建筑垃圾再生粗骨料混凝土性能分析

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摘要：目前对废弃混凝土垃圾进行破碎加工，并将其用于生产再生混凝土。但是破碎产生的粗骨料质量不稳定，因此有必要对骨料的性能进行分析，为后续建筑垃圾再生粗骨料的应用提供技术支持。

关键词：建筑垃圾；再生粗骨料；混凝土

建筑垃圾会对环境造成不利影响，处理时需花费大量的人力和物力。为较好地应对上述难题，进一步提高固废资源的利用率，相关科技人员展开了建筑垃圾资源再生利用的研究，并取得了一定的经济效益［1］。建筑垃圾资源再生技术，主要是对其中的部分固体废弃物进行筛选分拣，挑选出有用物质进行破碎，对其进行再利用，从而有效缓解建筑垃圾带来的环境压力，提升固废资源的利用率。本文以建筑垃圾为研究对象，对其中的粗骨料混凝土开展试验测试，获得相应的参数，希望能够对建筑垃圾再生粗骨料混凝土的性能研究提供基础数据支持。

1原材料试验

1.1骨料的级配

建筑垃圾中，钢筋、混凝土，砖石等所占比例较大，是当前的建筑垃圾处理的重点。对再生骨料开展研究，就是对上述物质实施分拣和破碎，并筛选出有用部分并加以利用。在分拣工作中，主要是将建筑垃圾中的混凝土和钢筋进行分离，并采用破碎手段，将大块的混凝土变为小块［2］。在筛选过程中，将破碎后的混凝土按照JGJ52-2006《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》标准进行筛选，从而明确混凝土骨料颗粒级配情况，具体如表1所示。由表1可知，混合骨料中那些颗粒直径小于4.75mm的细骨料在骨料中占据着较大比例，剩余的粗骨料占40%左右。其中，对于粗骨料而言，尤其是那些骨料颗粒的直径在4.75~9.5mm的颗粒而言，砂率大概在60%左右，上述数据已经超出了JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规范》中的最高阈值［3］。

1.2骨料的表观密度、堆积密度等物理参数的分析

根据表1的相关数据，将骨料颗粒大于4.75mm的再生骨料进行测试，采用多次检测之后取其平均值，就可以统计得到骨料颗粒直径为4.75mm的再生粗骨料的相关参数，包括表观密度、堆积密度孔隙率值等参数。基于上述参数，对同等情况下的天然、再生粗骨料进行测试分析，其相应的表观密度、堆积密度等相关数据如表2所示。根据表2可知，与同等情况下的天然骨料相比，再生骨料的表观密度及堆积密度值均有所降低，但是孔隙率却有所提升。造成上述现象的原因是再生骨料表面附着水泥砂浆，从而导致相关参数有所变化。

1.3骨料的压碎数值分析

粗骨料的压碎值也是混凝土质量的一个重要参数，通过该参数可以有效判断混凝土中粗骨料的抗压性能。通过测试混凝土粗骨料的压碎值，能够有效推测该种再生粗骨料混凝土的质量和强度。在实际测试中，对天然粗骨料和再生粗骨料的实际压碎值进行测量，二者实际的数值分别为17.9%和20.5%。由上述数值可知，再生粗骨料相对于天然骨料而言，其强度较低，在实际使用中的效果不如天然粗骨料。产生上述现象的原因主要包括以下两点：（1）建筑垃圾在开展筛选和破碎过程中，对于其内部的结构性能带来较大的负面影响，破坏了再生骨料颗粒的坚固性，和天然骨料相比更易破碎。（2）对于再生骨料而言，其颗粒表明附着了一层水泥砂浆，在遇到外部环境变化时容易脱落和碎裂，从而影响了再生骨料的结构，降低了再生骨料的抗压性能。

1.4骨料对混凝土抗压强度的影响

通过上述分析可知，再生粗骨料的抗压性能影响着骨料的质量和实际使用情况，抗压性能的高低和再生粗骨料的替代率有着密切联系，当再生粗骨料的替代率低于30%时，再生粗骨料和普通粗骨料的混凝土抗压强度差距较小。一旦再生粗骨料的替代率升高时，其抗压强度就会随之降低。如果再生粗骨料取代50%的天然骨料时，则混凝土的抗压强度降低5%~20%。当再生粗骨料100%替代天然骨料时，混凝土的抗压性能急剧下降，最大幅度达到30%。且经过相关测试可知，由于不同的再生骨料成分之间的差异，粗骨料的抗压性能也存在较大的差异。同天然粗骨料混凝土相比，相同配比的混凝土抗压强度大约要低15%左右。

2再生粗骨料混凝土试验

2.1配比测试分析

在开展配合比分析中，主要是对其中的原材料进行分析。在此次测试中，试验所用的材料包括普通硅酸盐水泥、粉煤灰和再生粗骨料。其中普通硅酸盐水泥满足标准规范，再生粗骨料颗粒中，由水泥砂浆包裹的石子含量大约为50%，砖瓦颗粒含量为35%，纯水泥砂浆为11%，其他杂质为4%。粉煤灰采用II级粉煤灰，细骨料应用高级配的中砂，碎石为连续级配的石灰岩碎石，水为常规自来水。为了选出各原料的最佳掺量，各原材料用量见表3所示。再生骨料的表面存在大量的空隙，因此在开展测试之前需要对再生骨料进行处理，主要采用水浸法，从而使空隙达到饱和。然后再按照既定流程投入不同的材料，确保不同组分能够实现均匀混合。根据上述测试流程，对不同情况下的试验结果数据进行记录，结果如表4所示。

2.2强度分析

结合表3和表4可知，试验对象参照GB/T25177-2010《混凝土用再生粗骨料》设定具体的配合比，其中的水泥和砂、以及石子和水的比例为160:703:894:119。根据混凝土操作流程，将其浇筑在规定尺寸的模具中，通过相关的压实振捣后对混凝土进行相同条件下的养护工作。然后再对其进行强度测试，结果表明抗压强度达到了10.2MPa，该项数据证实了建筑垃圾再生粗骨料代替天然粗骨料可以满足建筑混凝土的施工要求。

2.3耐久性分析

再生粗骨料相比天然粗骨料而言，结构紧密度相对疏松，且孔隙度也相对较大。这使得再生粗骨料在使用过程中容易受到外部环境的影响，尤其是在北方冬季的室外环境中，冻害所带来的负面影响较为严重，因此需改善其相关性能。目前常采用的措施就是在再生骨料中添加一定的外加剂，用以提升再生粗骨料的抗冻性能，例如，对于设计强度为C30的混凝土，使用时需要掺加YJ-4型高效防冻剂，可以使混凝土在-（10）℃的外部环境中能继续保持其强度，水泥的水化过程持续下去。由于水泥水化的速度和外在温度呈现正向变化趋势，温度越低水泥水化速度越慢，因此在零摄氏度以下，养护过程中水泥水化速度较慢，使得再生粗骨料混凝土的强度增长保持在一个较低数值。

3结论

加大对建筑垃圾再生粗骨料的应用力度，能在一定程度上节约自然资源，保护环境。开展对混凝土的性能的相关研究，可以掌握再生骨料混凝土的相关性能，把握其和易性,水胶比等的影响关系，对于进一步控制再生骨料混凝土强度具有重要作用，也有助于建筑垃圾再生粗骨料混凝土的进一步推广。

参考文献

［1］李伟杰.建筑垃圾再生骨料混凝土试验初步研究［J］.湖北农业科学，2019，58（15）：66-67，114.

［2］张双艳，马啸.再生骨料取代率对混凝土性能的影响［J］.混凝土世界，2019（5）：66-70.

［3］赵娟，宋军超，余海涛，等.建筑垃圾再生粗骨料不同取代掺量对再生混凝土性能的影响［J］.广东建材，2016，32（7）：14-16.

作者：林靖 单位：福建永宏建设工程有限公司