建筑垃圾再生骨料混凝土试验初步研究

摘要：对陕西省安康市建筑垃圾进行取样、分拣、破碎以及筛分，然后通过试验数据分析再生骨料混凝土试块的表观密度、堆积密度、孔隙率、压碎值以及抗压强度等一系列相关的物理力学性质指标。结果表明，建筑垃圾再生骨料用于制作小型混凝土砌块是可行的。

关键词：建筑垃圾;再生骨料;混凝土

中图分类号：TU502;TU528         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）15-0066-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.15.014           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Preliminary study on the test of recycled aggregate concrete from construction waste

LI Wei-jie

（Ankang University，Ankang 725000，Shaanxi，China）

Abstract： Through sampling， sorting， crushing and screening of construction waste in Ankang city， Shaanxi province this paper analyzed the apparent density， bulk density， porosity， crushing value and compressive strength of recycled aggregate concrete through experimental data. The results show that it is feasible to use recycled aggregate of construction waste to make small concrete blocks.

Key words： construction waste; recycled aggregate; concrete

建筑垃圾已成为目前城市垃圾的主要组成部分，约占城市垃圾总量的40%[1]。随着社会经济的发展，这些数据还将不断呈增长趋势。如此大量的建筑废料如果不及时回收利用，不仅会污染生态环境，还会造成严重的资源浪费。因此，国内外早已广泛开展了建筑废料再生利用的研究工作，尤其是以建筑废料生产再生骨料制备再生混凝土的新技术，是世界各国共同关注的课题，已成为国内外工程界和学术界关注的热点和前沿问题之一。

建筑垃圾中的许多废弃物经分拣、剔除或粉碎后，大多可以作为再生资源重新利用。为此，本试验以陕西省安康市现浇结构建筑拆除的建筑垃圾为骨原料，围绕制作小型混凝土砌块为目的进行表观密度、堆积密度、孔隙率和抗压强度试验等，以期为利用建筑垃圾再生骨料制备混凝土砌块提供依据。

1  原材料试验

1.1  集料的级配

建筑垃圾中包含大量的钢筋以及混凝土、砖瓦物料，首先要对这些物质进行“分拣—破碎—筛分”。分拣主要是分离出建筑垃圾中的钢筋，破碎主要是把大的混凝土垃圾块进行破碎，然后筛分归类。本试验对建筑垃圾试样人工分拣后，采用小型破碎机对建筑垃圾进行破碎和筛分[2]。参考标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ 53-92）及国内外实践经验确定了普通混凝土小型砌块混凝土骨料颗粒级配（表1）。

从表1可以看出，混合骨料中粒径<4.75 mm的细集料占60%，粒径≥4.75 mm粗骨料占40%，且粗骨料粒径都为4.75～9.50 mm，无粒径>9.50 mm的骨料。砂率为60%，超出《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2000）中最高砂率41%。因为这主要是考虑到建筑垃圾再生骨料主要用于小型混凝砌塊及其他块状构件材料，所以粗集料不宜过多，故砂率应提高[3]。

1.2  粗骨料的表观密度、堆积密度和孔隙率试验结果分析

对粒径4.75 mm以上的再生粗骨料进行3次重复试验，采用简易法测定，最后取平均值，测得粒径4.75 mm的再生骨料的表观密度、堆积密度和孔隙率;然后又测得同粒径的天然粗骨料的表观密度、堆积密度和孔隙率[4]。具体见表2。

由表2可知，与天然粗骨料相比，再生粗骨料的表观密度较天然粗骨料下降18.9%，堆积密度下降5.8%，孔隙率提高4.7%，分析其原因主要是由于再生粗骨料表面包裹有水泥砂浆，其孔隙内也含有素水泥砂浆。但再生粗骨料表观密度为天然粗骨料的80%以上，也能够满足GBT 25177—2010（混凝土用再生粗骨料》中Ⅱ类再生骨料的要求。

1.3  再生粗骨料和天然粗骨料压碎值试验结果分析

水泥混凝土用粗集料的压碎值是测定碎石或卵石抵抗压碎的能力，间接推测其相应的强度，适用于对水泥混凝土用粗集料品质的鉴定。试验用压碎指标值测定仪分别对建筑垃圾再生粗骨料和天然粗骨料进行测定，结果表明，再生粗骨料和天然粗骨料的压碎指标值分别为20.52%和17.86%，再生粗骨料的压碎指标值高于天然粗骨料，表明再生粗骨料的强度较低，分析其原因，其一是再生粗骨料表面附着有孔隙率较天然粗骨料大的水泥砂浆且粘结较弱，其二是再生粗骨料在建筑垃圾破碎过程中的振捣和破碎等原因，一定程度上破坏了其坚硬程度，导致再生粗骨料较天然粗骨料更易破碎。

2  再生粗骨料混凝土性能试验

再生粗骨料混凝土是指用再生粗骨料部分或全部取代天然粗骨料的混凝土，再生骨料经过处理，虽然各方面性能均有所提高，但仍然低于天然粗骨料。全部采用再生粗骨料会对混凝土性能有较大影响，故一般对于粗骨料采用不同的取代率，细骨料则全部采用天然砂来配制混凝土。试验所采用的水泥是安康市尧柏水泥有限公司生产的32.5 MPa普通硅酸盐水泥，其各项技术指标均符合要求。

2.1  再生粗骨料混凝土和易性试验

和易性直接影响到混凝土搅拌、运输、浇注、捣实等施工作业，关系到能否获得质量均匀和密实的混凝土[5]。再生粗骨料比天然粗骨料吸水率大、孔隙多、表面较为粗糙，而且再生粗骨料含有大量旧的水泥砂浆，导致再生混凝土中砂浆含量高，从而导致再生混凝土的流动性较同配合比的普通混凝土差，而保水性和粘聚性比同配合比的普通混凝土好。试验取混凝土砂率为39%，减水剂掺量为1.5%，通过调整用水量，控制坍落度在160～180 mm进行对比分析。

试验得出再生粗骨料混凝土的和易性随着再生粗骨料取代率的增大，新拌混凝土的流动性变得越来越差，而此时混凝土的粘聚性变得越来越好，适量的减水剂可以增强混凝土的流动性。

2.2  再生粗骨料混凝土强度试验

考虑到再生粗骨料的各项性能较天然粗骨料有所降低，试验目的主要是针对混凝土小型砌块，所以参照规范要求和查阅相关资料，确定混凝土抗压强度配合比的试配配合比为：水泥∶砂子∶石子∶水=160∶703∶894∶119，在此配合比中，水灰比为0.74，主要是考虑到骨料的表面包裹有干燥的水泥砂浆。根据混凝土试验操作规程，把拌好的混凝土浇筑到100 mm×100 mm×100 mm的模具中，并在振动台上振捣后，再放入温度（20±2） ℃、相对湿度>95%的标准养护室内，共制作试块5组，每组3块;标准养护28 d，测得混凝土试块的抗压强度为10.2 MPa。在试验中，由于混凝土砂率较高，故试块有出现缺棱掉角的现象，但不影响其外观尺寸。试验表明用建筑垃圾再生粗骨料取代天然粗骨料，能够满足普通混凝土砌块所要求的抗压强度值，并且相对于制作砌块用混凝土抗压强度值较高。

3  小结

试验结果表明，建筑垃圾经过简单分拣出钢筋，破碎成粗细骨料后，可以用来制作混凝土小型砌块，其表观密度、堆积密度、孔隙率、压碎值、抗压强度等物理、力学性能指标能够满足《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2000）规范规定的要求，為建筑垃圾的回收利用、变废为宝提供了理论依据。

参考文献：

[1] 苏荔兴.再生混凝土空心砌块试验研究[D].福建泉州：华侨大学，2010.

[2] 刘素霞，王雨利，罗树琼，等.利用工业废渣生产新型墙体材料的试验研究[J].新型建筑材料，2012（11）：59-62.

[3] 杨超军.水泥混凝土再生粗骨料与天然骨料主要性能对比分析[J].黑龙江交通科技，2017（2）：76-78.

[4] 马保国，钟开红，蹇守卫，等.利用工业废渣生产蒸养粉煤灰砖的研究[J].新型建筑材料，2004（5）：6-8.

[5] 李伟杰，牛洪涛.生态屋面半刚性防水设计初步研究[J].新型建筑材料，2013（12）：77-79.