李雯霞（酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 酒泉735000）

近年來，隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，城市化和小城鎮(zhèn)建設(shè)進(jìn)程的加快,城市建筑的更新和市政動遷規(guī)模不斷加大，大量廢舊建筑物和新建工程施工產(chǎn)生了大量的建筑垃圾，這些垃圾會侵占大量耕地，而且還會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染,如果能將這些廢舊混凝土回收利用,就能從根本上解決天然骨料日益匱乏及大量混凝土廢棄物造成生態(tài)環(huán)境日益惡化等問題，保證了人類社會的可持續(xù)發(fā)展。

目前廢舊混凝土再利用的主要途徑是將廢舊混凝土進(jìn)行破碎、篩分后作為再生粗骨料應(yīng)用于混凝土中[1]，但在廢舊混凝土破碎過程中會產(chǎn)生大量細(xì)小顆粒，這些細(xì)小的顆粒不適合作為混凝土的粗骨料使用，可作為再生細(xì)骨料用來配制砂。砂漿相對混凝土而言配制強度要求較低，再生骨料由于細(xì)粉含量較多帶來的用水量增加對強度的影響比混凝土較輕；另一方面砂漿的應(yīng)用已經(jīng)從傳統(tǒng)施工現(xiàn)場現(xiàn)配現(xiàn)用的模式逐漸向預(yù)拌濕砂漿和預(yù)拌干粉砂漿轉(zhuǎn)化。因此本課題考慮用建筑垃圾產(chǎn)生的再生細(xì)骨料配制砂漿，用再生細(xì)骨料全部或部分代替天然細(xì)骨料，既解決了再生細(xì)骨料的處理問題，同時也可節(jié)約建筑工程中所需的大量天然細(xì)骨料。

1 實驗

1.1 試驗材料

水泥:32.5 普通硅酸鹽水泥；天然細(xì)骨料：河砂，中砂。細(xì)度模數(shù)：2.27（級配良好），表觀密度2640（kg/m3），堆積密度1540（kg/m3）；

再生細(xì)骨料：實驗室由廢棄混凝土試塊制備，細(xì)度模數(shù)2.45，表觀密度2300（kg/m3），堆積密度1320（kg/m3），含泥量6.8%，吸水率6.78%。

減水劑：高效減水劑，減水率25%

1.2 試驗方法

采用全部天然細(xì)骨料配制（基準(zhǔn)樣）、再生細(xì)骨料替代一定比例的天然細(xì)骨料及全部再生細(xì)骨料配制砂漿。砂漿的強度等級分別為M5、M10 以及M20。

試驗步驟一：采用固定配合比，砂漿配合比按JGJ98-2000《砌筑砂漿配合比設(shè)計規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計[2]。各材料用量如表1，細(xì)骨料用量和水泥用量為固定值，用不同取代率的再生細(xì)骨料代替部分天然骨料，用水量一致，觀察砂漿的和易性以及在7 天、28 天的強度。

試驗步驟二：將砂漿的沉入度定為50mm 左右，調(diào)整各配方砂漿減水劑摻量和用水量，使各系列砂漿的下沉度和分層度基本保持一致，觀察再生細(xì)骨料對砂漿性能的影響。

2 結(jié)果分析討論

2.1 固定配合比下再生細(xì)骨料對砂漿性能的影響

表2 為固定砂漿配合比下各系列砂漿的性能測試結(jié)果。圖1和圖2是根據(jù)表2的結(jié)果繪制的圖。從圖1 可以看出各系列的砂漿的下沉度和分層度都是隨著再生細(xì)骨料取代率的增加而降低，說明砂漿的和易性是隨著再生細(xì)骨料取代率的增加而逐步下降的。再生細(xì)骨料是由廢舊的混凝土破碎后粒徑小于4.75mm 的顆粒組成，含有硬化后的水泥漿顆粒、砂粒和水泥砂漿顆粒，吸水率要比天然細(xì)骨料大，水泥用量和用水量相同條件下細(xì)骨料的取代率越大，再生細(xì)骨料量越多，硬化后的水泥漿顆粒、砂粒和水泥砂漿顆粒多，吸水率大，流動性（下沉度）、分層度會降低，和易性變差。從圖1 中還可看到三個基準(zhǔn)砂漿由于加入減水劑而導(dǎo)致下沉度和分層度不是太理想，隨著再生細(xì)骨料替代率的增加分層度急劇下降，當(dāng)再生細(xì)骨料取代率達(dá)100%時，分層度幾乎為零。細(xì)骨料的取代率控制在40%左右，砂漿的和易性較好。

表1 砂漿配合比（1m3 砂漿用量）

圖1 各系列砂漿沉入度與分層度變化

圖2 各系列砂漿7d、28d 強度變化

圖2為固定砂漿配合比下各系列砂漿7 天和28 天的強度對比。從圖上可看到再生骨料代替天然骨料后強度能達(dá)到要求，對砂漿強度沒有不利影響，而且同配比下細(xì)骨料取代率在20%，40%時28 天強度比天然細(xì)骨料的高，這是由于再生細(xì)骨料中含有部分未水化的水泥顆粒，吸水后可繼續(xù)水化，增強28 天的強度，而且同配比下通過加入外加劑，使砂漿的下沉度、分層度會下降，改善砂漿的和易性。圖上顯示當(dāng)細(xì)骨料取代率大于60%時，砂漿強度較基準(zhǔn)砂漿有所降低，這是由于再生細(xì)骨料中含有大量硬化后的水泥砂漿，界面粘結(jié)力較小，新舊砂漿的粘結(jié)力也較小，在外力作用下較容易被破壞，因此，再生細(xì)骨料的取代率過大，強度就會明顯降低。再生細(xì)骨料配制砂漿的取代率控制在40%左右，通過加入減水劑在保證和易性的情況下提高強度，或可減少水泥用量，節(jié)約成本。

表2 固定砂漿配合比下各系列干粉砂漿的性能測試結(jié)果

2.2 和易性基本相同情況下再生細(xì)骨料對砂漿性能的影響

將各系列砂漿的沉入度定為50mm 左右，通過調(diào)整各配方砂漿減水劑摻量和用水量，實現(xiàn)和易性基本相同。試驗結(jié)果見3。

將表3 的數(shù)據(jù)繪成圖3、圖4 和圖5。由圖3和圖4 可看出各系列砂漿隨再生骨料的增加，減水劑摻量和用水量均有上升，尤其是減水劑摻量增加較多，這說明再生骨料對砂漿的流動性影響很大，主要是因為再生骨料中有部分干硬后的水泥砂漿，水泥砂漿中空孔隙率比天然細(xì)骨料空隙大，吸水率高，對砂漿的流動性和分層度影響很大，取代率越大，對砂漿和易性影響越大。

圖5 是各系列砂漿在和易性大致相同的情況下，不同取代率再生細(xì)骨料配制的砂漿7 天和28天的強度對比圖。從圖上可以看出由于用水量的不同，不同取代率的配制出的砂漿強度不一樣，取代率越大，砂漿的強度較基準(zhǔn)砂漿強度下降的越大，主要原因是為了達(dá)到一定流動性，取代率越大，用水量越多，在水泥用量不變的情況下用水量增加會導(dǎo)致砂漿強度下降，同時再生細(xì)骨料取代率大，再生細(xì)骨料的內(nèi)部的粘結(jié)力較差，都會影響砂漿的強度。

圖3 各系列砂漿減水劑摻量的變化

圖4 各系列砂漿用水量變化

表3 固定沉入度和分層度下砂漿配合比及其性能

圖5 各系列砂漿的強度變化

3 結(jié)語

1）用建筑垃圾產(chǎn)生的再生細(xì)骨料部分代替天然細(xì)骨料配制砂漿，即解決了再生細(xì)骨料的處理問題，同時也可節(jié)約建筑施工過程所需的大量天然細(xì)骨料。

2）在固定砂漿配合比的條件下，各系列砂漿和易性均隨再生骨料替代量的增加而表現(xiàn)為沉入度顯著下降；再生骨料替代天然骨料對砂漿強度沒有明顯的不利影響。

3）在固定砂漿配合比的條件下，再生骨料代替天然骨料的取代率控制在40%左右，有利于砂漿強度的提高，或可降低水泥用量，節(jié)約成本。

4）在保持和易性一致的條件下，各系列砂漿減水劑摻量和用水量均有上升，尤其是減水劑摻量增加較多，砂漿強度較基準(zhǔn)砂漿強度也有所下降。

因此，實際應(yīng)用過程中，為了保證砂漿的和易性和強度的要求，再生細(xì)骨料代替天然細(xì)骨料的取代率易控制在40%左右的范圍內(nèi)。

[1]黃宗益，李光華.日本對建設(shè)工程副產(chǎn)物和建筑垃圾的處理[J].建設(shè)機械技術(shù)與管理，2002，15(4)：23-26.

[2]JGJ98-2000. 砌筑砂漿配合比設(shè)計規(guī)程. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.