范曉玲 羅 健 陳忠強(qiáng) 李 鋒

（成都建工預(yù)筑科技有限公司，四川 成都 610000）

我國(guó)城市垃圾總量隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展也隨之增多，其中，建筑垃圾占垃圾總量的30%～40%，按照500～600 t/×104 m2標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，截至 2020 年，我國(guó)的建筑垃圾預(yù)計(jì)突破30×108 t，這將對(duì)生態(tài)環(huán)境、氣候等造成嚴(yán)重后果。利用建筑垃圾制備再生骨料配制混凝土，使資源循環(huán)利用，可以減少開發(fā)天然資源、降低能源消耗、保護(hù)環(huán)境、減輕“熱島效應(yīng)”的影響，還可以節(jié)省工程造價(jià)。建筑垃圾可用于路面基層填方、配制路面磚，摻加一定量建筑垃圾的普通混凝土，可用于中高層建筑物的承重結(jié)構(gòu)材料。國(guó)內(nèi)外的工程經(jīng)驗(yàn)表明，強(qiáng)度和耐久性是切實(shí)可行的。此外，近年采用再生骨料制備路面磚的研究應(yīng)用較多，有較好的推廣應(yīng)用效果，再生混凝土路面磚鋪設(shè)城市道路，不僅可以防澇減災(zāi)，還可以促進(jìn)水資源的循環(huán)、保護(hù)城市生態(tài)平衡、改善城區(qū)氣候，雨季還可以改善道路的舒適性和安全性，適用于排水性的道路基層、高速道路兩側(cè)護(hù)欄及中央隔離帶、人行橫道、小區(qū)庭院、停車場(chǎng)、商店街區(qū)、廣場(chǎng)水邊護(hù)坡、公園內(nèi)道路，亦可適用于修建輕型機(jī)動(dòng)車道路。因此，研制再生骨料路面磚具有很大的環(huán)境效益、社會(huì)效益。

本文將建筑垃圾中的混凝土和紅磚用破碎機(jī)破碎后，作為再生細(xì)骨料，將其用于路面磚中部分替代普通砂，研究不同替代比例對(duì)路面磚性能的影響。

1 原材料

本試驗(yàn)所采用的原材料有：

（1）水泥：PO42.5R普通硅酸鹽水泥，四川峨勝水泥有限公司生產(chǎn)，其主要物理性能指標(biāo)如表1所示。

（2）粉煤灰：Ⅱ級(jí)粉煤灰，成都本地產(chǎn)，其物理性能指標(biāo)如表2所示。

（3）砂：石粉砂、再生混凝土砂和再生紅磚砂，3種砂的物理性能指標(biāo)如表3所示。

（4）粗骨料：粗骨料為粒徑5～10 mm碎石。

（5）外加劑為自制外加劑。

表1 水泥的主要物理性能

表2 粉煤灰的主要物理性能

表3 砂的物理性能

2 試驗(yàn)方法

路面磚基層混凝土設(shè)計(jì)密度為2400 kg/m3，干法壓制路面磚通體采用基層混凝土制備，半濕法工藝壓制路面磚為先布面料，再布基層混凝土料。干法和半濕法工藝試樣成型所用的?？虺叽鐬?00 mm×600 mm×120 mm，壓制強(qiáng)度5.0 MPa，靜壓成型。試樣壓制成型脫模后，自然養(yǎng)護(hù)1d后移至標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)至28d進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測(cè)。

抗壓強(qiáng)度檢測(cè)方法：將路面磚切割為100 mm×100 mm×80 mm 尺寸的磚塊，按照標(biāo)準(zhǔn)GB/28635-2012《混凝土路面磚》進(jìn)行檢測(cè)。

3 再生混凝土砂對(duì)干法壓制成型路面磚性能的影響

為研究再生混凝土骨料摻量對(duì)路面磚性能的影響，基層混凝土水灰比固定為0.26，外加劑摻量為膠凝材料的1%，粗骨料用量為400 kg/m3，如表5中所示為采用混凝土破碎制得的再生骨料，按照0%、50%、100%比例取代天然砂石制備混凝土路面磚時(shí)基層混凝土配合比和相應(yīng)的28 d抗壓強(qiáng)度。

表4 再生混凝土砂路面磚配比及性能

從表4中可見，在不同膠材用量，采用混凝土破碎制得的再生混凝土骨料，摻量增加時(shí)，混凝土路面磚的抗壓強(qiáng)度均略有提高。這主要是由于混凝土含有一定量未水化完全的水泥顆粒，在破碎后，這部分顆粒裸露出來，繼續(xù)參與到路面磚混凝土的水化反應(yīng)中，生成水化硅酸鈣填充在混凝土空隙中，從而提高了混凝土的密實(shí)度，增加了混凝土路面磚的抗壓強(qiáng)度。此外，從表5中數(shù)據(jù)可見摻加再生混凝土砂石的干法壓制成型的路面磚，隨著膠凝材料的增加，路面磚強(qiáng)度增加，在膠凝材料不小于600kg/m3時(shí)，再生路面磚的抗壓強(qiáng)度可大于40.0 MPa。

4 再生紅磚砂對(duì)再生路面磚性能的影響

為研究再生紅磚砂骨料對(duì)干法壓制的路面磚抗壓強(qiáng)度的影響，本組試驗(yàn)基層混凝土水灰比固定為0.26，外加劑摻量為膠凝材料的1%，粗骨料用量為400kg/m3，如表5所示為采用再生紅磚砂替代天然砂的0%、50%、100%，基層混凝土配合比和相應(yīng)的28d抗壓強(qiáng)度。

從表5中數(shù)據(jù)可見，當(dāng)采用再生紅磚砂替代天然砂時(shí)，紅磚摻量越高，路面磚強(qiáng)度越低，當(dāng)摻量為50%時(shí)，強(qiáng)度下降為對(duì)照強(qiáng)度的90%～93%，當(dāng)摻量為100%時(shí)，強(qiáng)度則下降到80%以下，可見紅磚砂的摻加對(duì)混凝土路面磚的抗壓強(qiáng)度有較大影響。因此，當(dāng)再生細(xì)骨料主要成分為紅磚時(shí)，摻量不宜大于50%。通過以上試驗(yàn)可見，采用干法靜壓成型生產(chǎn)再生混凝土路面磚膠凝材料用量需不少于600 kg/m3。

表5 再生紅磚砂路面磚配比及性能

5 半濕法工藝壓制成型再生路面磚

為了進(jìn)一步提高再生混凝土路面磚力學(xué)性能，節(jié)約膠凝材料用量，研究采用半濕法工藝生產(chǎn)路面磚，為了與干法制備的路面磚性能有更好的對(duì)比，開展了干法路面磚強(qiáng)度試驗(yàn)，基層混凝土的水灰比為0.26，外加劑摻量為膠材用量的1%，粗骨料用量為400 kg/m3，如表6中所示為干法路面磚用基層混凝土路面磚配比及性能。而采用半濕法工藝時(shí)的面層漿料M0配比如表7所示，面層砂漿設(shè)計(jì)容重為2200 kg/m3，面層砂漿布料厚度為1 cm，半濕法工藝采用的基層為干硬性混凝土，厚度為7 cm。表8中為半濕法工藝路面磚基層混凝土配比及路面磚性能。

表6 干法壓路面磚用基層混凝土配比及性能

表7 半濕法路面磚面層砂漿料配比

表8 半濕法路面磚基層混凝土配比及性能

從表6、表7和表8中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，半濕法工藝較干法壓制工藝制備的路面磚強(qiáng)度更高。這主要是由于干法壓制的路面磚為靜壓壓制，非振動(dòng)加壓成型，干法壓制時(shí)干硬性的面料和底料骨料顆粒填充不夠密實(shí)，且面料和底料水灰比較低，影響膠凝材料的水化，因此強(qiáng)度較差；采用半濕法壓制時(shí)，成型后的路面磚混凝土水灰比更高，更有利于膠凝材料的水化，因而提高了路面磚強(qiáng)度。此外，再生紅磚砂的摻量對(duì)路面磚強(qiáng)度有較大影響，摻量越高，路面磚的強(qiáng)度越低。

6 結(jié)論

通過本文的試驗(yàn)研究可見：

（1）再生紅磚砂的摻量對(duì)路面磚強(qiáng)度有較大的影響，摻量越大，路面磚強(qiáng)度越低。

（2）再生混凝土砂的摻量增加有利于提高混凝土路面磚的抗壓強(qiáng)度。

（3）相同膠材配比的路面磚，不同的成型方法對(duì)路面磚抗壓強(qiáng)度影響較大，相同配比的路面磚基層混凝土，采用半濕法成型工藝的路面磚抗壓強(qiáng)度較干法工藝成型的路面磚抗壓強(qiáng)度高。