磚含量對再生混凝土的性能影響研究

■李群山，趙 超 ■.許昌市政府投資項目代建制管理辦公室，河南 許昌 46000;.許昌學院，河南 許昌 46000

既有建筑物的拆遷與改造產(chǎn)生出大量的碎磚、混凝土等廢棄物，造成了生態(tài)環(huán)境的嚴重污染。有效地回收和利用建筑廢棄碎磚石、混凝土等廢棄物作為新拌混凝土的原材料，不僅可節(jié)約資源、實現(xiàn)資源的再利用，還可保護生態(tài)環(huán)境，具有重要意義。

再生骨料因材料來源及制造過程不同，其所得的骨料基本性質(zhì)也不同，相對的再生混凝土的制造方法也有異于普通混凝土。再生骨料的主要成分為碎混凝土和碎磚。上海大學石建光［1］的研究表明，再生粗骨料中碎磚成份會降低再生混凝土的強抗壓強度和抗拉強度;但南京林業(yè)大學余倩［2］的研究表明，通過配合比的設計、減水劑和摻合料的合理使用，以碎磚做為粗骨料依舊可以得到強度在C40 左右的再生混凝土。

本文則進一步根據(jù)不同再生磚含量的含磚類再生骨料制備的再生混凝土，回歸建立出含磚類再生骨料對再生混凝土力學性質(zhì)的影響。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗再生骨料取自許昌衙前街拆遷區(qū)不同處的建筑廢棄物。拆除后的建筑廢棄物包括有廢棄混凝土塊、鋼筋、碎磁磚、碎紅磚、木頭、塑料、紙類等所組成。其中鋼筋、塑料、木板及較輕的雜質(zhì)分別以磁力及風力析出。依其處理程序為:使用德國維特根生產(chǎn)的MOBIREX MR 110 EVO 大型建筑垃圾破碎設備，先將建筑廢棄物置入機械入口，先經(jīng)孔徑約15 公分的水平搖篩機加以初步過篩，將較大的木板、雜質(zhì)篩除，再經(jīng)滾式搖篩機經(jīng)水平、垂直震動將較細的骨料及黏土篩離，然后經(jīng)輸送帶將骨料帶往磁選機及風選機處，將鋼筋、塑料、木板及較輕的雜質(zhì)以磁力及風力析出。再生骨料使用前需送往固定篩孔大小的碎石機碎化成所需骨料粒徑大小，再經(jīng)輸送帶將骨料送往堆放地點，最終所得到再生骨料主要為混凝土塊、碎磁磚、碎紅磚及些許雜質(zhì)。

天然細骨料取自襄縣，天然粗骨料取自禹州，合乎建筑用砂、建筑用石的要求。水泥使用禹州無梁水泥廠生產(chǎn)的I 型普通硅酸鹽水泥

1.2 試驗方法

為了解再生骨料中，廢棄混凝土碎塊含量改變時對再生混凝土性質(zhì)的影響，所規(guī)劃的試驗內(nèi)容為拌制一組天然骨料的普通混凝土為控制組，試件編號為N-0.50，使用水膠比為0.50;在此相同配合比之下，另外拌制5 組經(jīng)水洗的再生骨料(不含再生砂)混凝土，以廢棄混凝土碎塊含量為控制依據(jù)，其中廢棄混凝土碎石塊占總再生骨料重量比例有2/6、3/6、4/6、5/6 及6/6，剩下的粗骨料重量則為碎紅磚及少量碎瓷磚所組成，試驗編號依序以R2 -6、R3 -6、R4 -6、R5 -6、R6 -6 來表示。

各組試件的混凝土配合比如表1 所示。

表1 再生混凝土試驗配合比(kg/m3)

其中N-0.50 中的天然粗骨料為1123kg/m3按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB50081 -2002 的規(guī)定，分別測定再生混凝土的抗壓強度、抗彎強度與抗折強度。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 試驗結(jié)果

不同組別的再生混凝土的抗壓強度、抗彎強度與抗折強度試驗結(jié)果如表2 所示。

表2 各組別再生混凝土的力學性能

2.2 試驗分析與結(jié)論

由圖1 不同含磚量的再生混凝土抗壓強度結(jié)果可知，在相同配合比之下，再生混凝土的抗壓強度約為一般混凝土強度的75%至85%之間。另外，因混凝土碎石塊比碎紅磚、碎磁磚的抗壓強度高，混凝土碎石塊占再生骨料的百分比愈高，相對的其再生混凝土的抗壓強度亦應該愈高，此結(jié)果可由圖中得知，但趨勢并非十分明顯。此現(xiàn)象說明了，就本地區(qū)的一般建筑廢棄物而言，雖然再生骨料中含有相當(約30%)的碎磚，但因磚類也具有基本的力學性質(zhì)，因此對再生混凝土抗壓強度影響有限。為了能充分地再生利用建筑廢棄物，由以上數(shù)據(jù)佐證，再生骨料中雖含有碎磚，也是可接受使用于再生混凝土中。

再由圖2 不同含磚量的再生混凝土抗彎強度結(jié)果可看出，再生混凝土的抗彎強度約為一般混凝土的抗彎強度的75%至90%間，其結(jié)果較抗壓強度性質(zhì)表現(xiàn)更好。理論上，再生混凝土中的混凝土碎石塊含量愈大時，其抗彎強度也應隨抗壓強度愈高而愈大，但由圖中結(jié)果所知，再生混凝土彼此間的抗彎強度差異不大，并不因為再生骨料中磚類的含量增加，而對再生混凝土的抗彎強度有負面的影響。此結(jié)果更證明了再生骨料中含有碎磚時，也可應用于混凝土拌制的骨料上。

圖1 不同含磚量的再生混凝土抗壓強度

至于彈性模量部分，由圖3 不同含磚量的再生混凝土彈性模量結(jié)果可看出，再生混凝土的彈性模量約為一般混凝土彈性模量的70%至80%間，其結(jié)果比抗壓強度及抗彎強度性質(zhì)表現(xiàn)較差。但再生骨料中的磚含量變化時對再生混凝土彈性模量的影響并不大。

圖2 不同含磚量的再生混凝土抗彎強度

圖3 不同含磚量的再生混凝土彈性模量

［1］石建光.再生骨料對混凝土性能影響的試驗研究和計算分析［D］.上海大學，2011:116 -118.

［2］余倩.碎磚類骨料再生混凝土的制備方法及其性能研究［D］.南京林業(yè)大學，2013:57 -58.