淺談廢舊混凝土在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用

■羅火通 ■龍巖古蛟混凝土有限公司，福建 龍巖 364000

1 前言

筆者在施工企業(yè)和混凝土公司從業(yè)二十余年，親眼目睹城市建設(shè)的飛速發(fā)展以及所帶來的二次污染和浪費(fèi)。筆者所在的城市為三線城市，這幾年，城市建設(shè)、拆遷征地遺留下來的廢舊混凝土幾乎沒有有效利用。要么直接傾倒河道內(nèi)，要你運(yùn)棄山谷里，真所謂稱得上的利用無非就是作為基礎(chǔ)回填料。真是可嘆又可惜。

資料表明，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的加速，建筑業(yè)在全國(guó)范圍內(nèi)不斷蓬勃發(fā)展。無論是舊建筑物的拆除還是新建筑物的落成，都會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾。我國(guó)現(xiàn)在每年產(chǎn)生的建筑垃圾總量約為4000 萬噸，則由此產(chǎn)生的廢舊混凝土的總噸位約為1300 萬噸。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)的發(fā)展，廢舊混凝土的數(shù)量還在增多。傳統(tǒng)的建筑垃圾處理方式主要是運(yùn)往郊外填埋，這樣不僅要花費(fèi)大量的運(yùn)輸費(fèi)用，占用大量的可耕地，還會(huì)造成城市郊區(qū)的環(huán)境破壞。一方面，大量可以回收再利用的廢舊混凝土被白白浪費(fèi)。另一方面，生產(chǎn)新混凝土所需大量的天然石骨料，必然要大量開山取石，造成環(huán)境的再度污染。為了解決這些問題，我們必須改變傳統(tǒng)的混凝土生產(chǎn)方式，讓其走上可持續(xù)發(fā)展的道路。我們可以將大量的廢舊混凝土經(jīng)過破碎、篩分，最終成為“再生骨料”，以取代新混凝土中天然石。這些做法在歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家以及我們的鄰國(guó)日本早在六、七十年代就已經(jīng)成熟利用。

我國(guó)近幾年已經(jīng)意識(shí)到資源枯竭所帶來的嚴(yán)峻后果，陸續(xù)出臺(tái)一些禁止在河道、山體無序開采河砂和碎石的強(qiáng)制性措施，大力推廣生產(chǎn)和使用一些新型骨料，當(dāng)然包括廢舊混凝土的再生利用。住建部在2009 年頒布了《建筑垃圾處理技術(shù)規(guī)范》(CJJl34—2009)。規(guī)范6.0.5條中明確規(guī)定廢舊建筑混凝土生產(chǎn)混凝土用再生骨料應(yīng)符合下列要求:(1)建筑垃圾中的廢舊建筑混凝土可用于生產(chǎn)再生骨料，主要產(chǎn)品應(yīng)包括混凝土用再生細(xì)骨料和混凝土用再生粗骨料;(2)廢舊建筑混凝土生產(chǎn)再生混凝土骨料的工藝可包括破碎、分選、清洗等環(huán)節(jié);(3)再生混凝土骨料質(zhì)量宜符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ52 的有關(guān)規(guī)定。

2 試驗(yàn)過程

本人所在的混凝土公司是一家集水泥、粉煤灰、礦粉、碎石、機(jī)制砂等混凝土生產(chǎn)原材料加工和預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)。公司在立窯水泥廠的基礎(chǔ)上成功轉(zhuǎn)型。本人通過配制強(qiáng)度等級(jí)為C25 的混凝土，找尋出在混凝土中加入不同比例的廢舊混凝土再生骨料對(duì)混凝土28 天抗壓強(qiáng)度的影響，使加入再生骨料后的混凝土抗壓性能滿足C25 混凝土的要求，和易性滿足施工要求。

2.1 試驗(yàn)原材料

廢舊混凝土:采用本公司試驗(yàn)室破型后的廢棄混凝土塊，原試件強(qiáng)度等級(jí)為C15～C50，將其經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎后，經(jīng)過圓錐破，機(jī)制砂生產(chǎn)系統(tǒng)，再經(jīng)5mm 篩網(wǎng)篩分后測(cè)得其粒徑在5～20mm，為連續(xù)級(jí)配，級(jí)配良好。而粒徑＜5mm 的細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)為2.8，連續(xù)級(jí)配，屬于Ⅱ區(qū)中砂。

水泥:采用福建省春馳水泥集團(tuán)新豐廠生產(chǎn)的春馳牌普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)為42.5.

粗骨料:龍巖市馬坑天玉石場(chǎng)出產(chǎn)的天然石。

細(xì)骨料:采用福建省漳州市的河砂。

表1 為粗骨料、細(xì)骨料、廢舊混凝土生產(chǎn)出的碎石和機(jī)制砂具體性質(zhì)。

表2 為混凝土配合比設(shè)計(jì)以及拌合物的性能

表3 為各編號(hào)混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d 后的力學(xué)性能

2.2 試驗(yàn)方法

普通混凝土及再生混凝土的適配設(shè)計(jì)表觀密度為2370kg/m3。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》規(guī)定，機(jī)械拌合配合比為:(C:F:S:G:W=1:0.176:2.689:3.713:0.623)。將混凝土拌合物制成100mm×100mm×100mm 的立方體試件。編號(hào)為Q0 的試件為基準(zhǔn)試件，編號(hào)為Q10、Q20、Q30、Q40、Q50 試件表示廢舊混凝土以不同比例取代碎石后制成的混凝土試件，10、20、30、40、50 為取代率。每組編號(hào)所做試件數(shù)量為3 個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 天。所有試件采用《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行測(cè)試。

2.3 結(jié)果分析

2.3.1 對(duì)混凝土坍落度及表觀密度的影響

混凝土配合比設(shè)計(jì)以及拌合物的性能如表2 所示。從表2 可以看出，隨著廢舊混凝土取代混凝土中骨料的比例增大混凝土的坍落度值隨之減小。原因是廢舊混凝土和骨料相比具有孔隙率大、吸水率高、表面粗糙、外表面積大等特性，造成混凝土坍落度的損失。另外混凝土的表觀密度為呈下降趨勢(shì)，原因是廢舊混凝土自身的表觀密度比較低，這有益于減輕混凝土自身的質(zhì)量，提高混凝土建筑的抗震性能。

2.3.2 對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

按不同比率的廢舊混凝土加入到混凝土中對(duì)混凝土的力學(xué)性能的影響見表3 所示。

從表3 可以看出當(dāng)廢舊混凝土在混凝土中的取代比例控制在0～40%的范圍內(nèi)時(shí)，廢舊混凝土對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度影響不大，在加入20%的廢舊混凝土?xí)r混凝土28d 的抗壓強(qiáng)度還會(huì)有一定幅度的提升。原因是廢舊混凝土的吸水率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碎石，加入混凝土之中的拌合水中相當(dāng)一部分被建筑垃圾吸收，客觀上降低了混凝土的水膠比，可以在很大程度上彌補(bǔ)因?yàn)榧尤霃U舊混凝土所照成的抗壓強(qiáng)度的損失。另外也由于廢舊混凝土顆粒菱角多，表面粗糙，增大了摩擦力，使破壞時(shí)速度減緩，從而也提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度。但是當(dāng)廢舊混凝土的取代比例超過40%后，骨料性質(zhì)對(duì)于混凝土抗壓性能的影響)已經(jīng)超過了水膠比降低所照成的影響，所以造成了混凝土抗壓強(qiáng)度的顯著降低。

3 試驗(yàn)結(jié)論

(1)在C25 混凝土中使用廢舊混凝土取代部分骨料時(shí)，取代比例不得超過40%，其混凝土28d 抗壓強(qiáng)度符合混凝土強(qiáng)度要求。

(2)混凝土中加入廢舊混凝土后拌合物的和易性變得比較差，可以通過加入減水劑來改善其和易性，并可提升再生混凝土28d 的抗壓強(qiáng)度，并顯著降低混凝土原材料成本。

4 結(jié)束語

公司在混凝土強(qiáng)度等級(jí)≤C25 的預(yù)拌混凝土生產(chǎn)中，骨料中摻入40%的廢棄混凝土，預(yù)拌混凝土性能均能滿足設(shè)計(jì)和施工要求。但苦于廢棄混凝土的來源只能局限于幾家檢測(cè)單位的廢棄試件。令筆者欣喜的是就在廢棄混凝土的利用沒多久，筆者所在的城市已經(jīng)建設(shè)好建筑垃圾專用場(chǎng)，并且出臺(tái)建筑垃圾再生利用的利好政策?，F(xiàn)在公司再也不愁找不到“寶”了。

［1］陳位祥.《廢舊水泥混凝土再生利用技術(shù)的研究》.2010.11.01.

［2］《建筑垃圾處理技術(shù)規(guī)范》.CJJl34—2009.

［3］《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》.JGJ52 -2006.

［4］《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》.JGJ55 -2011.

［5］《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》.GB/T50107 -2010.

［6］《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》.GB/T50081 -2002.