建筑垃圾再生粗骨料混凝土性能分析

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摘要：目前對廢棄混凝土垃圾進行破碎加工，并將其用于生產再生混凝土。但是破碎產生的粗骨料質量不穩定，因此有必要對骨料的性能進行分析，為后續建筑垃圾再生粗骨料的應用提供技術支持。

關鍵詞：建筑垃圾；再生粗骨料；混凝土

建筑垃圾會對環境造成不利影響，處理時需花費大量的人力和物力。為較好地應對上述難題，進一步提高固廢資源的利用率，相關科技人員展開了建筑垃圾資源再生利用的研究，并取得了一定的經濟效益［1］。建筑垃圾資源再生技術，主要是對其中的部分固體廢棄物進行篩選分揀，挑選出有用物質進行破碎，對其進行再利用，從而有效緩解建筑垃圾帶來的環境壓力，提升固廢資源的利用率。本文以建筑垃圾為研究對象，對其中的粗骨料混凝土開展試驗測試，獲得相應的參數，希望能夠對建筑垃圾再生粗骨料混凝土的性能研究提供基礎數據支持。

1原材料試驗

1.1骨料的級配

建筑垃圾中，鋼筋、混凝土，磚石等所占比例較大，是當前的建筑垃圾處理的重點。對再生骨料開展研究，就是對上述物質實施分揀和破碎，并篩選出有用部分并加以利用。在分揀工作中，主要是將建筑垃圾中的混凝土和鋼筋進行分離，并采用破碎手段，將大塊的混凝土變為小塊［2］。在篩選過程中，將破碎后的混凝土按照JGJ52-2006《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》標準進行篩選，從而明確混凝土骨料顆粒級配情況，具體如表1所示。由表1可知，混合骨料中那些顆粒直徑小于4.75mm的細骨料在骨料中占據著較大比例，剩余的粗骨料占40%左右。其中，對于粗骨料而言，尤其是那些骨料顆粒的直徑在4.75~9.5mm的顆粒而言，砂率大概在60%左右，上述數據已經超出了JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規范》中的最高閾值［3］。

1.2骨料的表觀密度、堆積密度等物理參數的分析

根據表1的相關數據，將骨料顆粒大于4.75mm的再生骨料進行測試，采用多次檢測之后取其平均值，就可以統計得到骨料顆粒直徑為4.75mm的再生粗骨料的相關參數，包括表觀密度、堆積密度孔隙率值等參數。基于上述參數，對同等情況下的天然、再生粗骨料進行測試分析，其相應的表觀密度、堆積密度等相關數據如表2所示。根據表2可知，與同等情況下的天然骨料相比，再生骨料的表觀密度及堆積密度值均有所降低，但是孔隙率卻有所提升。造成上述現象的原因是再生骨料表面附著水泥砂漿，從而導致相關參數有所變化。

1.3骨料的壓碎數值分析

粗骨料的壓碎值也是混凝土質量的一個重要參數，通過該參數可以有效判斷混凝土中粗骨料的抗壓性能。通過測試混凝土粗骨料的壓碎值，能夠有效推測該種再生粗骨料混凝土的質量和強度。在實際測試中，對天然粗骨料和再生粗骨料的實際壓碎值進行測量，二者實際的數值分別為17.9%和20.5%。由上述數值可知，再生粗骨料相對于天然骨料而言，其強度較低，在實際使用中的效果不如天然粗骨料。產生上述現象的原因主要包括以下兩點：（1）建筑垃圾在開展篩選和破碎過程中，對于其內部的結構性能帶來較大的負面影響，破壞了再生骨料顆粒的堅固性，和天然骨料相比更易破碎。（2）對于再生骨料而言，其顆粒表明附著了一層水泥砂漿，在遇到外部環境變化時容易脫落和碎裂，從而影響了再生骨料的結構，降低了再生骨料的抗壓性能。

1.4骨料對混凝土抗壓強度的影響

通過上述分析可知，再生粗骨料的抗壓性能影響著骨料的質量和實際使用情況，抗壓性能的高低和再生粗骨料的替代率有著密切聯系，當再生粗骨料的替代率低于30%時，再生粗骨料和普通粗骨料的混凝土抗壓強度差距較小。一旦再生粗骨料的替代率升高時，其抗壓強度就會隨之降低。如果再生粗骨料取代50%的天然骨料時，則混凝土的抗壓強度降低5%~20%。當再生粗骨料100%替代天然骨料時，混凝土的抗壓性能急劇下降，最大幅度達到30%。且經過相關測試可知，由于不同的再生骨料成分之間的差異，粗骨料的抗壓性能也存在較大的差異。同天然粗骨料混凝土相比，相同配比的混凝土抗壓強度大約要低15%左右。

2再生粗骨料混凝土試驗

2.1配比測試分析

在開展配合比分析中，主要是對其中的原材料進行分析。在此次測試中，試驗所用的材料包括普通硅酸鹽水泥、粉煤灰和再生粗骨料。其中普通硅酸鹽水泥滿足標準規范，再生粗骨料顆粒中，由水泥砂漿包裹的石子含量大約為50%，磚瓦顆粒含量為35%，純水泥砂漿為11%，其他雜質為4%。粉煤灰采用II級粉煤灰，細骨料應用高級配的中砂，碎石為連續級配的石灰巖碎石，水為常規自來水。為了選出各原料的最佳摻量，各原材料用量見表3所示。再生骨料的表面存在大量的空隙，因此在開展測試之前需要對再生骨料進行處理，主要采用水浸法，從而使空隙達到飽和。然后再按照既定流程投入不同的材料，確保不同組分能夠實現均勻混合。根據上述測試流程，對不同情況下的試驗結果數據進行記錄，結果如表4所示。

2.2強度分析

結合表3和表4可知，試驗對象參照GB/T25177-2010《混凝土用再生粗骨料》設定具體的配合比，其中的水泥和砂、以及石子和水的比例為160:703:894:119。根據混凝土操作流程，將其澆筑在規定尺寸的模具中，通過相關的壓實振搗后對混凝土進行相同條件下的養護工作。然后再對其進行強度測試，結果表明抗壓強度達到了10.2MPa，該項數據證實了建筑垃圾再生粗骨料代替天然粗骨料可以滿足建筑混凝土的施工要求。

2.3耐久性分析

再生粗骨料相比天然粗骨料而言，結構緊密度相對疏松，且孔隙度也相對較大。這使得再生粗骨料在使用過程中容易受到外部環境的影響，尤其是在北方冬季的室外環境中，凍害所帶來的負面影響較為嚴重，因此需改善其相關性能。目前常采用的措施就是在再生骨料中添加一定的外加劑，用以提升再生粗骨料的抗凍性能，例如，對于設計強度為C30的混凝土，使用時需要摻加YJ-4型高效防凍劑，可以使混凝土在-（10）℃的外部環境中能繼續保持其強度，水泥的水化過程持續下去。由于水泥水化的速度和外在溫度呈現正向變化趨勢，溫度越低水泥水化速度越慢，因此在零攝氏度以下，養護過程中水泥水化速度較慢，使得再生粗骨料混凝土的強度增長保持在一個較低數值。

3結論

加大對建筑垃圾再生粗骨料的應用力度，能在一定程度上節約自然資源，保護環境。開展對混凝土的性能的相關研究，可以掌握再生骨料混凝土的相關性能，把握其和易性,水膠比等的影響關系，對于進一步控制再生骨料混凝土強度具有重要作用，也有助于建筑垃圾再生粗骨料混凝土的進一步推廣。

參考文獻

［1］李偉杰.建筑垃圾再生骨料混凝土試驗初步研究［J］.湖北農業科學，2019，58（15）：66-67，114.

［2］張雙艷，馬嘯.再生骨料取代率對混凝土性能的影響［J］.混凝土世界，2019（5）：66-70.

［3］趙娟，宋軍超，余海濤，等.建筑垃圾再生粗骨料不同取代摻量對再生混凝土性能的影響［J］.廣東建材，2016，32（7）：14-16.

作者：林靖 單位：福建永宏建設工程有限公司