潘 濤 資雯婷 李采蘭 劉志文 王繼良
(昆明學(xué)院城鄉(xiāng)建設(shè)與工程管理學(xué)院,云南 昆明 650214)
自新中國(guó)成立以來(lái),國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,城市化的進(jìn)程加快,帶來(lái)了建筑業(yè)的飛速發(fā)展。城市建筑、交通的規(guī)模也越來(lái)越大,每天都有大量廢棄、老舊建筑被拆除,成批新的建筑物在城市里拔天而起。在這一過(guò)程中也伴隨著大量的建筑垃圾(廢磚、廢混凝土塊、廢砂漿、瀝青塊、廢塑料、廢金屬、廢竹木等)的產(chǎn)生。2015年4月,《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見(jiàn)》正式發(fā)布,《意見(jiàn)》要求,全面促進(jìn)資源節(jié)約循環(huán)高效使用,推動(dòng)利用方式根本轉(zhuǎn)變[1]。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),按照減量化、再利用、資源化的原則,加快建立循環(huán)型工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)體系,提高全社會(huì)資源產(chǎn)出率。完善再生資源回收體系,推進(jìn)建筑垃圾資源化利用。對(duì)于建筑垃圾的回收利用不僅是時(shí)代所需,并且對(duì)于保護(hù)環(huán)境,節(jié)約資源,發(fā)展綠色建筑等都具有非凡的意義[2]。
建筑垃圾回收處理技術(shù)最早是在德國(guó)起步的,進(jìn)入中國(guó)比較晚,但是有關(guān)建筑垃圾處理的技術(shù)其實(shí)早在設(shè)備成型之前就已經(jīng)逐步在完善中了。所以從技術(shù)上來(lái)看,國(guó)內(nèi)設(shè)備并不遜于國(guó)外產(chǎn)品[3]。我國(guó)的再生混凝土發(fā)展正處于發(fā)展階段,再生混凝土的生產(chǎn)技術(shù)還不是很成熟,如果需要進(jìn)一步推廣使用還需要投入更多的精力去研究發(fā)展。將建筑垃圾經(jīng)過(guò)加工、破碎、分級(jí)等一系列處理后,按照一定的比例混合形成新的再生骨料,此舉能夠有效地減緩我國(guó)目前所面臨的資源問(wèn)題。建筑垃圾只有再循環(huán)利用才能保護(hù)環(huán)境,形成良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文通過(guò)對(duì)再生混凝土的進(jìn)一步研究 ,旨在了解建筑垃圾作為骨料取代天然骨料配置混凝土對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響,為建筑垃圾混凝土的技術(shù)發(fā)展、推廣使用形成借鑒意義。
C35普通硅酸鹽水泥、細(xì)骨料(河沙,細(xì)度模數(shù)2.1,細(xì)砂)、天然粗骨料碎石(粒徑范圍為4.75~20mm,連續(xù)級(jí)配)、經(jīng)篩分后,加工后的建筑垃圾骨料,選取粒徑范圍4.75~20mm,連續(xù)級(jí)配(與天然粗骨料選取相同)、高效減水劑(聚羧酸)、自來(lái)水[4]。
建筑垃圾對(duì)混凝土的配置有許多很多影響,并且影響因素較為復(fù)雜,因此應(yīng)當(dāng)選取適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行本項(xiàng)實(shí)驗(yàn),為了加快試驗(yàn)進(jìn)程,縮短試驗(yàn)周期,迅速找出各研究參數(shù)對(duì)再生混凝土的影響規(guī)律,本試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)法對(duì)再生骨料混凝土進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究。在確保水泥品種一定的情況下,分別研究再生粗骨料的取代率、水灰比和外加劑摻量這三個(gè)因素的改變對(duì)再生混凝土抗壓強(qiáng)度、坍落度的影響。
在本次試驗(yàn)中我們選取的三個(gè)變量因子,三種水平,按正交發(fā)進(jìn)行安排實(shí)驗(yàn),以討論三種因素水灰比、取代率、外加劑對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響(見(jiàn)表一)。由于2種骨料的天然吸水率有著較大的差異,為使得拌合物的坍落度達(dá)到相應(yīng)的要求,應(yīng)該以各骨料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量來(lái)計(jì)算配合比,再生混凝土的配置過(guò)程中應(yīng)該考慮粗骨料的吸水率,從而有基準(zhǔn)用水量和附加用水量需要計(jì)算,其中基準(zhǔn)用水量與普通粗骨料混凝土用水量相同,附加用水量以建筑垃圾粗骨料的吸水率大小來(lái)計(jì)算,同時(shí)應(yīng)確保飽和狀態(tài)下的理論水灰比不變。選取3組配合比來(lái)進(jìn)行試驗(yàn),分別為0.4、0.45、0.5.每一組配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)三組實(shí)驗(yàn),建筑垃圾再生骨料的取代率分別選擇20%、30%、40%其對(duì)應(yīng)的外加劑參量分別為0.6%、0.8%和1.0%,本實(shí)驗(yàn)的配合比計(jì)算見(jiàn)表二。
表1 因素水平表
建筑垃圾再生混凝土28d強(qiáng)度的極差分析表見(jiàn)表三。
各因素對(duì)指標(biāo)的影響可用極差法計(jì)算得出,極差的大小為水灰比>再生骨料取代率>外加劑摻量,即各因素對(duì)混凝土28d強(qiáng)度影響程度由高到低的順序?yàn)樗冶龋驹偕橇先〈剩就饧觿搅?。從而,可以得出結(jié)論,對(duì)再生混凝土28d抗壓強(qiáng)度影響順序依次是水灰比、 再生粗骨料取代率、外加劑摻量。其中水灰比的改變對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生的影響最大,是主要的影響因素,而再生骨料的參量和外加劑的參量在一定的添加范圍內(nèi)對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響不大,是次要因素。
表2 再生混凝土的配合比計(jì)算
表3 建筑垃圾再生混凝土28d強(qiáng)度的極差分析表
[1]孫耀東,肖建莊.再生混凝土骨料[J].混凝土,2004(6):33-36.
[2]王羅春.建筑垃圾處理與資源化[M].北京:化學(xué)工藝出版社,2004.
[3]杜婷,李惠強(qiáng),郭太平,等.廢棄混凝土再生骨料應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性分析[J].新型建筑材料,2006(6):30-33.
[4]梁芮,于江,秦?fù)碥?廢棄混凝土再生骨料的研究綜述[J].混凝土,2013(5):93-100.