建筑垃圾復(fù)合粉體材料對混凝土抗凍性能的影響分析

汪瑞

（貴州博宏實業(yè)有限責(zé)任公司）

引言

建筑施工中會產(chǎn)生大量的建筑垃圾廢磚塊，這些物品由于建筑物的拆除或新建而產(chǎn)生，是典型的固體廢棄物，隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，建筑垃圾廢磚塊越來越多，為了提高資源的利用效率，將建筑垃圾廢棄磚塊摻入再生骨料得到混凝土，但是這些混凝土性能比較差，無論是彈性還是強度都不如正常的混凝土，因此探究建筑垃圾復(fù)合粉體材料對混凝土的抗凍性影響尤為關(guān)鍵。

1 建筑垃圾復(fù)合粉體材料對混凝土抗凍性能的實驗與結(jié)果分析

1.1 實驗說明

國內(nèi)外在此方面進行了大量的研究，這些混凝土強度低，吸水性差，再生利用率地下，因此建筑物垃圾廢磚粉的再生利用需要從科學(xué)的角度加以分析并改進。實驗中首先涉及到的是原材料的選擇，本次實驗選擇的是水鋼牌水泥，屬于42.5級硅酸鹽水泥；選擇的粗集料是紅友石料廠生產(chǎn)的碎石；細(xì)集料選擇的是最為常見的普通河砂；選擇的水質(zhì)為普通的飲用水，所有材料的選擇符合實驗要求。經(jīng)過對建筑垃圾磨細(xì)磚粉的成分分析得知，建筑垃圾磨細(xì)磚粉中含有以下物質(zhì)：1.13%的氧化鈣、49.3%的SiO2、17.9%的Al2O3、2.92%的三氧化二鐵以及1.66%的氧化鎂等物質(zhì)，經(jīng)過分析可見氧化鈣的成分最少，可見氧化鈣成分少導(dǎo)致了建筑垃圾磚粉活性小。除了氧化鈣物質(zhì)以外，建筑垃圾磨細(xì)磚粉中還有SiO2成分，且含量較高，可見建筑垃圾磨細(xì)磚粉中海油玻璃態(tài)含量。

采用活性分析與實驗，最終廢除建筑垃圾磚粉當(dāng)中，所有粉質(zhì)物體有粗有細(xì)，分布的不均勻，而且顆粒之間情況較差，因此，實驗可知建筑垃圾磚粉活性比較低。建筑施工單位十分重視建筑垃圾磚粉的活性問題，各行各業(yè)通過研究，企圖提高建筑物垃圾磚粉的活性，經(jīng)過開發(fā)與研究配置出了建筑垃圾復(fù)合粉體材料，這是一種符合材料，其中有1/4的建筑垃圾磚粉，有1/4的粉煤灰，有1/2的礦渣和其他復(fù)合劑。在該建筑垃圾復(fù)合粉體材料中，具有較大的比表面積，氧化鈣的成分增加，顆粒之間分布情況得到了改善，可以較好的將其進行建筑物填充，從而充分利用建筑物在拆建過程中產(chǎn)生的固體垃圾，并將其合理運用，減少施工成本的同時，降低建筑固體垃圾對城市造成的污染[1]。

1.2 結(jié)果分析

該實驗決定使用C30基準(zhǔn)混凝土配合比進行實驗，其中水灰比有0.49，分體材料摻量百分比分別占據(jù)20、30、40，砂率所占百分比為33，各項材料的用量如下：水泥250kg/m3、粉體材料107kg/m3、碎石1252kg/m3、砂子616kg/m3、水175kg/m3，材料配比結(jié)束，對制成的混凝土采用抗壓和抗凍能力的實驗，其中鹽溶液選擇的是氯化鈉溶液，所占百分比分別為2.5%、3.5%以及4.5%。最終對于強度實驗，結(jié)果可知，摻量為20%的時候混凝土7d的抗壓強度為29.4MPa，混凝土28d時抗壓強度為40.4MPa；當(dāng)摻量達到30%的時候，混凝土7d的抗壓強度為29.0MPa，混凝土28d的抗壓強度為40.8MPa；當(dāng)摻量為40%的時候，混凝土7d的抗壓強度為25.1MPa，混凝土28d的抗壓強度為38.3MPa，根據(jù)0基準(zhǔn)參數(shù)可知，混凝土7d的正常抗壓強度為20.0MPa，混凝土28d的抗壓強度為39.2MPa，由此可見隨著摻量的增加和齡期的增長，建筑垃圾復(fù)合粉體材料中二次水化反應(yīng)有效的改善了水泥水化產(chǎn)物的組成，也改善了混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，摻量的改變，混凝土的抗壓強度明顯告訴基準(zhǔn)模式下混凝土的抗壓強度。

研究抗壓結(jié)果后，還要進行研究建筑垃圾復(fù)合粉體材料對混凝土強度的改善作用，我國對此有了相關(guān)的研究，使用的是火山灰效應(yīng)定量數(shù)值分析法，在建筑垃圾復(fù)合粉體材料當(dāng)中摻入一定火山灰，從而得到以下結(jié)果分析：當(dāng)摻量為20%、30%、40%的時候，隨著建筑物垃圾復(fù)合粉體材料強度的變化，并且呈現(xiàn)出遞增的趨勢時，火山灰效應(yīng)強度貢獻率也會隨之增加，尤其是20%與30%摻量的時候，28d的活性指數(shù)大于1，由此可見該齡期條件下，建筑物垃圾復(fù)合粉體材料的活性，和水泥相比較，是大于水泥的。但是當(dāng)摻量為40%的時候，28d的活性指數(shù)卻小于1，所以這種情況下，混凝土的抗壓強度比起基準(zhǔn)模式下的混凝土有了一定程度的降低[2]。

2 建筑垃圾復(fù)合粉體材料對混凝土抗凍性能的影響分析

根據(jù)以上實驗結(jié)果可知，不同摻量情況下，建筑垃圾復(fù)合粉體材料的混凝土抗凍性能是不一樣的，比起過去使用的材料，建筑垃圾復(fù)合粉體材料提高了混凝土的抗凍性，材料中顆粒級配較好，在水泥的內(nèi)部和集料的表面分布比較均勻。水分如果在集料表面聚集，將不利于水泥的持久，對建筑物的使用產(chǎn)生不利的影響，因此建筑垃圾復(fù)合粉體材料使用以來水泥水化會提供晶核物質(zhì)，改善了混凝土的結(jié)構(gòu)，將混凝土的內(nèi)部控結(jié)構(gòu)進行科學(xué)合理的細(xì)化作用。

齡期的增加，火山灰效應(yīng)會開始消耗晶體，晶體中含有氫氧化鈣成分，反應(yīng)后生成凝膠，建筑垃圾復(fù)合粉體材料中一部分被水化，一部分沒有被水化，這些材料可以繼續(xù)在混凝土的內(nèi)部進行填充，填充后提高混凝土的密實程度，防止混凝土在使用后出現(xiàn)抗凍傷害。我國南方與北方之間有著明顯的季節(jié)差異性，尤其在北方建筑施工中，冬天水泥混凝土路面十分光滑，人們經(jīng)常使用除冰鹽除去水泥混凝土表面積壓的冰雪，建筑施工也是一樣，建筑垃圾復(fù)合粉體材料中混凝土也可以采用鹽溶液進行除冰，使其達到抗凍的效果。

經(jīng)過實驗分析可知，嚴(yán)冬耦合作用下會導(dǎo)致混凝土表面遭到破壞，路面建筑施工中不利于人們的行走，建筑物施工中混凝土產(chǎn)生凍害，不利于施工的順利進行，同時會影響到建筑物的正常使用壽命。經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)摻量為30%的時候，建筑物垃圾復(fù)合粉體材料中所含的混凝土在低于300次冷凍和融化試驗下，經(jīng)過循環(huán)且不產(chǎn)生損壞，只有一小部分會被損壞，而且該實驗中混凝土的彈性保持良好。隨著氫氧化鈉濃度的增加，建筑垃圾復(fù)合粉體材料中混凝土抗凍性能明顯下降，能夠低于冷凍與融化循環(huán)的次數(shù)從300次降低到225次，當(dāng)氫氧化鈉的濃度到達3.5%和4.5%的時候，建筑垃圾復(fù)合粉體材料中混凝土抗凍性能下降到最低，只能經(jīng)歷200次冷凍和融化循環(huán)實驗。雖然隨著氫氧化鈉可以提高混凝土飽和程度，加大混凝土內(nèi)部結(jié)冰壓和滲透壓，混凝土內(nèi)部與外部由于氫氧化鈉濃度的不同，等到氣溫下降，結(jié)冰的時候溫度會以梯度的形式呈現(xiàn)出來，混凝土遭受凍害的時候出現(xiàn)分層結(jié)冰情況，應(yīng)力發(fā)生改變，嚴(yán)重的情況下會出現(xiàn)混凝土開裂的狀況，不利于混凝土抗凍，降低抗凍和防破壞能力。

3 總結(jié)

總而言之，隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，新技術(shù)的使用變得越來越頻繁，建筑垃圾復(fù)合粉體材料將會不斷被優(yōu)化與改進，材料不僅能保證混凝土性能正常，還能夠節(jié)約水泥的使用量，降低我國不必要的能源消耗，有利于環(huán)境保護和生態(tài)保護，從而節(jié)約建筑成本，提高施工單位的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]王程.建筑垃圾復(fù)合粉體材料在公路半剛性基層材料中的應(yīng)用研究[D].長安大學(xué)，2017.

[2]薛翠真，申愛琴，劉波，林森林.建筑垃圾復(fù)合粉體材料對混凝土強度及抗?jié)B性能的影響[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2017，40（01）：71～76.