建筑垃圾再生粗骨料混凝土性能淺議

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摘要：目前對(duì)廢棄混凝土垃圾進(jìn)行破碎加工，并將其用于生產(chǎn)再生混凝土。但是破碎產(chǎn)生的粗骨料質(zhì)量不穩(wěn)定，因此有必要對(duì)骨料的性能進(jìn)行分析，為后續(xù)建筑垃圾再生粗骨料的應(yīng)用提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：建筑垃圾；再生粗骨料；混凝土

0引言

建筑垃圾會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利影響，處理時(shí)需花費(fèi)大量的人力和物力。為較好地應(yīng)對(duì)上述難題，進(jìn)一步提高固廢資源的利用率，相關(guān)科技人員展開了建筑垃圾資源再生利用的研究，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益［1］。建筑垃圾資源再生技術(shù)，主要是對(duì)其中的部分固體廢棄物進(jìn)行篩選分揀，挑選出有用物質(zhì)進(jìn)行破碎，對(duì)其進(jìn)行再利用，從而有效緩解建筑垃圾帶來的環(huán)境壓力，提升固廢資源的利用率。本文以建筑垃圾為研究對(duì)象，對(duì)其中的粗骨料混凝土開展試驗(yàn)測(cè)試，獲得相應(yīng)的參數(shù)，希望能夠?qū)ㄖ偕止橇匣炷恋?a href="http://www.mug-factory.cn/lunwen/jzljlw/179205.html" target="_blank">性能研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

1原材料試驗(yàn)

1.1骨料的級(jí)配

建筑垃圾中，鋼筋、混凝土，磚石等所占比例較大，是當(dāng)前的建筑垃圾處理的重點(diǎn)。對(duì)再生骨料開展研究，就是對(duì)上述物質(zhì)實(shí)施分揀和破碎，并篩選出有用部分并加以利用。在分揀工作中，主要是將建筑垃圾中的混凝土和鋼筋進(jìn)行分離，并采用破碎手段，將大塊的混凝土變?yōu)樾K［2］。在篩選過程中，將破碎后的混凝土按照J(rèn)GJ52-2006《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選，從而明確混凝土骨料顆粒級(jí)配情況，具體如表1所示。由表1可知，混合骨料中那些顆粒直徑小于4.75mm的細(xì)骨料在骨料中占據(jù)著較大比例，剩余的粗骨料占40%左右。其中，對(duì)于粗骨料而言，尤其是那些骨料顆粒的直徑在4.75~9.5mm的顆粒而言，砂率大概在60%左右，上述數(shù)據(jù)已經(jīng)超出了JGJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)范》中的最高閾值［3］。

1.2骨料的表觀密度、堆積密度等物理參數(shù)的分析

根據(jù)表1的相關(guān)數(shù)據(jù)，將骨料顆粒大于4.75mm的再生骨料進(jìn)行測(cè)試，采用多次檢測(cè)之后取其平均值，就可以統(tǒng)計(jì)得到骨料顆粒直徑為4.75mm的再生粗骨料的相關(guān)參數(shù)，包括表觀密度、堆積密度孔隙率值等參數(shù)?；谏鲜鰠?shù)，對(duì)同等情況下的天然、再生粗骨料進(jìn)行測(cè)試分析，其相應(yīng)的表觀密度、堆積密度等相關(guān)數(shù)據(jù)如表2所示。根據(jù)表2可知，與同等情況下的天然骨料相比，再生骨料的表觀密度及堆積密度值均有所降低，但是孔隙率卻有所提升。造成上述現(xiàn)象的原因是再生骨料表面附著水泥砂漿，從而導(dǎo)致相關(guān)參數(shù)有所變化。

1.3骨料的壓碎數(shù)值分析

粗骨料的壓碎值也是混凝土質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)，通過該參數(shù)可以有效判斷混凝土中粗骨料的抗壓性能。通過測(cè)試混凝土粗骨料的壓碎值，能夠有效推測(cè)該種再生粗骨料混凝土的質(zhì)量和強(qiáng)度。在實(shí)際測(cè)試中，對(duì)天然粗骨料和再生粗骨料的實(shí)際壓碎值進(jìn)行測(cè)量，二者實(shí)際的數(shù)值分別為17.9%和20.5%。由上述數(shù)值可知，再生粗骨料相對(duì)于天然骨料而言，其強(qiáng)度較低，在實(shí)際使用中的效果不如天然粗骨料。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因主要包括以下兩點(diǎn)：（1）建筑垃圾在開展篩選和破碎過程中，對(duì)于其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)性能帶來較大的負(fù)面影響，破壞了再生骨料顆粒的堅(jiān)固性，和天然骨料相比更易破碎。（2）對(duì)于再生骨料而言，其顆粒表明附著了一層水泥砂漿，在遇到外部環(huán)境變化時(shí)容易脫落和碎裂，從而影響了再生骨料的結(jié)構(gòu)，降低了再生骨料的抗壓性能。

1.4骨料對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

通過上述分析可知，再生粗骨料的抗壓性能影響著骨料的質(zhì)量和實(shí)際使用情況，抗壓性能的高低和再生粗骨料的替代率有著密切聯(lián)系，當(dāng)再生粗骨料的替代率低于30%時(shí)，再生粗骨料和普通粗骨料的混凝土抗壓強(qiáng)度差距較小。一旦再生粗骨料的替代率升高時(shí)，其抗壓強(qiáng)度就會(huì)隨之降低。如果再生粗骨料取代50%的天然骨料時(shí)，則混凝土的抗壓強(qiáng)度降低5%~20%。當(dāng)再生粗骨料100%替代天然骨料時(shí)，混凝土的抗壓性能急劇下降，最大幅度達(dá)到30%。且經(jīng)過相關(guān)測(cè)試可知，由于不同的再生骨料成分之間的差異，粗骨料的抗壓性能也存在較大的差異。同天然粗骨料混凝土相比，相同配比的混凝土抗壓強(qiáng)度大約要低15%左右。

2再生粗骨料混凝土試驗(yàn)

2.1配比測(cè)試分析

在開展配合比分析中，主要是對(duì)其中的原材料進(jìn)行分析。在此次測(cè)試中，試驗(yàn)所用的材料包括普通硅酸鹽水泥、粉煤灰和再生粗骨料。其中普通硅酸鹽水泥滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，再生粗骨料顆粒中，由水泥砂漿包裹的石子含量大約為50%，磚瓦顆粒含量為35%，純水泥砂漿為11%，其他雜質(zhì)為4%。粉煤灰采用II級(jí)粉煤灰，細(xì)骨料應(yīng)用高級(jí)配的中砂，碎石為連續(xù)級(jí)配的石灰?guī)r碎石，水為常規(guī)自來水。為了選出各原料的最佳摻量，各原材料用量見表3所示。再生骨料的表面存在大量的空隙，因此在開展測(cè)試之前需要對(duì)再生骨料進(jìn)行處理，主要采用水浸法，從而使空隙達(dá)到飽和。然后再按照既定流程投入不同的材料，確保不同組分能夠?qū)崿F(xiàn)均勻混合。根據(jù)上述測(cè)試流程，對(duì)不同情況下的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，結(jié)果如表4所示。

2.2強(qiáng)度分析

結(jié)合表3和表4可知，試驗(yàn)對(duì)象參照GB/T25177-2010《混凝土用再生粗骨料》設(shè)定具體的配合比，其中的水泥和砂、以及石子和水的比例為160:703:894:119。根據(jù)混凝土操作流程，將其澆筑在規(guī)定尺寸的模具中，通過相關(guān)的壓實(shí)振搗后對(duì)混凝土進(jìn)行相同條件下的養(yǎng)護(hù)工作。然后再對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試，結(jié)果表明抗壓強(qiáng)度達(dá)到了10.2MPa，該項(xiàng)數(shù)據(jù)證實(shí)了建筑垃圾再生粗骨料代替天然粗骨料可以滿足建筑混凝土的施工要求。

2.3耐久性分析

再生粗骨料相比天然粗骨料而言，結(jié)構(gòu)緊密度相對(duì)疏松，且孔隙度也相對(duì)較大。這使得再生粗骨料在使用過程中容易受到外部環(huán)境的影響，尤其是在北方冬季的室外環(huán)境中，凍害所帶來的負(fù)面影響較為嚴(yán)重，因此需改善其相關(guān)性能。目前常采用的措施就是在再生骨料中添加一定的外加劑，用以提升再生粗骨料的抗凍性能，例如，對(duì)于設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30的混凝土，使用時(shí)需要摻加YJ-4型高效防凍劑，可以使混凝土在-（10）℃的外部環(huán)境中能繼續(xù)保持其強(qiáng)度，水泥的水化過程持續(xù)下去。由于水泥水化的速度和外在溫度呈現(xiàn)正向變化趨勢(shì)，溫度越低水泥水化速度越慢，因此在零攝氏度以下，養(yǎng)護(hù)過程中水泥水化速度較慢，使得再生粗骨料混凝土的強(qiáng)度增長保持在一個(gè)較低數(shù)值。

3結(jié)論

加大對(duì)建筑垃圾再生粗骨料的應(yīng)用力度，能在一定程度上節(jié)約自然資源，保護(hù)環(huán)境。開展對(duì)混凝土的性能的相關(guān)研究，可以掌握再生骨料混凝土的相關(guān)性能，把握其和易性,水膠比等的影響關(guān)系，對(duì)于進(jìn)一步控制再生骨料混凝土強(qiáng)度具有重要作用，也有助于建筑垃圾再生粗骨料混凝土的進(jìn)一步推廣。

參考文獻(xiàn)

［1］李偉杰.建筑垃圾再生骨料混凝土試驗(yàn)初步研究［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，58（15）：66-67，114.

［2］張雙艷，馬嘯.再生骨料取代率對(duì)混凝土性能的影響［J］.混凝土世界，2019（5）：66-70.

［3］趙娟，宋軍超，余海濤，等.建筑垃圾再生粗骨料不同取代摻量對(duì)再生混凝土性能的影響［J］.廣東建材，2016，32（7）：14-16.

作者:林靖 單位:福建永宏建設(shè)工程有限公司