宋天霸

四川鐘鳴建設(shè)工程有限公司 四川 成都 610031

引言

近年來(lái)市政、水利、道路等工程建設(shè)力度不斷加大，產(chǎn)生了數(shù)量巨大的建筑垃圾；而建筑垃圾的合理處治成為政府、人民關(guān)注的問(wèn)題；日本和歐美由于資源、環(huán)境等因素限制，很早就開(kāi)始了再生混凝土研究和應(yīng)用，在再生混凝土應(yīng)用方面比較成熟；我國(guó)再生混凝土研究應(yīng)用起步相對(duì)較晚，全國(guó)各地發(fā)展不均衡。本文著力于研究使用破舊廢棄混凝土等建筑垃圾生產(chǎn)再生混凝土，用于水利水電、道路、市政等工程項(xiàng)目，解決建筑垃圾污染、占地、消耗等問(wèn)題，同時(shí)減少天然砂石料的開(kāi)采，節(jié)約資源，降低工程成本，保護(hù)環(huán)境，響應(yīng)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

1 再生骨料的特點(diǎn)

再生骨料是由廢棄混凝土通過(guò)清洗、破碎、分級(jí)和按一定比例相互配合后得到的骨料，再生骨料包括再生粗骨料[1]和再生細(xì)骨料[2]，與天然骨料在外觀、物理、力學(xué)指標(biāo)上都有一定差別，具體如下：

再生粗骨料分為三種：①包裹有砂漿的石子、②脫離砂漿的凈石子、③砂漿塊。一般粒徑范圍有：5～16mm、5～20mm、5～25mm、5～31.5mm、5～40mm連續(xù)級(jí)配或者5～10mm、10～20mm、16～31.5mm、20～40mm單級(jí)配等。

吸水率高，一般天然粗骨料吸水率0%～3%，再生粗骨料大多吸水率3%～20%，配合比中用水量增加。

表面粗糙，在混凝土中有利于咬合嵌緊。

耐磨性較差，不適用于路面層混凝土。

壓碎值較大，預(yù)計(jì)再生混凝土與基準(zhǔn)混凝土相比強(qiáng)度只能達(dá)到70%～85%。

漢源縣第二通道改建工程路面面板破舊混凝土，約有12000m3，抗壓強(qiáng)度為38～46MPa之間。

2 再生混凝土配合比設(shè)計(jì)研究

本研究欲將這些面板破碎混凝土破碎、清洗、分級(jí)待用，檢測(cè)再生粗細(xì)骨料各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)，與漢源縣老虎溝砂場(chǎng)生產(chǎn)的天然粗細(xì)骨料比對(duì)各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)和配制混凝土的性能及強(qiáng)度。若再生骨料生產(chǎn)的再生混凝土各項(xiàng)指標(biāo)滿足使用要求，可以將漢源二通道面板破碎混凝土生產(chǎn)成再生集料，配制再生混凝土用到擋墻、邊坡、涵洞等處；解決建筑垃圾污染、占地、消耗等問(wèn)題，變廢為寶，降低工程成本，保護(hù)環(huán)境。

2.1 原材料

將原C40混凝土試塊破碎篩分成再生骨料，老虎溝砂場(chǎng)的砂石加工系統(tǒng)為顎式破碎，生產(chǎn)的再生骨料粒型較好，針片狀顆粒很少，見(jiàn)圖1；與天然原生砂石骨料對(duì)比各方面物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1至表4：

圖1 C40混凝土再生骨料

表1 C40混凝土再生粗骨料各項(xiàng)指標(biāo)

表2 C40混凝土再生細(xì)骨料各項(xiàng)指標(biāo)

表3 老虎溝砂場(chǎng)原生粗骨料各項(xiàng)指標(biāo)

表4 老虎溝砂場(chǎng)原生細(xì)骨料各項(xiàng)指標(biāo)

2.2 再生混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)。

JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》

GB/T 14684-2011《建設(shè)用砂》

GB/T 14685-2011《建設(shè)用卵石、碎石》

GB/T 25176-2010《混凝土和砂漿用再生細(xì)骨料》

GB/T 25177-2010《混凝土用再生粗骨料》

JGJ/T 240-2011《再生骨料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》

JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》

山東省 DB37/T 5176-2021《再生混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》

GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》

GB 8076-2008《混凝土外加劑》

2.2.2 設(shè)計(jì)過(guò)程。

（1）根據(jù)第一步表中二通道路面破碎面板混凝土再生粗骨料的各項(xiàng)參數(shù)，該再生粗骨料屬于Ⅱ類再生粗骨料，可用于配制C40及以下等級(jí)再生混凝土；再生細(xì)骨料屬于Ⅰ類再生細(xì)骨料，可用于配制C40及以下等級(jí)再生混凝土[3]。

（2）C20、C25、C30再生混凝土配合比各材料用量計(jì)算參照J(rèn)GJ/T 240-2011《再生骨料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》、山東省 DB37/T 5176-2021《再生混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》、JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》三本規(guī)范來(lái)調(diào)整； 因再生骨料的來(lái)源廣而雜，種類多樣，各項(xiàng)性能指標(biāo)并不一定能一致的能判定為Ⅰ類或者Ⅱ類、Ⅲ類骨料； 不能單一的照搬某本規(guī)范的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算公式，在做再生混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)骨料具體情況參照以上幾本規(guī)范調(diào)整、試配出最佳配合比[4]。

（3）各等級(jí)再生混凝土經(jīng)過(guò)試配試拌檢測(cè)其拌合物性能，出現(xiàn)以下幾個(gè)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)調(diào)整、試配提出了相應(yīng)解決辦法，如下：

再生混凝土容重偏小、孔隙偏多影響耐久性——解決辦法是膠凝材料中摻入＞20%粉煤灰；

再生混凝土和易性差，流動(dòng)性、粘聚性、保水性不好——解決辦法是提高0.1%減水劑摻量，粉煤灰超摻1.2倍；

再生混凝土由于再生骨料需水量大，澆筑后容易干縮——解決辦法是在生產(chǎn)再生混凝土之前每方灑水10kg使再生骨料預(yù)飽和（也可加入適量膨脹劑抵消部分干縮變形）；

再生混凝土由于再生骨料的裂隙、與水泥砂漿的黏合等原因造成抗壓、抗拉強(qiáng)度稍低——解決辦法是比原生砂石料砼多加0.1%減水劑（或者增加單方水泥用量）。

再生混凝土配合比經(jīng)過(guò)調(diào)整、改善各方面性能指標(biāo)后與老虎溝砂場(chǎng)天然砂石料混凝土各項(xiàng)指標(biāo)比見(jiàn)表5至表7，其中天然砂石料的混凝土配合比設(shè)計(jì)按規(guī)范進(jìn)行[5]。

表5 C20原生骨料混凝土與再生骨料混凝土各指標(biāo)對(duì)比

表6 C25原生骨料混凝土與再生骨料混凝土各指標(biāo)對(duì)比

表7 C30原生骨料混凝土與再生骨料混凝土各指標(biāo)對(duì)比

2.2.3 結(jié)論。

經(jīng)以上試驗(yàn)，得出如下結(jié)論：

（1）膠凝材料中摻入＞20%粉煤灰，再生混凝土黏聚性、密實(shí)性較好；

（2）在生產(chǎn)再生混凝土之前每立方米骨料灑水10kg使再生骨料預(yù)飽和，再生混凝土澆筑后干縮減小，與原生砂石料混凝土接近；

（3）再生混凝土比原生砂石料混凝土多加0.1%減水劑，增加單方水泥用量10kg，再生混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到同等級(jí)原生砂石料混凝土強(qiáng)度。

調(diào)整后的C20、C25、C30再生混凝土容重、含氣量、坍落度強(qiáng)度、和易性可滿足工程現(xiàn)場(chǎng)使用要求； 漢源縣城第二通道改造項(xiàng)目使用原老舊路面破碎面板混凝土（C40）生產(chǎn)再生骨料，進(jìn)行再生混凝土生產(chǎn)、使用，澆筑了約8000立方米C20擋墻混凝土，節(jié)約成本、產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益。