廢棄粘土磚再生混凝土性能研究

丁點點

（宿州學院，安徽 宿州 234000）

廢棄粘土磚再生混凝土性能研究

丁點點

（宿州學院，安徽 宿州 234000）

將廢棄粘土磚制備再生粗骨料混凝土，并對其進行抗折及抗壓強度分析。試驗結果表明，采用廢棄粘土磚部分代替粗骨料制備的再生粗骨料混凝土抗壓強度大于C20的抗壓強度值要求，能夠滿足自密實混凝土的使用要求。

廢棄粘土磚；再生混凝土；抗壓強度

粘土磚是早期砌筑墻體用的材料，但是因生產粘土磚所需的粘土多取自土地或耕地，對土地資源的破壞相當嚴重。因此，2005年據《國務院辦公廳關于進一步推進墻體材料革新和推廣節能建筑的通知》精神，印發了《“十二五”墻體材料革新指導意見》，提出開展“城市限粘、縣城禁實”，即全國縣城城區開展禁止使用實心粘土磚工作，堅持疏堵結合、禁產和禁用相結合的原則，采取有效措施推進實心粘土磚廠關停、轉產，鼓勵發展符合當地建筑結構需求且能替代實心粘土磚的優質新型墻體材料。雖然，粘土磚的使用量已經在逐年減少，但是伴隨著城鎮化的擴張與發展，房屋的拆遷中，會產生大量的廢棄建筑粘土磚，廢棄磚的堆放會占用大量的土地資源，另外也對大氣環境產生不利影響，如果只是將這些建筑垃圾掩埋，不僅消耗資金同時帶來污染。如何讓這些建筑垃圾能夠有效的二次利用，諸多學者對于廢棄粘土磚作再生骨料物理力學性能做研究[1-2]。

聶江婷等[3]將建筑垃圾按不同比例替代部分石灰石和砂巖制備水泥熟料，實驗結果表明，摻入建筑垃圾后，生料的吸熱量和反應區間均有所下降，對煅燒過程有促進作用；熟料反應的活化能下降，有利于固相反應進行。劉子振等研究廢棄磚作再生混凝土的骨料，得出等體積代換比等質量代換更優的結論。楊惠君等從經濟和環境效益的角度對再生碎磚混凝土的價值進行了評估，結果表明生產低強度再生廢磚混凝土的成本與普通的C10混凝土差不多，從環境效益角度看破碎黏土磚的循環利用對生態環境的保護是十分有益的。本文選取皖北宿州地區某拆遷工地拆遷棄置的廢棄粘土磚，試圖對廢棄粘土磚取代部分粗骨料制備再生混凝土的力學性能進行測試，對廢棄建筑黏土磚的應用有一定的指導意義。

1 試驗研究

1.1 試驗材料

廢棄粘土磚選自宿州市西北某拆遷工地。在處理廢棄粘土磚時，考慮到這部分廢棄磚的孔隙率比較大，如果不經任何處理就直接使用，在后期拌制混凝土過程中粘土磚塊可能會吸入較多的拌合用水，為了保證試驗結果的準確性，在本試驗開始之前先對廢棄磚進行浸濕處理，經過清潔處理后，用破碎機將粘土磚破碎，按照獲取的粘土磚顆粒大小經過篩分設備分離，選用符合試驗粒徑要求的骨料。拌制混凝土所用的細骨料水泥選用OP·42.5普通硅酸鹽水泥，拌合用水為自來水，砂為河砂，細度模數為2.0。

1.2 試驗設計

試驗根據《普通混凝土配合比設計規程》進行再生混凝土的配合比設計，再生粗骨料混凝土配合比見下表1，其中水灰比為0.45；本試驗混凝土試塊分兩組；其中A組試塊在制備的過程中添加了適量的激發劑CaO；B組未添加激發劑。

表1 混凝土配合比

本試驗主要從混凝土抗折強度值與抗壓強度值兩個力學指標角度分析廢棄粘土磚部分替代粗骨料制備再生混凝土的可行性。混凝土試件尺寸采用150mm*150mm*150mm的標準尺寸，在標準養護條件下（相對濕度95%以上，溫度20±2℃）對混凝土試塊進行養護，并按照規范測試兩組混凝土試塊的3d、7d、28d的抗折強度及抗壓強度。

2 實驗結果及分析

從養護完畢的A組和B組試塊中先后分別取3塊完好的試塊進行力學性能測試，每組試塊的抗折強度與抗壓強度值分別取該組3塊試塊的平均值。經過測試，兩組混凝土試塊3d、7d、28天的抗折強度及抗壓強度值分別見圖1和圖2。

圖1 混凝土抗折強度

圖2 混凝土抗壓強度

由圖中數據可以看出：

A組樣品中添加了激發劑CaO后，有效地激發了廢棄粘土磚中的SiO2的活性，因為激發劑CaO與拌合所用水發生反應生成了Ca(OH)2，而骨料中的活性SiO2與Ca(OH)2反應，該過程不僅消耗了部分水，同時減少了空隙，使得混凝土抗壓強度后期得到提升，經過數據對比發現，再生粗骨料混凝土3d、7d、28d的抗壓強度值分別提高了7.52%，9.27%，8.71%；再生粗骨料混凝土3d、7d、28d的抗折強度分別提高了2.82%，7.30%，9.20%。

通過圖2可以發現，兩組混凝土試塊后期強度增長較快，A、B兩組試塊其28d抗壓強度值均超過20MPa，其中A組再生混凝土28d抗壓強度值大于23MPa，說明采用廢棄粘土磚部分代替粗骨料制備的再生混凝土抗壓強度大于C20的抗壓強度值要求，能夠滿足自密實混凝土的使用要求。

綜上所述，激發劑CaO可以有效地激發粘土磚中的SiO2的活性，通過比較樣品的抗折強度及抗壓強度可以發現，將廢棄粘土磚處理后部分替代粗骨料制備再生粗骨料混凝土是可行的，廢棄粘土磚的再次利用可以節省再生粗骨料的成本。需要注意的是，雖然廢棄粘土磚部分取代常用的粗骨料碎石在技術上是可行的，但是要合理控制其摻入量；同時需要注意經過篩分后的磚粒與碎石的粒徑組合問題及配制再生粗骨料混凝土的水灰比。廢棄粘土磚的循環利用不僅節約了許多寶貴的資源，節省了生產粗骨料的成本，同時對生態環境也是有益的，這與我國積極倡導的綠色建筑的核心“四節一環?！闭咭彩且恢碌?，有利于推動我國建筑業的可持續發展。

3 結論

廢棄建筑粘土磚經破碎處理后，適量替代粗骨料制備再生混凝土，經試驗測試其抗壓強度值大于C20混凝土的抗壓強度值要求，滿足自密實混凝土的使用要求。

添加適量的CaO可以有效地激發廢棄粘土磚中SiO2的活性，對于再生混凝土抗壓強度的提升有一定的促進作用。

廢棄粘土磚經處理后可部分替代粗骨料制備再生混凝土，不僅可以有效地解決大量建筑垃圾的處理問題，同時亦符合建筑業“可持續發展”的原則。

[1]鄭偉琴. 舊房拆遷廢棄建筑粘土磚的再利用研究[D].南京:南京理工大學,2013.

[2]梁倚,鄧志恒,黃廷劍,等. 以廢磚粉和廢砂漿為細骨料的再生混凝土受力性能試驗研究[J]. 混凝土,2009(3):17-20.

[3]聶江婷,周劉成,李昌勇,等. 建筑垃圾對水泥熟料形成動力學的影響[J].硅酸鹽通報,2013,32(3):369-374.

Study on the performance of recycled concrete with waste clay brick

DING Dian-dian

(Suzhou University, Suzhou Anhui 234000)

The waste clay brick preparation of recycled coarse aggregate concrete, and the anti bending and comprehensive strength analysis. The experimental results show that the use of waste clay brick instead of coarse aggregate preparation of recycled coarse aggregate concrete comprehensive strength greater than the comprehensive strength of the C20 value requirement, can meet the requirement of self compacting concrete is used.

Waste clay brick; Recycled concrete; Comprehensive strength

TU755.4

A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.05.002

1672–7304(2016)05–0004–02

宿州學院校級一般項目（項目編號：2014yyb07）；宿州學院校級教研項目（項目編號：szxyjyxm201421）。

（責任編輯：雷 君）

丁點點（1989-），男，安徽濉溪人，研究方向：邊坡穩定性。