許昌地區(qū)再生混凝土的初步研究

趙 超

0 引言

長(zhǎng)久以來，混凝土及磚類建材一直是公共工程及房屋結(jié)構(gòu)的基本建材，雖然它的使用年限頗長(zhǎng)，但是經(jīng)過一段長(zhǎng)時(shí)間使用后，終會(huì)因各種不同的因素，如結(jié)構(gòu)物因外力破壞而毀損、城市拆遷等，使得建筑物必須拆除，因此產(chǎn)生了大量的建筑廢棄物。

目前許昌地區(qū)的建筑廢棄物，主要以破碎的燒結(jié)磚和廢棄混凝土為主，部分用于簡(jiǎn)單的工程回填，部分通過支付一定的費(fèi)用，讓私人運(yùn)輸者運(yùn)走，私人運(yùn)輸者在城鄉(xiāng)結(jié)合處違規(guī)偷卸。最終造成可回收資源的浪費(fèi)，環(huán)境的污染，且處理費(fèi)用較高(每車約載貨量2.5 m3，運(yùn)費(fèi)30元左右)，同時(shí)觸犯了相應(yīng)法規(guī)(2005年建設(shè)部頒布的《城市建筑垃圾管理規(guī)定》和2007年許昌市政府頒布的《許昌市人民政府關(guān)于城市規(guī)劃區(qū)沿街城市綠地規(guī)劃管理辦法》)。

利用各種固體廢棄物充當(dāng)混凝土骨料的再生利用觀念行之已久。將這些破碎的砌體和混凝土當(dāng)作混凝土骨料再次循環(huán)使用，一方面可消化固體廢棄物，另一方面又可生產(chǎn)成經(jīng)濟(jì)材料以供使用。但是各類固體廢棄物諸如玻璃、碎磚、廢棄混凝土、金屬?gòu)U料、有機(jī)廢料等，對(duì)混凝土性質(zhì)可能產(chǎn)生的影響，如工作性、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度、耐久性、堿質(zhì)反應(yīng)，已有許多文獻(xiàn)發(fā)表[1-4]。但是每個(gè)地區(qū)的營(yíng)建廢棄物帶有明顯的地方性建材的特點(diǎn)，不同成分、不同含量和不同處理方式的營(yíng)建廢棄物在充當(dāng)再生骨料時(shí)，其對(duì)再生混凝土工作性能的影響也不盡相同。本文根據(jù)許昌地區(qū)營(yíng)建廢棄物中包含較多的破碎燒結(jié)磚的特點(diǎn)，初步研究許昌地區(qū)的營(yíng)建廢棄物(廢混凝土及磚類建材)充當(dāng)再生骨料時(shí)，其中的碎磚含量對(duì)再生混凝土強(qiáng)度的影響。

1 物理模型和材料

1.1 試驗(yàn)設(shè)置

拌制一組天然骨材的普通混凝土為控制組，試體編號(hào)為N-0.50，使用水灰比為0.50，此組稱為N系列;在此相同配比之下，另外拌制5組經(jīng)水洗的再生骨材(不含再生砂)混凝土，以廢棄混凝土碎塊含量為控制依據(jù)，其中使用廢棄混凝土碎石塊占總再生骨材重量比例有 2/6，3/6，4/6，5/6及6/6，剩下的粗骨材重量則為碎紅磚及碎磁磚所組成，試驗(yàn)編號(hào)依序以 R2-6，R3-6，R4-6，R5-6，R6-6來表示。所使用的再生骨材稱之為R系列，如表1所示。

1.2 材料

試驗(yàn)工作所使用的材料，包括水泥及粗細(xì)骨材等，各項(xiàng)性質(zhì)如下所述。

1.2.1 水泥

許昌市禹州無梁水泥廠生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥。

1.2.2 骨料

本試驗(yàn)再生骨材取自于許昌東城區(qū)拆遷工地現(xiàn)場(chǎng)的建筑廢棄物，包括廢棄混凝土塊、鋼筋、碎磁磚、碎紅磚、木頭、塑料、紙類等;其中木頭、塑料、紙類等雜質(zhì)會(huì)影響再生混凝土強(qiáng)度，需要分揀出去。而鋼筋則在處理過程中以電磁鐵將金屬?gòu)U棄物自廢棄混凝土塊中吸出，余留下者僅有混凝土碎塊、磚類及少數(shù)雜質(zhì)等。

天然骨料產(chǎn)地為許昌禹州，其比重為2.63 g/cm3，吸水率為1.17%，級(jí)配符合GB/T 14685-2001要求。

1.2.3 天然砂

天然砂產(chǎn)地為魯山，其比重為2.61 g/cm3，吸水率為1.03%，細(xì)度模數(shù)為2.94。篩分曲線處于級(jí)配二區(qū)。

表1 再生骨材試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

2 初步研究

按照GB/T 50081-2002普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，分別對(duì)天然骨料混凝土和不同碎磚含量的再生混凝土測(cè)定其抗彎強(qiáng)度，進(jìn)行對(duì)比。

3 試驗(yàn)結(jié)果和討論

五種不同碎磚含量的再生混凝土與天然骨材混凝土，在水灰比為0.5的情況下，其強(qiáng)度變化如圖1所示。由此可以得出結(jié)論:許昌地區(qū)的營(yíng)建廢棄物經(jīng)處理過后，再生骨材中混凝土碎石塊含量約有70%，磚類約為30%。試驗(yàn)結(jié)果顯示，磚類含量低于60%時(shí)，對(duì)于再生混凝土之力學(xué)性質(zhì)影響有限，即磚類可應(yīng)用于再生骨材中。

當(dāng)然，上述試驗(yàn)有其一定的局限性，由于磚類含量較高，將導(dǎo)致再生骨材吸水率增加，特別是在低水灰比時(shí)，表現(xiàn)得可能會(huì)更加明顯，這將會(huì)導(dǎo)致再生混凝土坍落度的降低。需考慮額外增加用水量，以滿足其工作性。關(guān)于水灰比對(duì)于含磚類再生混凝土性能的影響，筆者將會(huì)在后續(xù)研究中繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)和探討。

[1] 李 坤，張英華.再生混凝土粗骨料的基本性能試驗(yàn)研究[J].建筑科學(xué)，2006(5):64-65.

[2] 張 洪，熊學(xué)忠.廢棄混凝土再生骨料的特性研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28(3):3.

[3] 孫 犁，錢大行，張日華.再生粗骨料性能改善試驗(yàn)研究[J].混凝土 ，2008(3):37-38.

[4] 王智威.不同來源再生骨料的基本性能及其對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響[J].新型建筑材料，2007(7):57-60.