒng)的墻體材料采用粘土磚，而生產(chǎn)粘土磚要毀壞農(nóng)田，使我國人口多、耕地少的矛盾更加突出。因此，近年來，我國大力發(fā)展能有效替代粘土磚的墻體材料，如粉煤灰磚、輕質(zhì)混凝土砌塊、加氣混凝土砌塊及各類復(fù)合保溫砌塊等。但由于各種因素的制約，粘土磚(粘土空心磚)仍占較大比重。因此開發(fā)節(jié)土、節(jié)能、利廢的新型墻體材料任重而道遠。隨著建筑業(yè)及市政建設(shè)的發(fā)展，在舊建筑物拆除、道路重建及建筑施工過程中，都產(chǎn)生大量的建筑垃圾。據(jù)統(tǒng)計，目前我國每年僅拆除舊建筑物產(chǎn)生的建筑垃圾就超過4 000萬t。如此巨量并日益增長的建筑垃圾通常是被運往郊外堆放或者掩埋，這不僅占用和破壞大量土地，而且損害植被，導(dǎo)致嚴重的環(huán)境污染，已成為環(huán)境治理難點之一。

利用廢混凝土和廢磚為再生骨料生產(chǎn)混凝土多孔磚，作為替代粘土磚的承重墻體材料，則能減少土地資源的浪費和對環(huán)境的污染，是解決建筑垃圾回收和利用的重要途徑之一，對我國建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 國內(nèi)外研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

早在1977年，日本政府就制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》，并相繼在各地建立了以處理廢混凝土和廢磚為主的再生加工廠，生產(chǎn)再生骨料。日本廢混凝土再生利用率達到90%。自1982年起，美國在ASTMC-3382混凝土骨料標準中將破碎的水硬性水泥混凝土包含進了粗骨料中。美國軍隊工程師協(xié)會也在有關(guān)規(guī)范中鼓勵使用再生骨料。荷蘭在20世紀80年代制定了有關(guān)利用再生混凝土骨料制備混凝土的規(guī)范。德國于1998年提出“在混凝土中使用再生骨料的應(yīng)用指南”。法國在20世紀90年代開始利用廢混凝土和廢磚生產(chǎn)混凝土砌塊，其技術(shù)指標完全符合與磚石有關(guān)的NBNB21-001標準。

近年來，我國政府對建筑垃圾的循環(huán)再利用高度重視，政府制定的中長期發(fā)展戰(zhàn)略鼓勵建筑垃圾的開發(fā)利用。1997年建設(shè)部將“建筑廢渣綜合利用”列入科技成果重點推廣項目。2002年上海市科委設(shè)立重點項目，對廢混凝土的再生與高效利用關(guān)鍵技術(shù)開展了較為系統(tǒng)的研究。2007年，科技部將“建筑垃圾再生產(chǎn)品的研究開發(fā)”列入國家科技支撐計劃。但總體上來說，目前我國建筑垃圾回收再生利用量很少。墻體材料利用建筑垃圾只有部分用來生產(chǎn)燒結(jié)墻體材料較為成熟，而利用廢混凝土和廢磚來生產(chǎn)砌塊等墻體材料未形成市場氣候。目前建筑垃圾少部分用于路基填埋，而絕大部分建筑垃圾沒有作任何再生處理，往往直接填埋或野外拋棄。

近幾年來，國內(nèi)對利用建筑垃圾中廢混凝土生產(chǎn)再生混凝土的試驗研究較多，而利用廢混凝土和廢磚作為骨料制磚的研究較少。石家莊市墻體改革辦公室組織研制出了建筑垃圾實心磚，磚及磚砌體的強度指標達到普通磚國家規(guī)范標準。但該磚由于是實心磚，自重大，導(dǎo)熱系數(shù)偏高，收縮率較大，在設(shè)計和施工中必須采取適當技術(shù)措施。武漢理工大學(xué)利用建筑垃圾粉料、再生細骨料、電石渣、石灰為原料，引入改性劑，采用蒸壓養(yǎng)護工藝制備承重墻體磚，磚強度達到Mu15級，抗凍性和干燥收縮性滿足JC 239-2001粉煤灰磚要求。但由于加入改性劑，并采用蒸壓養(yǎng)護工藝，使得建筑垃圾制磚成本較高。青島理工大學(xué)利用粉煤灰、電石渣、天然骨料和建筑垃圾(碎磚瓦、混凝土、砂漿)并加入專用激發(fā)劑研制蒸壓磚，同樣由于激發(fā)劑用量大且價格較高，并且采用蒸壓養(yǎng)護，使得制磚成本較高。南京工業(yè)大學(xué)利用建筑垃圾、自制膠結(jié)料制備免燒免蒸磚，建筑垃圾利用率可高達80%，磚強度和抗凍性均符合GB 5101-2003燒結(jié)普通磚要求。但是該研究表明，磚的質(zhì)量與膠結(jié)料的摻量有關(guān)，自制膠結(jié)料成本高，在磚配方中占較大比重。河北省邯鄲市全有建材有限公司建成年生產(chǎn)能力達20萬m3的建筑垃圾處理生產(chǎn)線。主要生產(chǎn)路面磚、路沿磚、植草磚，但混凝土墻體磚和砌塊產(chǎn)量很少，而且均為非承重磚和砌塊。南通市興發(fā)建材有限公司利用建筑垃圾研發(fā)了多排孔輕質(zhì)砌塊，砌塊自重輕、保溫隔熱性能好。西安市墻體材料研究院以頁巖為添加劑，采用傳統(tǒng)燒結(jié)磚生產(chǎn)工藝、真空擠壓成型等方法，試制建筑垃圾燒結(jié)磚，但由于頁巖產(chǎn)地局限性，使得該項技術(shù)推廣應(yīng)用受到限制。

2 目前再生骨料混凝土多孔磚研究和應(yīng)用存在的問題

目前國內(nèi)建筑垃圾制磚技術(shù)尚不夠成熟，有許多問題值得進一步深入研究。如建筑垃圾再生骨料的性能與廢混凝土塊和廢磚塊的強度等級、使用時間、使用環(huán)境等有關(guān)，使得建筑垃圾再生骨料性能離散性很大，而目前建筑垃圾磚配合比設(shè)計中均未考慮這種離散性的影響。各地建筑垃圾(廢混凝土和廢磚)性能差異很大，少量的研究結(jié)果不具普通性，目前還未形成建筑垃圾制磚相關(guān)技術(shù)標準或規(guī)范。目前配合比設(shè)計研究主要考慮磚強度、抗凍性能要求，而對磚收縮性能、保溫隔熱性能考慮較少，甚至沒有考慮。目前研究中均未涉及建筑垃圾磚砌體性能及抗裂設(shè)計施工措施，而這些問題是建筑垃圾磚應(yīng)用中必須要研究和解決的。另外，由于未大量推廣應(yīng)用，該項技術(shù)的經(jīng)濟效益無法體現(xiàn)出來。我國建筑垃圾回收利用的立法還不夠完善，這些因素都制約了建筑垃圾制磚技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

3 再生骨料混凝土多孔磚研究展望

1)建筑垃圾再生骨料分類及其評價方法。

對建筑垃圾中廢混凝土和廢磚兩種組分進行隨機抽樣，取足夠數(shù)量樣本，對廢混凝土再生骨料、廢磚再生骨料及兩者混合再生骨料性能指標測定和統(tǒng)計，分別再生骨料性能指標的離散性，建立廢混凝土和廢磚的骨料品質(zhì)分類、評價方法及適用范圍。

2)再生骨料混凝土多孔磚的配合比及其優(yōu)化設(shè)計。

以普通混凝土配合比設(shè)計方法為基準，考慮再生骨料組分的不同，分別選擇廢混凝土、廢磚和兩者混合的三種骨料進行試驗。配合比設(shè)計采用多因素水平的正交試驗，變化因素為用水量、水灰比、砂率和粉煤灰摻量。通過試驗，研究影響再生磚強度的主要因素，依據(jù)正交試驗結(jié)果并進行優(yōu)化，提出再生骨料混凝土多孔磚配合比設(shè)計方法。

3)再生骨料混凝土多孔磚的物理力學(xué)性能。

通過試驗研究再生骨料混凝土多孔磚的力學(xué)性能。進行凍融循環(huán)試驗，研究再生骨料混凝土多孔磚的抗凍性能。通過試驗實測再生骨料混凝土多孔磚的收縮率，研究其早期收縮性能。實測再生骨料混凝土多孔磚的導(dǎo)熱系數(shù)等熱工參數(shù)。

4)再生骨料混凝土多孔磚砌體的力學(xué)性能。

設(shè)計再生骨料混凝土多孔磚砌體受壓和受剪砌體試件，試驗研究再生骨料混凝土多孔磚砌體的受壓和受剪破壞形態(tài)及抗壓抗剪強度。根據(jù)試驗結(jié)果，結(jié)合數(shù)值模擬分析，提出再生骨料混凝土多孔磚砌體的抗壓和抗剪強度設(shè)計方法。

5)再生骨料混凝土多孔磚砌體的防裂抗裂措施。

針對再生骨料混凝土多孔磚及磚砌體的力學(xué)特性，加強砌體抗裂薄弱部位，從控制伸縮縫間距、加強洞口部位整體性、構(gòu)造柱和圈梁設(shè)置等方面，提出砌體防裂抗裂設(shè)計措施。針對再生骨料混凝土多孔磚吸水率和干縮率不同于普通磚的特點，從施工浸水量、砂漿稠度控制、每日砌筑高度等方面，提出砌體防裂抗裂的施工技術(shù)措施。

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Research on recycled aggregate concrete perforated brick technique

XU Chuan-jun

(LianyungangSunshineBeachPropertyDevelopmentCo.,Ltd,Lianyungang222001,China)

The paper analyzes the research on recycled aggregate concrete perforated brick technique at home and abroad and its application, points out its following research from classification of recycled aggregate of architectural rubbish and its evaluation methods, proportion ratio design for concrete perforated brick, dynamic performance, and crack control, so as to provide some reference for the production of the recycled aggregate concrete perforated brick.

architectural rubbish, recycled aggregate concrete, perforated brick

2014-07-17

徐傳軍(1972- )，男，高級工程師

1009-6825(2014)27-0117-02

TU528

A