建筑垃圾再生骨料在地輻熱混凝土中的應用研究*

孟剛，劉天云，張凱峰，崔慶怡，黃培增，王寧

（1. 中建西部建設北方有限公司，陜西 西安 710065 ；2. 陜西省建筑科學研究院，陜西 西安 710082）

0 引言

隨著城市建設步伐的加劇，建筑垃圾的產量與日俱增。住房和城鄉建設部副部長仇保興曾透露，我國建筑垃圾的數量已占到城市垃圾總量的 30%～40%。統計數據顯示，目前我國城市垃圾總量為 21 億～28 億噸，每年新產生建筑垃圾超過 3 億噸。近年，西安市加快了城中村拆遷改造工程，建筑垃圾產量日趨增加，平均每年產生建筑垃圾約 3500 萬噸，折合體積約 2000 萬立方米。老舊城區多為磚混建筑，產生的建筑垃圾中廢舊燒結粘土磚占據主要部分，限于燒結粘土磚的材料性能，難以將磚混建筑垃圾制作成高品質的再生骨料用于生產結構用混凝土。因此，本文采用此類建筑垃圾制備的粗骨料，配制地輻熱混凝土，并展開應用研究[1-3]。

1 試驗方案與原材料

1.1 試驗方案

建筑垃圾中廢磚的主要成分為 SiO2和 Al2O3，并含有少量的 Fe2O3、CaO 和 MgO[4]，可用作混凝土粗骨料。本次試驗主要采用 5～16mm 廢磚再生骨料，取代部分天然粗骨料，配制強度等級為 C15 的地輻熱混凝土。建筑垃圾再生骨料呈多孔狀結構，易吸水，因此，在試驗之前，先將骨料在水中浸泡至吸水飽和，根據配制混凝土的性能，探究最佳取代率。試驗用配合比如表 1 所示。

1.2 試驗原材料

水泥采用銅川聲威水泥 P·O42.5，28d 膠砂強度49.5MPa；粉煤灰采用陜西韓城第二電廠 Ⅱ 級粉煤灰，細度9.6%；礦粉采用陜西立之林礦粉 S95 級，活性指數 103%；砂采用渭河中砂，細度模數 2.5；卵石采用渭河 5～16mm 卵石。外加劑采用自主生產復配的聚羧酸系高效減水劑。

建筑垃圾采用西安地區某生產廠家利用磚混建筑垃圾生產的粒徑為 5～16mm 的再生骨料，粒型良好，級配為連續級配，雜物含量少。建筑垃圾再生骨料的檢測結果如表 2 所示。

表1 混凝土基準配合比 kg/m3

表2 建筑垃圾再生骨料的檢測結果

2 結果與討論

采用不同的取代率，取代部分粗骨料，檢測混凝土的性能結果如表 3 所示。

表3 不同取代率對再生骨料混凝土性能的檢測結果

再生粗骨料不同取代率對混凝土性能的影響如圖 1、圖 2所示。

圖1 再生粗骨料對混凝土工作性的影響

圖2 再生粗骨料對混凝土抗壓強度的影響

通過圖 1、圖 2 可知，隨著取代率的增加，建筑垃圾再生骨料用量的增多，用水量逐步提高，水膠比增加，抗壓強度逐步下降。當取代率為 50% 時，抗壓強度低于設計值。在取代率不超過 40% 時，混凝土的和易性較好，當取代率大于 40%，混凝土的流動性、包裹性、保水性隨著取代率的增加，越來越差。分析原因，當取代率大于 40% 之后，建筑垃圾再生骨料的吸水量增多，用水量增加，水膠比增大，漿體的粘聚性變差，無法較好的包裹骨料，和易性變差；建筑垃圾再生骨料呈多孔狀結構，在吸附了大量水后，會釋放部分水，游離在漿體之外，導致混凝土泌水。綜上所述，取代率為 40% 時，新拌混凝土的工作性能及抗壓強度均能滿足設計要求，為最佳取代率。

3 工程應用

在大量試驗的基礎上，使用最佳取代率 40% 在某工程的地輻熱混凝土中進行了應用。實際生產的再生骨料新拌混凝土，經檢測，和易性良好，滿足施工要求。經過觀察施工過程，從入模狀態來看，非常松軟，包裹性良好，漿體飽滿，不泌水，易施工，入模混凝土狀態如圖 3 所示。

在施工完成之后，按照標準規范要求進行養護，留置試件的抗壓強度滿足設計要求。硬化后的表面平整、光亮，沒有明顯的裂紋及起灰現象，硬化后的地面狀態如圖 4 所示。

4 結語

建筑垃圾再生骨料在最佳取代率為 40% 時，能配制出和易性良好，滿足施工要求，硬化后強度滿足要求的混凝土，應用在地輻熱混凝土中是可行的。使用建筑垃圾再生骨料，變廢為寶，不但創造出經濟效益，更能為環境保護做出貢獻，具有良好的社會效益。

圖3 混凝土入模狀態

圖4 混凝土硬化后狀態

[1]劉秉潔.西安市建筑垃圾資源化研究[D].西安：長安大學，2013.

[2]朱志偉.基于綜合利用建筑垃圾再生骨料混凝土的研究[D].昆明：昆明理工大學，2007.

[3]林志韋.建筑垃圾在混凝土中的再利用研究[J].科技資訊，2006,26: 62-63.

[4]朱麗蘋.建筑垃圾綜合利用現狀及利用技術探討[J].粉煤灰，2012,03: 27-29.

[5]譚勇.淺析低溫熱水地板輻射混凝土保護層裂縫的原因及控制措施[J].石河子科技，2008,01: 46-47.