建筑垃圾再生粗骨料不同取代摻量對再生混凝土性能的影響

趙娟　　宋軍超　　余海濤　　劉作為

（深圳港創(chuàng)建材股份有限公司）

建筑垃圾再生粗骨料不同取代摻量對再生混凝土性能的影響

趙娟宋軍超余海濤劉作為

（深圳港創(chuàng)建材股份有限公司）

采用由建筑垃圾回收制成的再生粗骨料配置再生混凝土，研究由廢棄混凝土回收的再生粗骨料不同取代摻量取代天然骨料對配置的再生混凝土性能影響，研究結(jié)果表明：隨著再生粗骨料摻量的增加，RAC的抗壓強度逐步降低，而碳化深度卻逐步增加。當再生粗骨料摻量在50%以內(nèi)時，其抗壓強度及碳化深度與普通混凝土基本相同；當再生粗骨料摻量超過50%時，其抗壓強度明顯降低，碳化深度明顯增大。

建筑垃圾；再生粗骨料；再生混凝土；不同取代摻量

1　前言

隨著我國城鎮(zhèn)化基礎(chǔ)建設(shè)和新興房地產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，建筑物的改造和拆除過程中所產(chǎn)生的建筑垃圾也與日俱增，平均每年以8%的量增長［1］，而天然骨料的資源也在日趨枯竭［2］。

絕大多數(shù)建筑垃圾都是未經(jīng)任何處理進行露天堆放，造成嚴重的環(huán)境污染，從保護環(huán)境及資源再利用觀點出發(fā)，有效處理回收再利用建筑廢棄物垃圾，使其成為可利用的再生資源，不僅可以減輕環(huán)境污染，還有利于保護天然資源被過度開采免于枯竭，因此，再生混凝土（RAC）應(yīng)運而生。當前，國內(nèi)外開展了很多對RAC的研究和開發(fā)應(yīng)用，制定了相應(yīng)技術(shù)規(guī)范，取得了一定的研究成果［3～5］。本文主要通過研究由不同強度等級的廢棄混凝土回收的再生粗骨料和再生粗骨料不同取代摻量對RAC性能的影響，為RAC的推廣應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ)。

2　試驗

2.1試驗原材料

⑴水泥：選用廣西臺泥P.O42.5R，其主要性能指標見表1。

表1　水泥性能指標

⑵粉煤灰：選用深圳媽灣電廠Ⅱ級粉煤灰，其主要性能指標見表2。

表2　粉煤灰性能指標（%）

⑶礦渣粉：選用河北唐山盾石S95級礦渣粉，其性能指標見表3。

表3　礦粉性能指標

⑷外加劑：選用中鐵安徽四威RAWY101聚羧酸外加劑，PH值5.84含固量11.6%，減水率25.6%；氯離子含量0.04%。

⑸砂：選用東莞中砂，其主要性能指標見表4。

表4　砂性能指標

⑹粗骨料：再生粗骨料采用某舊樓樓板拆除時的廢棄混凝土，強度等級為30～40MPa，天然骨料采用金業(yè)石，兩種骨料的性能指標如表5所示。

2.2試驗方法

2.2.1試驗配合比

本試驗重點研究再生粗骨料不同取代摻量對混凝土強度的影響，再生粗骨料分別按0%、25%、50%、75%、100%的摻量取代天然骨料配置C30的混凝土，其C30基礎(chǔ)配合比如表6所示，鑒于再生骨料與天然骨料的吸水率存在較大差異，為保證拌合物具有同樣的工作性能，摻再生骨料的配合比須酌情添加附加水，保證其拌合物飽和狀態(tài)下的理論水灰比不變，進而研究不同取代摻量對RAC強度性能的影響。

2.2.2強度檢測試驗

抗壓強度試驗根據(jù)GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行，RAC與普通混凝土試件均采用100mm×100mm×100mm立方體標準試件，經(jīng)28d標準養(yǎng)護后進行抗壓強度檢測。

2.2.3碳化深度試驗

碳化深度試驗根據(jù)GB/T50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》進行，即在（20± 2）℃，相對濕度（70±5）%，二氧化碳質(zhì)量分數(shù)（20±3）%的條件下開始試件碳化深度試驗，試件提前2d從標準養(yǎng)護箱中取出，在60℃下烘干。

2.2.4試驗儀器設(shè)備

⑴SJD-60型單臥軸強制式混凝土攪拌機；

⑵TYE-3000 B型壓力試驗機；

⑶混凝土碳化深度測量儀。

表5　骨料物理性能指標

表6　 C30基礎(chǔ)配合比（kg/m3）

表7　強度及碳化深度試驗結(jié)果

3　試驗結(jié)果與討論分析

將再生粗骨料按不同取代摻量取代天然骨料時，由于再生骨料吸水率較大，故而為保證同樣的工作性能，酌情添加了部分附加水進行相關(guān)試驗，其調(diào)整試驗配合比與強度及碳化深度試驗檢測結(jié)果如表7所示。

3.1再生骨料不同取代量對RAC強度影響

再生骨料不同取代摻量對RAC強度的影響作用如圖1所示，由表7及圖1可以看出，隨著再生粗骨料摻量的逐步增加，RAC強度表現(xiàn)為逐漸降低，當再生骨料的摻量在50%范圍以內(nèi)時，其RAC的抗壓強度與全天然骨料混凝土抗壓強度基本相同，當再生骨料的摻量超過50%時，RAC的抗壓強度明顯降低，究其原因，主要是由于再生骨料的高吸水率和吸水速度特性，使得實際拌合時附加水的用水量逐步增加，此舉無疑增大了過渡區(qū)的水膠比，使得抗壓強度逐步降低；另一方面，水泥水化產(chǎn)生的大量穩(wěn)定性極差的Ca（OH）2容易在水泥石和集料界面處富集并形成粗大晶粒，成為強度薄弱環(huán)節(jié)，削弱與骨料的粘結(jié)力，進而使得抗壓強度降低。3.2再生骨料不同取代量對再生混凝土碳化深度影響

圖1　再生粗骨料不同取代摻量對混凝土強度影響

圖2　再生粗骨料不同取代摻量對混凝土碳化深度影響

再生骨料不同取代摻量對RAC碳化深度的影響作用如圖2所示，由表7及圖2可以看出，隨再生粗骨料摻量的增加，其RAC的碳化深度逐步增大，究其原因，可能是由于再生粗骨料表面附著水泥砂漿的物質(zhì)透過性比普通混凝土零再生骨料摻量的物質(zhì)透過性大，進而使得隨再生骨料摻量的增大，其RAC碳化深度表現(xiàn)為逐步增大，且當再生骨料摻量超過50%時，RAC碳化深度明顯增大。

4　結(jié)論

⑴由建筑垃圾回收的粗骨料其吸水率及吸水速度都較天然粗骨料較高，而其表觀密度、堆積密度和緊密密度都相對偏小，針片狀含量及壓碎指標也相對偏低；

⑵隨著再生粗骨料摻量的逐步增加，RAC的抗壓強度逐步降低，其原因一方面表現(xiàn)為拌合用水的增加使得其過渡區(qū)的水膠比增大，從而使得抗壓強度降低，另一方面由于在水泥石和集料界面處富集了穩(wěn)定性極差的Ca（OH）2形成大顆粒，削弱粘結(jié)力，降低抗壓強度；

（3）隨著再生粗骨料摻量的逐步增加，由于再生粗骨料表面附著水泥砂漿的物質(zhì)透過性比普通混凝土零再生骨料摻量的物質(zhì)透過性大，使得RAC的碳化深度逐漸增大；

（4）再生骨料的摻量應(yīng)控制在50%以內(nèi)，若摻量超過50%，其RAC抗壓強度逐步降低，碳化深度逐漸增大。●

［1］SHI Jian-guang，XU Yue-zhou.Estimation and forecasting of concrete debris amount in China［J］.Resources，Conservation and Recycling，2006，49（2）：147-158.

［2］鄧壽昌，張學兵，羅迎社.廢氣混凝土再生利用的現(xiàn)狀分析與研究展望［J］.混凝土，2006（11）：20-24.

［3］崔正龍，田中禮治，等.固體廢棄物再生骨料混凝土的耐久性試驗研究［J］.硅酸鹽通報，2009，28（5）：1042-1045.

［4］李俊，尹健，周士瓊，等.基于正交試驗的再生骨料混凝土強度研究［J］.土木工程學報，2006，39（9）：43-46.

［5］邢鋒，馮乃謙，丁建彤.再生骨料混凝土［J］.混凝土與水泥制品，1999，（2）：10-13.