再生細(xì)骨料在砂漿中應(yīng)用的探討

劉 蘭

（江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院，江蘇 常州 213147)

0 引言

我國每年建筑垃圾總量達(dá)15.5 億噸，在未來我國城鎮(zhèn)化建設(shè)以及工業(yè)發(fā)展過程中，更多建筑垃圾的產(chǎn)生，會對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染及破壞。自然資源日益匱乏，不僅對民生領(lǐng)域造成了嚴(yán)重影響，同時也阻礙著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。如何將建筑垃圾進(jìn)行處理，讓建筑垃圾變?yōu)榻ㄖY源，形成循環(huán)利用，是近年來專家研究的重點。目前，在建筑垃圾循環(huán)利用中，通過回填人工造井、再生粗骨料、再生細(xì)骨料等進(jìn)行二次利用。但目前建筑垃圾利用率較低，僅占5%左右[2]。因此，在未來發(fā)展中，必須對建筑垃圾回收策略進(jìn)行完善，更新再生技術(shù)。對建筑垃圾實現(xiàn)大批量處理，提升建筑垃圾的再生利用率，確保建筑垃圾能夠成為再生細(xì)骨料，成為全新的資源。砂漿是新型的建筑環(huán)保材料，在再生細(xì)骨料循環(huán)利用方面具有極高的優(yōu)勢以及廣闊的應(yīng)用前景。國外對再生細(xì)骨料和砂漿進(jìn)行了系列研究，美、德等發(fā)達(dá)國家建立了大型的廢舊處理廠，引進(jìn)篩選設(shè)備，從源頭上保證再生細(xì)骨料的品質(zhì)[3]。

1 再生細(xì)骨料的應(yīng)用現(xiàn)狀

再生細(xì)骨料在國內(nèi)仍處于起步階段，與發(fā)達(dá)國家相比，我國亟待對再生細(xì)骨料進(jìn)行深入分析研究。根據(jù)已取得的科研成果，主要針對再生細(xì)骨料的成分結(jié)構(gòu)以及對砂漿的強(qiáng)度、稠度、收縮、開裂等進(jìn)行分析[9]。經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)用廢棄的材料如砂漿、陶瓷、混凝土等制成的再生砂，對砂漿具有明顯的優(yōu)化作用，但對抗折、抗壓強(qiáng)度有不同影響。例如，整個再生砂與特制細(xì)沙進(jìn)行配比時，在砂漿稠度相同的情況下，廢棄磚再生砂漿的需水率就比混凝土再生砂漿的需水率大，因此其抗壓強(qiáng)度就較小。在生產(chǎn)中，由于再生砂的壓碎指標(biāo)較大，內(nèi)部孔隙較高，容易引起應(yīng)力集中，降低抗壓強(qiáng)度。而且再生砂漿抗折強(qiáng)度除了水泥與骨料引起的破壞外，還會由再生骨料破壞。而針對再生細(xì)骨料取代率的不同對砂漿性能地影響，我國研究了廢棄混凝土、廢棄陶瓷、廢棄磚，并對其不同的摻量進(jìn)行分析，分析結(jié)果表明，摻量并非越大越好，關(guān)鍵取決于再生砂的體積效應(yīng)，以及其表面顆粒填充的綜合作用。因此，再生砂在濕拌砂漿當(dāng)中的摻量不超過40%，濕拌砂漿的工作性能以及力學(xué)性能都可以滿足使用要求[11]。經(jīng)過全新的破碎、分選、清洗等工藝處理的再生細(xì)骨料品質(zhì)較將建筑垃圾全部破碎后得到的再生砂及傳統(tǒng)再生細(xì)骨料性能相比，具有明顯改善，可以實現(xiàn)優(yōu)良的保水性能以及極佳的抗壓應(yīng)力[12]，從而可以減緩其界面裂紋，提升砂漿強(qiáng)度。

2 制約再生細(xì)骨料的推廣應(yīng)用問題

目前，再生細(xì)骨料在國內(nèi)實現(xiàn)了規(guī)模生產(chǎn)，具有獨特且成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，再生細(xì)骨料帶來全新的綜合效益。但我國對再生細(xì)骨料的應(yīng)用目前還不成熟，影響再生細(xì)骨料推廣應(yīng)用的主要因素有以下幾點：

首先，再生細(xì)骨料受目前工藝技術(shù)制約，在砂漿配比中整體比例較差，原因在于無法形成連續(xù)配比，在設(shè)備工藝上急需改進(jìn)。其次，在生產(chǎn)過程中，會造成大量的揚塵，導(dǎo)致回收利用率偏低，很容易造成環(huán)境二次污染。最后，在砂漿配比中，雖然通過集中生產(chǎn)以及集中配送等方法，可以降低綜合成本，但再生砂的質(zhì)量波動較大，這對砂漿的性能也帶來很大影響[7]。

相關(guān)研究表明，再生砂的摻合比例為25%，可以節(jié)約15%的成本。但再生砂自身的特點會影響砂漿的工作性能，例如對砂漿的保水性、開裂性等有直接聯(lián)系。因此，再生砂的摻合量需要進(jìn)行合理控制，不能較高亦不能較低，再生砂的使用率較低也是制約再生砂應(yīng)用的重要因素之一[8]。

3 再生細(xì)骨料的應(yīng)用優(yōu)勢

建筑細(xì)骨料是目前再生資源的重要應(yīng)用載體，再生細(xì)骨料可以由廢棄的混凝土、廢棄磚瓦等材料進(jìn)行制作[13]，可通過分選、破碎等工序制成再生粗骨料以及再生細(xì)骨料，極具經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益。根據(jù)目前建筑行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，再生細(xì)骨料可以配置砂漿，且配置完畢的砂漿與普通砂漿相比，具備較高的優(yōu)勢。在原有的攪拌設(shè)備上只需要簡單改造，就可以實現(xiàn)再生細(xì)骨料的配比，集中生產(chǎn)，避免出現(xiàn)二次污染，保障整個砂漿的配比。應(yīng)用再生細(xì)骨料的砂漿，其性能會與再生細(xì)骨料的性質(zhì)、摻量能夠產(chǎn)生新的適應(yīng)性。但如果摻入的再生細(xì)骨料質(zhì)量較差，或其適應(yīng)性不好，也很容易造成砂漿質(zhì)量的下降，如砂漿的開放時間、保水性能等指標(biāo)下降；此外，再生細(xì)骨料用于現(xiàn)場攪拌，其顆粒配比亦不容易控制，很容易造成砂漿質(zhì)量波動。砂漿的最大優(yōu)勢不僅可以實現(xiàn)配比，同時專業(yè)技術(shù)人員還可進(jìn)行合理優(yōu)化。通過一系列調(diào)配，可以制備全新的制備砂漿，使砂漿具備更加優(yōu)越的使用多樣性[14]。因此，再生細(xì)骨料是應(yīng)用的理想載體，可以解決目前建筑垃圾以及工業(yè)循環(huán)廢渣的利用難題。

再生細(xì)骨料由建筑廢棄物加工而成，整個粒徑不大于4.75mm，具備全新的應(yīng)用特性。再生細(xì)骨料的來源極為廣泛，其組成以及微觀結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，這使再生細(xì)骨料具備一定的隨機(jī)性以及變異性[15]。目前，再生細(xì)骨料的主要成分為硅酸鹽、碳酸鹽、氧化物等無機(jī)材料，這些無機(jī)材料具備化學(xué)性能良好，強(qiáng)度、硬度較高的優(yōu)勢。在再生細(xì)骨料的主要礦物中，其包含SiO2、CaCO3等成分，因此具備全新的水化活性，能夠形成少量的水化產(chǎn)物。在再生細(xì)骨料的應(yīng)用中，可以滿足砂漿的基本使用要求。此外，再生細(xì)骨料存在表面粗糙且含有大量微孔以及微裂縫的缺陷，相較于以往的表面積以及孔縫隙，二者之間能夠形成全新的堆積密度。再生細(xì)骨料的吸水率、壓縮指標(biāo)遠(yuǎn)高于天然骨料。再生細(xì)骨料表面的粒子可以填充骨料之間的空隙，優(yōu)化整個顆粒配比，減少砂漿滲水情況。改善配比后的砂漿特性，可保證砂漿的密實度能夠得到提升。

4 再生細(xì)骨料對于砂漿的影響

在對再生細(xì)骨料對砂漿性能的影響分析中，針對不同取代率的再生細(xì)骨料，砂漿性能二者之間存在一定的優(yōu)化特性。再生砂漿隨取代率增加，其強(qiáng)度會呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。以再生細(xì)骨料取代率為30%、50%、70%進(jìn)行研究，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，取代率為30%時，砂漿28d 強(qiáng)度明顯增加。因此，可以得知建筑垃圾再生骨料含有一定的細(xì)粉料。細(xì)粉料在天然骨料中，不僅可以填充骨料之間的空隙，隨著再生骨料摻量的增加，起到明顯的優(yōu)化作用。在摻量為30%左右時，能夠達(dá)到最優(yōu)等級，因為細(xì)骨料使砂漿能夠達(dá)到最大密實狀態(tài)，強(qiáng)度極佳。但再生骨料含有大量硬化的水泥砂漿，因此其界面粘結(jié)力較小。砂漿的粘結(jié)力越小，在外力作用下就越容易破壞。針對再生砂漿的強(qiáng)度形成機(jī)理，水泥漿以及再生細(xì)骨料之間的過渡、破壞機(jī)理等研究較為匱乏，有待進(jìn)一步補(bǔ)充完善。此外，由于再生砂漿受到細(xì)骨料性能影響較大，骨料以及砂漿之間的界面過渡區(qū)是薄弱區(qū)域?？梢酝ㄟ^骨料強(qiáng)化、界面破壞強(qiáng)化等手段改進(jìn)，以提升砂漿的性能。

5 結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)有的再生細(xì)骨料配制砂漿的研究以及應(yīng)用中，不僅可以進(jìn)行資源的二次利用，同時還能優(yōu)化周圍環(huán)境，符合我國綠色建筑以及生態(tài)文明的發(fā)展目標(biāo)。但同時也存在一定問題，亟待完善。