王俊林， 劉園園， 丁亞峰

鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院（450000）

我國城鎮(zhèn)建設(shè)處于高速發(fā)展期,每年建成的房屋的建筑面積為16～20億平米,超過了所有發(fā)達(dá)國家年建成建筑面積的總和[1]。我國每年施工建設(shè)產(chǎn)生的建筑垃圾數(shù)量已占城市垃圾總量的30%～40%。然而，絕大部分建筑垃圾未經(jīng)任何處理，便被施工單位運(yùn)往郊外或鄉(xiāng)村，露天堆放或填埋，占用大量的耕地。同時(shí)，建筑垃圾清運(yùn)和堆放過程中的遺撒和粉塵、灰砂飛揚(yáng)，又造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著混凝土用量的增大和人們環(huán)境意識(shí)的提高,因開采砂石骨料而造成的資源枯竭和環(huán)境破壞問題,已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。相應(yīng)地，尋找砂石骨料的替代品,維護(hù)混凝土材料的可持續(xù)發(fā)展也已成為混凝土科學(xué)的熱點(diǎn)研究課題[2]。近年來，對(duì)建筑垃圾的研究主要是作為再生粗骨料全部或部分代替天然粗骨料，細(xì)集料仍然用砂子。本文的創(chuàng)新之處用0～5mm的再生骨料代替砂子做試驗(yàn)，處理建筑垃圾粉碎過程中產(chǎn)生的碎屑。

我國的建筑垃圾主要由廢棄混凝土和碎磚組成[3]。本文對(duì)這兩種建筑垃圾進(jìn)行試驗(yàn)研究,主要目的是通過試塊試驗(yàn)找到最優(yōu)水灰比和合理砂率,為再生骨料多孔磚的制作奠定基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)方案、試驗(yàn)材料及材料配比

1）試驗(yàn)方案

試驗(yàn)分兩種情況:

①碎磚做骨料:將房屋拆除時(shí)的廢磚敲碎,篩分:0～5 mm細(xì)集料代替砂子，5～10mm粗骨料代替天然骨料制作試塊。

②廢棄混凝土做骨料:將廢棄混凝土人工破碎，篩分:0～5mm細(xì)集料代替砂子，5～10mm粗骨料代替天然骨料制作試塊。

2）試驗(yàn)材料

碎磚:將房屋拆除時(shí)的粘土磚敲碎，篩分。

再生混凝土:將廢棄混凝土敲碎，篩分。廢棄混凝土平均強(qiáng)度在C20～C30，能代表絕大多數(shù)廢棄混凝土。

水泥:42.5普通硅酸鹽水泥。

減水劑:鄭州建科公司生產(chǎn)的JKH-I型高效減水劑。

3）材料配比

見表 2、表 3。

2 試塊制作、養(yǎng)護(hù)、試驗(yàn)方法

1）試塊的制作。

再生骨料拌合物采用人工攪拌，投料順序?yàn)?

①攪拌細(xì)集料和水泥至均勻、加入粗集料。

②繼續(xù)攪拌至混合均勻、加入水；攪拌3～5 min后測量坍落度、將拌合物注入鋼模。

③人工插搗密實(shí)后用刮刀插實(shí)周邊、抹平表面、靜置拆模[6]。

表1 集料的特征參數(shù)[4][5]

3 試驗(yàn)結(jié)果

表2 碎磚骨料配比方案(ρ＝2100 kg/m3)

表3 再生混凝土骨料配比方案(ρ＝2400 kg/m3)

圖2 水灰比與強(qiáng)度的關(guān)系

表4 碎磚骨料試驗(yàn)結(jié)果分析

4 結(jié)論及建議

1）再生骨料為碎磚:水灰比在0.4～0.5之間時(shí)，合理砂率在40附近，隨著水灰比的增大抗壓強(qiáng)度逐漸減小。

2）再生骨料為混凝土:合理砂率為40左右；強(qiáng)度隨著水灰比減小而增大，但水灰比減小至0.4時(shí)強(qiáng)度開始變小。

3）再生細(xì)骨料里夾雜大量的水泥漿、碎屑、泥土:當(dāng)再生粗骨料棱角較多且表面粗糙,含有大量未曾脫落且孔隙率較大的水泥砂漿時(shí)，再生粗骨料的吸水率提高了。因此普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法不適用于再生混凝土，在相同配比下，附加水的添加是必要的，附加水的計(jì)算方法參考文獻(xiàn)[7]。

4）再生骨料的表觀密度、體積密度均較天然骨料低，空隙率、吸水率較天然骨料高，尤其是吸水率偏高。在相同配比下，生產(chǎn)流態(tài)混凝土?xí)蛊涑杀敬蟠筇岣?，因而不宜拌制大流?dòng)性混凝土。我們可以用來拌制干硬性混凝土，如生產(chǎn)多孔磚。

5）所作的實(shí)驗(yàn)都是人工搗實(shí)，存在搗實(shí)不均勻或力度不足,導(dǎo)致碎磚試塊密度僅為ρ＝1900 kg/m3，混凝土試塊密度為ρ＝2100 kg/m3，密度小強(qiáng)度也會(huì)隨之減小,因此預(yù)期工業(yè)生產(chǎn)多孔磚的抗壓強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)高于試塊強(qiáng)度等級(jí)。

表5 廢棄混凝土骨料試驗(yàn)結(jié)果

[1]趙波,徐慶瑞.21世紀(jì)中國要為能源而戰(zhàn)[J].遼寧經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì),2004(12):11-13

[2]胡玉珊,邢振賢.粉煤灰摻入方式對(duì)再生棍凝土強(qiáng)度的影響[J].新型建筑材料,2003(5):26-27

[3]楊薇薇.再生混凝土多孔磚的配合比及其物理力學(xué)性能的研究[D].中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫,2007:2;29

[4]郝彤,劉立新,楊廣寧.再生骨料混凝土多孔磚的配合比和基本性能試驗(yàn)研究[J].磚瓦,2007(6):8-10

[5]曾路春.廢混凝土作粗集料、廢磚作細(xì)集料制備再生混凝土的實(shí)驗(yàn)研究[J].新型墻材,2006(8):35-36

[6]李佳彬,肖建莊,孫振平.再生粗集料特性及其對(duì)再生混凝土性能的影響[J].粉煤灰.2005(5):14-17

[7]張學(xué)兵,鄧壽昌.再生混凝土單位體積用水量的實(shí)驗(yàn)研究[J].混凝土,2004(10):38-40