再生細骨料在砂漿中應用的探討

劉 蘭

（江蘇城鄉建設職業學院，江蘇 常州 213147)

0 引言

我國每年建筑垃圾總量達15.5 億噸，在未來我國城鎮化建設以及工業發展過程中，更多建筑垃圾的產生，會對生態環境造成嚴重的污染及破壞。自然資源日益匱乏，不僅對民生領域造成了嚴重影響，同時也阻礙著國民經濟的發展[1]。如何將建筑垃圾進行處理，讓建筑垃圾變為建筑資源，形成循環利用，是近年來專家研究的重點。目前，在建筑垃圾循環利用中，通過回填人工造井、再生粗骨料、再生細骨料等進行二次利用。但目前建筑垃圾利用率較低，僅占5%左右[2]。因此，在未來發展中，必須對建筑垃圾回收策略進行完善，更新再生技術。對建筑垃圾實現大批量處理，提升建筑垃圾的再生利用率，確保建筑垃圾能夠成為再生細骨料，成為全新的資源。砂漿是新型的建筑環保材料，在再生細骨料循環利用方面具有極高的優勢以及廣闊的應用前景。國外對再生細骨料和砂漿進行了系列研究，美、德等發達國家建立了大型的廢舊處理廠，引進篩選設備，從源頭上保證再生細骨料的品質[3]。

1 再生細骨料的應用現狀

再生細骨料在國內仍處于起步階段，與發達國家相比，我國亟待對再生細骨料進行深入分析研究。根據已取得的科研成果，主要針對再生細骨料的成分結構以及對砂漿的強度、稠度、收縮、開裂等進行分析[9]。經過研究，發現用廢棄的材料如砂漿、陶瓷、混凝土等制成的再生砂，對砂漿具有明顯的優化作用，但對抗折、抗壓強度有不同影響。例如，整個再生砂與特制細沙進行配比時，在砂漿稠度相同的情況下，廢棄磚再生砂漿的需水率就比混凝土再生砂漿的需水率大，因此其抗壓強度就較小。在生產中，由于再生砂的壓碎指標較大，內部孔隙較高，容易引起應力集中，降低抗壓強度。而且再生砂漿抗折強度除了水泥與骨料引起的破壞外，還會由再生骨料破壞。而針對再生細骨料取代率的不同對砂漿性能地影響，我國研究了廢棄混凝土、廢棄陶瓷、廢棄磚，并對其不同的摻量進行分析，分析結果表明，摻量并非越大越好，關鍵取決于再生砂的體積效應，以及其表面顆粒填充的綜合作用。因此，再生砂在濕拌砂漿當中的摻量不超過40%，濕拌砂漿的工作性能以及力學性能都可以滿足使用要求[11]。經過全新的破碎、分選、清洗等工藝處理的再生細骨料品質較將建筑垃圾全部破碎后得到的再生砂及傳統再生細骨料性能相比，具有明顯改善，可以實現優良的保水性能以及極佳的抗壓應力[12]，從而可以減緩其界面裂紋，提升砂漿強度。

2 制約再生細骨料的推廣應用問題

目前，再生細骨料在國內實現了規模生產，具有獨特且成熟的產業鏈，再生細骨料帶來全新的綜合效益。但我國對再生細骨料的應用目前還不成熟，影響再生細骨料推廣應用的主要因素有以下幾點：

首先，再生細骨料受目前工藝技術制約，在砂漿配比中整體比例較差，原因在于無法形成連續配比，在設備工藝上急需改進。其次，在生產過程中，會造成大量的揚塵，導致回收利用率偏低，很容易造成環境二次污染。最后，在砂漿配比中，雖然通過集中生產以及集中配送等方法，可以降低綜合成本，但再生砂的質量波動較大，這對砂漿的性能也帶來很大影響[7]。

相關研究表明，再生砂的摻合比例為25%，可以節約15%的成本。但再生砂自身的特點會影響砂漿的工作性能，例如對砂漿的保水性、開裂性等有直接聯系。因此，再生砂的摻合量需要進行合理控制，不能較高亦不能較低，再生砂的使用率較低也是制約再生砂應用的重要因素之一[8]。

3 再生細骨料的應用優勢

建筑細骨料是目前再生資源的重要應用載體，再生細骨料可以由廢棄的混凝土、廢棄磚瓦等材料進行制作[13]，可通過分選、破碎等工序制成再生粗骨料以及再生細骨料，極具經濟效益與環保效益。根據目前建筑行業的標準規定，再生細骨料可以配置砂漿，且配置完畢的砂漿與普通砂漿相比，具備較高的優勢。在原有的攪拌設備上只需要簡單改造，就可以實現再生細骨料的配比，集中生產，避免出現二次污染，保障整個砂漿的配比。應用再生細骨料的砂漿，其性能會與再生細骨料的性質、摻量能夠產生新的適應性。但如果摻入的再生細骨料質量較差，或其適應性不好，也很容易造成砂漿質量的下降，如砂漿的開放時間、保水性能等指標下降；此外，再生細骨料用于現場攪拌，其顆粒配比亦不容易控制，很容易造成砂漿質量波動。砂漿的最大優勢不僅可以實現配比，同時專業技術人員還可進行合理優化。通過一系列調配，可以制備全新的制備砂漿，使砂漿具備更加優越的使用多樣性[14]。因此，再生細骨料是應用的理想載體，可以解決目前建筑垃圾以及工業循環廢渣的利用難題。

再生細骨料由建筑廢棄物加工而成，整個粒徑不大于4.75mm，具備全新的應用特性。再生細骨料的來源極為廣泛，其組成以及微觀結構較為復雜，這使再生細骨料具備一定的隨機性以及變異性[15]。目前，再生細骨料的主要成分為硅酸鹽、碳酸鹽、氧化物等無機材料，這些無機材料具備化學性能良好，強度、硬度較高的優勢。在再生細骨料的主要礦物中，其包含SiO2、CaCO3等成分，因此具備全新的水化活性，能夠形成少量的水化產物。在再生細骨料的應用中，可以滿足砂漿的基本使用要求。此外，再生細骨料存在表面粗糙且含有大量微孔以及微裂縫的缺陷，相較于以往的表面積以及孔縫隙，二者之間能夠形成全新的堆積密度。再生細骨料的吸水率、壓縮指標遠高于天然骨料。再生細骨料表面的粒子可以填充骨料之間的空隙，優化整個顆粒配比，減少砂漿滲水情況。改善配比后的砂漿特性，可保證砂漿的密實度能夠得到提升。

4 再生細骨料對于砂漿的影響

在對再生細骨料對砂漿性能的影響分析中，針對不同取代率的再生細骨料，砂漿性能二者之間存在一定的優化特性。再生砂漿隨取代率增加，其強度會呈現先增加后降低的趨勢。以再生細骨料取代率為30%、50%、70%進行研究，經過研究發現，取代率為30%時，砂漿28d 強度明顯增加。因此，可以得知建筑垃圾再生骨料含有一定的細粉料。細粉料在天然骨料中，不僅可以填充骨料之間的空隙，隨著再生骨料摻量的增加，起到明顯的優化作用。在摻量為30%左右時，能夠達到最優等級，因為細骨料使砂漿能夠達到最大密實狀態，強度極佳。但再生骨料含有大量硬化的水泥砂漿，因此其界面粘結力較小。砂漿的粘結力越小，在外力作用下就越容易破壞。針對再生砂漿的強度形成機理，水泥漿以及再生細骨料之間的過渡、破壞機理等研究較為匱乏，有待進一步補充完善。此外，由于再生砂漿受到細骨料性能影響較大，骨料以及砂漿之間的界面過渡區是薄弱區域。可以通過骨料強化、界面破壞強化等手段改進，以提升砂漿的性能。

5 結束語

綜上所述，在現有的再生細骨料配制砂漿的研究以及應用中，不僅可以進行資源的二次利用，同時還能優化周圍環境，符合我國綠色建筑以及生態文明的發展目標。但同時也存在一定問題，亟待完善。