再生骨料在墻體材料中的應用技術研究

賀福明 姜新佩

現在,由于城鎮化高速發展,舊城改造步伐加快,導致許多混凝土建筑物和磚混建筑物、構筑物、路面等被拆除,大量的建筑垃圾產生。將廢棄混凝土塊和磚塊經加工、破碎、篩分、分選、潔凈后,按一定的級配混合形成新的骨料,稱作再生骨料。這些年來,國內外開展很多再生骨料代替天然骨料配制的再生骨料墻體材料的研究,取得了很多成果[1]。這些研究表明,由于再生骨料具有空隙率大、吸水率高、收縮嚴重[2]的特點,和普通骨料配制的混凝土空心砌塊和空心磚相比,其具有抗壓強度低,強度穩定性不佳,實驗強度標準差,離散性大的缺點。但其保溫性能有所改善。利用再生骨料在混凝土和多孔磚的使用量不低于原料總量的50%的砌塊和磚,稱為再生砌塊和再生磚。因為再生多孔磚對混凝土的工作性能要求低;另一方面,再生骨料比天然骨料密度低,導熱系數低,目前國內外對此有所研究但不全面。本研究就項目對生產工藝方面存在的問題,通過對粗細骨料的精細化分類的實施,采用蒸壓及蒸汽養護,使得再生多孔磚的強度達到MU30,而且使其強度穩定性有質的提高,收縮率減小。這些研究為再生多孔磚的大規模研究提供基礎。

1 再生骨料的分類

根據篩分后再生骨料的級配、堆積密度、壓碎指標、針片狀顆粒含量、微粉含量等技術指標及主要組分將粗細骨料分為三類,其中一類主要由粘附有水泥石和水泥砂漿的天然石組成,含有少量砂漿塊體;第二類由附有水泥石和水泥砂漿的天然碎石、磚塊、砂漿組成;第三類主要由磚塊、砂漿組成,含有少量的粘附有水泥石和水泥砂漿的天然碎石。

表1 MU30多孔磚配合比及成型參數

表2 MU30多孔磚物理性能

2 再生骨料多孔磚的生產與質量檢測

2.1 原材料質量控制

1)再生骨料:顆粒級配不合理,骨料的松散堆積空隙率增大;微粉含量過大,骨料的總表面積增大,這兩方面因素都會使產品的相對含水量過大,干燥收縮變大,并且浪費水泥。因此,再生粗骨料經檢測符合相應的類別,粒徑不宜大于10 mm,顆粒級配符合GB/T 14685-2001建筑用卵石、碎石[3]中5 mm～10 mm粒級的級配要求。再生細骨料,經檢測符合相應的類別,顆粒級配符合GB/T 14684-2001建筑用砂[4]中顆粒級配要求;2)水泥:應符合GB 175[5]的規定。本項目使用32.5級礦渣硅酸鹽水泥,28 d抗壓強度37.5 MPa;3)水:應符合JGJ 63[6]的規定。本項目使用自來水;4)粉煤灰:應符合GB/T 1596[7]的規定。本項目使用Ⅲ級灰,燒失量:11.2%,需水量比:108%,細度(45 μ m 方孔篩篩余):31.4%;5)摻加劑:堿性激發劑。

2.2 生產工藝控制

1)計量準確;2)攪拌時間要有保障;3)宜采用蒸壓養護或蒸汽養護;4)成品的存放應有墊板,防止受潮吸水。雨天要有覆蓋。

2.3 再生磚的研制與生產

1)配合比。配合比設計的目的是使用Ⅰ類再生粗細骨料試制生產高強度等級的墻體材料,M U30多孔磚級配經過多次試配確定。M U30多孔磚配合比見表1,本項目再生多孔磚的規格為240 mm×115 mm×90 mm。再生磚壓制成型后,蒸養24 h,自然養護至齡期28 d后測定再生磚的各項物理性能。2)物理性能測定。依據GB/T 4111-1997混凝土小型空心砌塊試驗方法[8]對再生多孔磚的物理性能進行測定。MU30多孔磚物理性能見表2。

3 結語

1)對再生骨料進行分類:a.可以提高再生骨料的均質性,從而可以提高產品的均質性,使產品的標準偏差減小,變異系數減小;b.可以獲得品質的再生粗、細骨料,即堆積密度、壓碎指標值等性能指標接近天然的優質原料,生產出高品質的墻體材料;c.可以提高建筑廢棄物資源的可利用程度。2)用Ⅰ類再生粗、細骨料制成的多孔磚,強度等級可達MU30,干燥收縮率小于0.020%,軟化系數大于0.90,相對含水率小于28%。3)摒棄建筑廢棄物回收利用率100%才是節省資源、保護環境的意識形態,微粉可作低級利用,作一般回填用,以免給產品質量帶來不利影響。4)應加強對生產工藝的控制,重視產品的養護制度,以生產出高品質的再生墻體材料為目標,加強宣傳,得到建材行業人士的認可,以利于建筑廢棄物更大范圍和更大量的資源化利用。

[1] 肖建莊,李佳彬,蘭 陽.再生混凝土技術最新研究進展與評述[J].混凝土,2003(6):17-20.

[2] 李佳彬,肖建莊,孫振平.再生粗骨料基本特性及其對混凝土性能的影響[J].建筑材料學報,2004(4):390-395.

[3] GB/T 14685-2001,建筑用卵石、碎石[S].

[4] GB/T 14684-2001,建筑用砂[S].

[5] GB 175,建筑用水泥[S].

[6] JGJ 63,建筑用水[S].

[7] GB/T 1596,建筑用粉煤灰[S].

[8] GB/T 4111-1997,混凝土小型空心砌塊試驗方法[S].