張義林+張玉春

【摘 要】近年來隨著我國城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展產(chǎn)生的建筑垃圾越來越多，本文就如何把建筑垃圾作為再生粗骨料在水泥混凝土中應(yīng)用進(jìn)行試驗(yàn)研究。試驗(yàn)主要是把墻體材料中的粘土磚作為再生粗骨料進(jìn)行利用，配制成C30的標(biāo)準(zhǔn)試塊，并嚴(yán)格控制粗骨料替代率這一變量，分別測其坍落度和7天抗壓強(qiáng)度，同時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)C30混凝土試塊的性能進(jìn)行對(duì)比分析，最后得出再生骨料摻入量的最佳范圍。

【關(guān)鍵詞】建筑垃圾（粘土磚）；再生混凝土；物理力學(xué)性能；摻入量

0 引言

近年來隨著我國城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展，對(duì)建筑資源的需求也在快速的增長，與此同時(shí)伴隨產(chǎn)生的建筑垃圾也越來越多。目前我國的建筑垃圾產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到8億右，人均0.6噸，并對(duì)我國未來的建筑垃圾產(chǎn)生量進(jìn)行了預(yù)測，得出我國未來10年內(nèi)建筑垃圾產(chǎn)量將達(dá)到10億噸。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)了解到，我國城市建設(shè)產(chǎn)生的建筑垃圾數(shù)量已經(jīng)占到城市垃圾總量的30%-40%，在處理建筑垃圾時(shí)絕大一部分都是被直運(yùn)輸?shù)揭巴舛逊呕蛱盥?，這將會(huì)占用大量的土地，甚至是占用農(nóng)田和耕地。如果長期這樣處理，那么等到一定時(shí)間后，建筑垃圾將無處安放。同時(shí)建筑垃圾在運(yùn)輸?shù)倪^程中會(huì)產(chǎn)生粉塵、灰砂飛揚(yáng)等問題給環(huán)境帶來了很大的污染，給人們的生活帶來不便，在運(yùn)輸?shù)倪^程中也會(huì)產(chǎn)生一筆不小的費(fèi)用。有人說過這些垃圾只是放錯(cuò)地方的資源，在國外已經(jīng)有很多研究機(jī)構(gòu)在進(jìn)行研究，并且已經(jīng)取得了較大的成就。而在國內(nèi)對(duì)建筑垃圾的利用還不是很普遍，因此我們可以充分借鑒國外先進(jìn)的技術(shù)和處理方法再結(jié)合我國實(shí)際情況，對(duì)我國的建筑垃圾進(jìn)行利用。綜上分析可知，建筑垃圾循環(huán)利用成為迫在眉睫的問題。

本文主要將工地上的廢棄建筑垃圾主要是粘土磚作為再生骨料，用來代替混凝土中的部分粗骨料。通過將再生骨料破碎，測試其技術(shù)指標(biāo)，并以配制C30混凝土的粗細(xì)骨料中值設(shè)計(jì)配合比，采取固定水膠比法，分別向混凝土中摻入0%，20%，25%，30%，35%，100%，配制成標(biāo)準(zhǔn)試塊來測其抗壓強(qiáng)度，以取得再生骨料摻入量的最佳取值范圍。

1 原材料的技術(shù)指標(biāo)

（1）天然粗骨料（石子）的堆積密度：

（5）膠凝材料（水泥）

試驗(yàn)所用水泥為42.5普通硅酸鹽水泥。

（6）外加劑（減水劑）

本試驗(yàn)使用的減水劑為萘系減水劑，通過試驗(yàn)測得其減水率為20%。

（7）建筑垃圾（粘土磚以下稱為再生骨料）

試驗(yàn)采用的再生骨料是建筑物拆除墻體材料，主要是粘土磚，我們把收集到的粘土磚用顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，然后再用標(biāo)準(zhǔn)砂進(jìn)行篩分，按照《GB14685-2001：建筑用卵石、碎石修改版》進(jìn)行級(jí)配調(diào)整。骨料的技術(shù)指標(biāo)如表1所示：

表1 骨料的技術(shù)指標(biāo)

2 配合比設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)試件制作

試驗(yàn)采用試配C30混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，水泥：328.89kg，砂：673.09kg，石子：1250.02kg，水：148kg，減水劑：3.29kg。本試驗(yàn)以蘭州某拆遷工地廢棄的墻體粘土磚為再生粗骨料來制備水泥混凝土試塊，試驗(yàn)過程中嚴(yán)格控制粗骨料替代率這一變量，每組分別以再生粗骨料取代率為0%，20%，25%，30%，35%，100%，分別配制6組試驗(yàn)。試驗(yàn)制成制成150mm×150mm×150mm的標(biāo)準(zhǔn)試塊，分別測其坍落度和7天抗壓強(qiáng)度。

試塊的制作養(yǎng)護(hù)和試驗(yàn)方法均嚴(yán)格按照《普通混凝土拌和物性能試驗(yàn)方法》（GB/T50080-2002）進(jìn)行拌合，試件澆筑后在實(shí)驗(yàn)室靜置24h后拆模，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)至7d后進(jìn)行試塊試驗(yàn)。由于再生骨料粘土磚的吸水性很大，給試驗(yàn)帶來了很大的麻煩，通過試驗(yàn)分析，選擇在進(jìn)行骨料拌合前先把再生骨料浸泡，讓骨料充分吸收水分，然后再把骨料表面風(fēng)干后再進(jìn)行試驗(yàn)，解決這一難題。

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

各組試驗(yàn)所采用的配合比如表2所示。

表2 單位體積材料用量（kg/m3）

粗骨料替代率：再生骨料體積=天然骨料體積，經(jīng)試驗(yàn)可知天然粗骨料與再生粗骨料的堆積密度不相同，為了使試驗(yàn)數(shù)據(jù)更為可靠，在試驗(yàn)時(shí)采取等體積代換。

在試驗(yàn)時(shí)測得混凝土坍的落度和試塊在萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗壓試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)如表3所示：

表3 混凝土各指標(biāo)值

結(jié)合所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制再生骨料摻入量對(duì)混凝土試塊強(qiáng)度的影響圖如下圖1所示：

圖1 再生骨料摻入量對(duì)混凝土試塊強(qiáng)度的影響（7d）

圖1表數(shù)據(jù)分析可知，在其他因素不變的條件下，隨著再生骨料摻入量的增加，試塊的抗壓強(qiáng)度總體呈先升高后降低的一種趨勢，在再生骨料摻入量達(dá)到25%時(shí)，試塊的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值。而且從圖表中可以明顯看出，當(dāng)再生骨料的摻入量在20%～35%時(shí)，混凝土的強(qiáng)度有很大的提高。

總之，摻入再生骨料試塊的抗壓強(qiáng)度比用天然骨料制成試塊的強(qiáng)度要高，分析原因主要有兩點(diǎn)：其一，再生骨料的比表面積相比天然骨料的比表面積大，接觸面積增大，使得骨料之間的握裹力增強(qiáng)；其二，由于再生骨料表面的空隙較天然骨料多，使得水泥漿可以充分發(fā)揮其作用，并且有效填充到再生骨料的的內(nèi)部孔隙當(dāng)中，提高了再生骨料的密實(shí)度，使得試塊整體的強(qiáng)度得到提高。

4 結(jié)論

在整個(gè)試驗(yàn)過程中嚴(yán)格控制再生骨料摻入量這一變量，通過對(duì)測得試塊7天抗壓強(qiáng)度的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，試塊的強(qiáng)度隨著再生骨料的摻入量總體呈先增加后降低的趨勢。最終可以得出再生骨料的摻入量在20%～35%這一范圍時(shí)能夠使混凝土強(qiáng)度有很大的提高。這在一定程度上說明將建筑垃圾充分用在水泥混凝土中，不僅可以節(jié)約資源，還可以保護(hù)環(huán)境，將帶來很大的社會(huì)效益。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]