建筑垃圾再生混凝土抗壓性能研究

潘 濤 資雯婷 李采蘭 劉志文 王繼良

（昆明學院城鄉建設與工程管理學院，云南 昆明 650214）

自新中國成立以來，國民經濟快速發展，城市化的進程加快，帶來了建筑業的飛速發展。城市建筑、交通的規模也越來越大，每天都有大量廢棄、老舊建筑被拆除，成批新的建筑物在城市里拔天而起。在這一過程中也伴隨著大量的建筑垃圾（廢磚、廢混凝土塊、廢砂漿、瀝青塊、廢塑料、廢金屬、廢竹木等）的產生。2015年4月，《中共中央國務院關于加快推進生態文明建設的意見》正式發布，《意見》要求，全面促進資源節約循環高效使用，推動利用方式根本轉變［1］。發展循環經濟，按照減量化、再利用、資源化的原則，加快建立循環型工業、農業、服務業體系，提高全社會資源產出率。完善再生資源回收體系，推進建筑垃圾資源化利用。對于建筑垃圾的回收利用不僅是時代所需，并且對于保護環境，節約資源，發展綠色建筑等都具有非凡的意義［2］。

建筑垃圾回收處理技術最早是在德國起步的，進入中國比較晚，但是有關建筑垃圾處理的技術其實早在設備成型之前就已經逐步在完善中了。所以從技術上來看，國內設備并不遜于國外產品［3］。我國的再生混凝土發展正處于發展階段，再生混凝土的生產技術還不是很成熟，如果需要進一步推廣使用還需要投入更多的精力去研究發展。將建筑垃圾經過加工、破碎、分級等一系列處理后，按照一定的比例混合形成新的再生骨料，此舉能夠有效地減緩我國目前所面臨的資源問題。建筑垃圾只有再循環利用才能保護環境，形成良好的經濟效益和社會效益。本文通過對再生混凝土的進一步研究 ，旨在了解建筑垃圾作為骨料取代天然骨料配置混凝土對混凝土強度的影響，為建筑垃圾混凝土的技術發展、推廣使用形成借鑒意義。

1 實驗材料選擇：

C35普通硅酸鹽水泥、細骨料（河沙，細度模數2.1，細砂）、天然粗骨料碎石（粒徑范圍為4.75～20mm，連續級配）、經篩分后，加工后的建筑垃圾骨料，選取粒徑范圍4.75～20mm，連續級配（與天然粗骨料選取相同）、高效減水劑（聚羧酸）、自來水［4］。

2 實驗方法：

建筑垃圾對混凝土的配置有許多很多影響，并且影響因素較為復雜，因此應當選取適當的實驗方法來進行本項實驗，為了加快試驗進程，縮短試驗周期，迅速找出各研究參數對再生混凝土的影響規律，本試驗采用正交試驗法對再生骨料混凝土進行了設計研究。在確保水泥品種一定的情況下，分別研究再生粗骨料的取代率、水灰比和外加劑摻量這三個因素的改變對再生混凝土抗壓強度、坍落度的影響。

在本次試驗中我們選取的三個變量因子，三種水平，按正交發進行安排實驗，以討論三種因素水灰比、取代率、外加劑對混凝土抗壓強度的影響（見表一）。由于2種骨料的天然吸水率有著較大的差異，為使得拌合物的坍落度達到相應的要求，應該以各骨料吸水飽和狀態下的質量來計算配合比，再生混凝土的配置過程中應該考慮粗骨料的吸水率，從而有基準用水量和附加用水量需要計算，其中基準用水量與普通粗骨料混凝土用水量相同，附加用水量以建筑垃圾粗骨料的吸水率大小來計算，同時應確保飽和狀態下的理論水灰比不變。選取3組配合比來進行試驗，分別為0.4、0.45、0.5.每一組配合比進行設計三組實驗，建筑垃圾再生骨料的取代率分別選擇20%、30%、40%其對應的外加劑參量分別為0.6%、0.8%和1.0%，本實驗的配合比計算見表二。

表1 因素水平表

3 實驗結果分析

建筑垃圾再生混凝土28d強度的極差分析表見表三。

各因素對指標的影響可用極差法計算得出，極差的大小為水灰比＞再生骨料取代率＞外加劑摻量，即各因素對混凝土28d強度影響程度由高到低的順序為水灰比＞再生骨料取代率＞外加劑摻量。從而，可以得出結論，對再生混凝土28d抗壓強度影響順序依次是水灰比、 再生粗骨料取代率、外加劑摻量。其中水灰比的改變對混凝土強度產生的影響最大，是主要的影響因素，而再生骨料的參量和外加劑的參量在一定的添加范圍內對混凝土強度的影響不大，是次要因素。

表2 再生混凝土的配合比計算

表3 建筑垃圾再生混凝土28d強度的極差分析表

［1］孫耀東，肖建莊.再生混凝土骨料［J］.混凝土，2004（6）:33-36.

［2］王羅春.建筑垃圾處理與資源化［M］.北京:化學工藝出版社，2004.

［3］杜婷，李惠強，郭太平，等.廢棄混凝土再生骨料應用的經濟性分析［J］.新型建筑材料，2006（6）:30-33.

［4］梁芮，于江，秦擁軍.廢棄混凝土再生骨料的研究綜述［J］.混凝土，2013（5）:93-100.