废混凝土制作球型路障试验研究

克旭，周鼎成，程海丽，柳迪，陆政才，李波，王志冲，王琪，李宗源

（北方工业大学土木工程学院，北京100144）

近年来，在一些城市道路的路口、广场、居民小区等一些公共区域的入口等处，常设置一些路障球以禁止车辆随意停泊或通行，其安装方便，以一定秩序排列，还具有装饰城市的景观作用，如图1所示。但其多为各种不同花色的天然石材，需要消耗大量不可再生的天然石材资源，且需要大块体石材切割打磨，其加工和抛光成本较高。

图1 石材球型路障

《〈中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法〉实施情况的报告》显示，我国固体废物产生量持续增长。中国建筑垃圾产业资源化战略联盟发布的《中国建筑垃圾资源化产业发展报告（2014年度）》表明：我国每年产生的建筑垃圾总量15.5～24亿t，大多以填埋或堆放为主，资源化率不足5%,预计2020年左右，我国建筑垃圾产生量将达到峰值[1]。另一方面，我国大部分地区砂石供不应求，甚至出现无货可供的情况，砂石价格屡创新高，且持续暴涨。

鉴于此，在分析固体废弃物制作交通路障可行性的基础上[2]，将建筑垃圾中占比很高的废弃混凝土破碎后作为骨料，制作再生骨料型球型路障，不但可节约天然石材资源，还可有效利用废弃混凝土，减少其排放对环境产生的负面影响，一举多得。

1 原材料及其性能

水泥采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，强度值见表1。废混凝土及天然砂性能见表2，束状短切耐碱玻璃纤维的长度12 mm，含水率小于0.1%，断裂强度大于0.25 N/tex；采用聚羧酸系减水剂。

表1 水泥性能

表2 砂和废混凝土性能

2 试验

2.1 废混凝土球型路障配合比及其制作

将水泥、细骨料、玻璃纤维、水、减水剂按设定的比例称量后，置于干燥容器中进行搅拌，接着分批次放入砂浆搅拌机中搅拌，搅拌均匀后将料浆装入模具中，用电动振捣棒进行振捣一定的时间后，置于温度15～20℃、相对湿度60%～70%的养护间养护，24 h后拆模并置于养护间养护至28 d后，测其强度。

其中，纤维体积率为2%，水灰比为0.5，废混凝土分别以不同取代率取代天然砂，测定其流动性和强度值；掺入不同量减水剂，电动振捣棒振捣一定时间，改善表面状况。

配合比及其性能见表3。

表3 球型路障配合比及其性能

2.2 性能测定

抗压、抗折强度试件采用40 mm×40 mm×160 mm的水泥胶砂试模制作，试件养护1 d后拆模，自然养护（温度15～20℃，相对湿度60%～70%）至龄期28 d后按GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行胶砂强度检验。

3 数据分析

3.1 废混凝土取代率对球型路障性能影响

从表3可以看出，当减水剂掺量不变，废混凝土分别取代天然砂30%，50%，100%时，坍落度和抗压强度均在取代率为50%时较大，但抗折强度3个取代率时相差不大，当骨料全部采用废混凝土时，其强度值均超过了表1中纯水泥胶砂强度值，即，全部用废混凝土取代天然砂后，从强度角度看，完全可以制作球型路障。

3.2 减水剂对球型路障性能影响

从表3可以看出，当骨料全为废混凝土，减水剂掺量提高时，球型路障流动性逐渐增大，但强度在减水剂掺量为0.35%时最大，掺量为0.45%有所下降。但其随着减水剂掺量的增加，振捣时间的延长，球型路障表面孔洞逐渐减少，即，适当增加减水剂掺量和延长振捣时间有利于改善球型路障表面状态，如图2所示，从图2a～c减水剂掺量和振捣时间逐渐增加，球型路障表面的孔洞数量逐渐减少，孔洞也越来越小。

图2 废混凝土球型路障

4 结论与后续工作

4.1 结论

（1）全部采用废混凝土作为骨料，完全可配制再生骨料型球型路障，既可节约天然石材资源，也可节约天然骨料资源。

（2）通过调节减水剂掺量和振捣时间，可减少表面孔洞产生，改善球型路障的外观质量。

4.2 后续工作

（1）配合比数量有限，性能有一定的波动，后续可通过进一步调整配合比和增加配合比数量，将可制作出综合性能更优的再生骨料型球型路障。

（2）再生骨料型球型路障表面仍有少量孔洞，影响装饰效果，后续可进一步通过调整配合比和成型方式加以改善。

（3）尚缺乏抗冻性相关试验数据，后续将进一步开展相关试验工作。

（4）目前制作的再生骨料型球型路障，尚不具备防撞击等功能，后续将开展相关试验工作。