摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑業(yè)產(chǎn)生的建筑垃圾也空前增加。若能將廢棄混凝土塊就地回收，作為骨料再利用，生產(chǎn)再生混凝土用到新建建筑物上，不僅能降低成本，節(jié)省天然骨料資源，緩解骨料供求矛盾，還能減輕對(duì)城市環(huán)境的污染，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。本論文綜述再生粗骨料各種物理性能，包括壓碎指標(biāo)、堅(jiān)固性、相對(duì)表面粗糙度等。比較它們與天然骨料相應(yīng)的物理性能的差別，結(jié)果表明，再生骨料與天然骨料性能具有相似性，大部分物理指標(biāo)能夠滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)骨料的性能要求。

　　關(guān)鍵詞：混凝土固體廢棄物;再生骨料;再生混凝土;資源化

　　1引言

　　1.1簡(jiǎn)介

　　1999年以來我國的混凝土用量居全球之冠，由于混凝土中砂石骨料占總重量的70%以上，其用量十分巨大。長(zhǎng)期以來，由于砂石骨料來源廣泛易得，價(jià)格低廉而不受重視，被認(rèn)為是取之不盡的原材料而隨意浪費(fèi)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、混凝土用量的增大，因開采砂石骨料而造成的資源枯竭和環(huán)境破壞已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，混凝土的可持續(xù)發(fā)展與骨料危機(jī)的矛盾日益突出。

　　1.2再生骨料資源化途徑分析

　　再生骨料是指廢棄混凝土塊經(jīng)破碎、分級(jí)、清洗并按一定的比例混合后形成的骨料。其主要資源是建筑垃圾。建筑垃圾是在建(構(gòu))筑物的建設(shè)、維修、拆除過程中產(chǎn)生的，包括新建工程施工時(shí)產(chǎn)生的廢棄料和舊建筑物拆除的殘骸料，大多為固體廢棄物。

　　妥善處理方法就是把它當(dāng)作可再生資源重新利用生產(chǎn)建筑材料。這樣既可以減少垃圾排放量，節(jié)約垃圾處理費(fèi)用，減少垃圾對(duì)環(huán)境的污染，又可以充分利用可再生資源，節(jié)省建筑原材料的消耗，保護(hù)了自然資源和人類的生存環(huán)境。

　　2再生骨料的基本特性

　　2.1相關(guān)概念

　　廢棄混凝土(wasteconcrete)塊經(jīng)破碎、分級(jí)、清洗并按一定的比例混合后形成的骨料成為再生骨料或再生混凝土骨料(recycledaggregateorrecycledconcreteaggregate)。再生骨料按粒徑大小可分為再生細(xì)骨料(recycledcoarseaggregate，粒徑0.15mm～5mm)和再生粗骨料(recycledfineaggregate，粒徑5mm～50mm)。利用再生骨料作為部分或全部骨料配制的混凝土，稱為再生骨料混凝土(recycledaggregateconcrete),簡(jiǎn)稱再生混凝土(recycledconcrete)。相對(duì)于再生混凝土而言，將用來生產(chǎn)再生骨料的原始混凝土稱為基體混凝土(originalconcrete)，有人也稱之為原生混凝土。

　　2.2再生骨料的基本性能

　　本次試驗(yàn)主要對(duì)再生骨料的粒形、級(jí)配、物理力學(xué)特性等進(jìn)行系統(tǒng)研究，其中再生骨料粒形根據(jù)Zingg提出的骨料形狀特征系數(shù)的觀點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，再生骨料顆粒級(jí)配、表觀密度、吸水性和壓碎指標(biāo)等試驗(yàn)，均按照GB/T14685—2001《建筑用碎石、卵石》中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

　　2.2.1再生骨料粒形

　　通過對(duì)圖2.3和圖2.4中所示的再生骨料和天然花崗巖骨料的粒形對(duì)比可知，再生骨料和天然骨料形狀相差不大，由于存在第二次破碎加工，部分指標(biāo)再生骨料甚至優(yōu)于天然骨料。

　　圖2.3再生骨料粒形圖2.4天然骨料粒形

　　2.2.2再生骨料的堅(jiān)固性

　　用硫酸鈉溶液法進(jìn)行檢驗(yàn),經(jīng)5次循環(huán)后,計(jì)算其質(zhì)量損失。

　　表2.3各級(jí)質(zhì)量損失百分率

　　NO. 質(zhì)量損失百分率

　　5～10 12.8%

　　10～20 6%

　　20～40 5.3%

　　試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：根據(jù)(2-1)

　　式中：P—試樣的總質(zhì)量損失率，%

　　、、—分別為5mm～10mm、10mm～20mm、20mm～40mm各級(jí)試樣的分計(jì)篩余百分率，%

　　、、—分別為各級(jí)試樣質(zhì)量損失百分率，%。

　　經(jīng)上式計(jì)算可得：總質(zhì)量損失率為6%

　　再生骨料堅(jiān)固性低于天然粗骨料。

　　2.2.3再生骨料的壓碎指標(biāo)

　　壓碎指標(biāo)表示再生粗骨料的強(qiáng)度時(shí)，是將一定重量氣干狀態(tài)下10～20mm的再生粗骨料裝入一定規(guī)程的圓筒內(nèi)，在壓力機(jī)上加載到試樣重量(G)，用孔徑為2.5mm的篩子篩除被壓碎的細(xì)粒，稱取試樣余重(G1)

　　壓碎指標(biāo)=(2-2)

　　式中：G-試樣的重量(g)

　　G1-壓碎試驗(yàn)后篩余的試樣重量(g)

　　壓碎指標(biāo)表示再生粗骨料抵抗壓碎的能力，以間接地推測(cè)其相應(yīng)地強(qiáng)度。目前再生骨料的壓碎指標(biāo)可參照規(guī)范對(duì)天然骨料壓碎指標(biāo)的要求。本試驗(yàn)中的再生粗骨料的壓碎指標(biāo)為18%,GB/T14658—2001規(guī)定：I類骨料的壓碎指標(biāo)應(yīng)小于10%,Ⅱ類應(yīng)小于20%，Ⅲ類應(yīng)小于30%,可見，再生骨料由于含有部分強(qiáng)度遠(yuǎn)低于天然巖石的砂漿，以及破碎加工過程中對(duì)巖石造成的損傷.使得再生骨料整體強(qiáng)度降低，只能勉強(qiáng)達(dá)到Ⅱ類骨料對(duì)壓碎指標(biāo)的要求。

　　2.2.4再生骨料相對(duì)表面粗糙度

　　采用下列方法測(cè)試相對(duì)表面粗糙度：取再生粗骨料的兩個(gè)粒級(jí)(10mm～16mm和16mm～20mm)試樣各500g，在飽和面干狀態(tài)下浸泡于水灰比為0.6的基準(zhǔn)水泥凈漿中，浸泡30min讓其充分裹漿后，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下養(yǎng)護(hù)至14d稱重。相對(duì)表面粗糙度，其中M2為裹漿后質(zhì)量M1為裹漿前質(zhì)量。根據(jù)此公式在本試驗(yàn)的再生骨料表面粗糙度為23.5%,然而天然碎石的表面粗糙度15.7%。

　　2.3再生骨料與天然骨料的物理特性比較

　　天然骨料堅(jiān)硬致密、孔隙率低，所以其吸水率和吸水速率都很小再生骨科表面粗糙、棱角較多，且骨料表面還包裹著相當(dāng)數(shù)量的水泥砂漿(水泥砂漿孔隙率太、吸水率高)，再加上混凝土塊在解體、破碎過程中由于損傷累積內(nèi)部存在大量微裂紋，這些因素都使其吸水率和吸水速率增大，導(dǎo)熱系數(shù)比相同配比的普通混凝土降低28%，若用于維護(hù)結(jié)構(gòu)，可明顯增強(qiáng)建筑物的保溫隔熱效果。

　　3.混凝土固體廢棄物的資源化

　　3.1混凝土固體廢棄物的資源化概念

　　混凝土固體廢棄物的資源化是指：采取管理和技術(shù)從廢棄混凝土中回收有用的資源，它包括物質(zhì)回收，即從廢棄混凝土中回收二次物質(zhì);物質(zhì)轉(zhuǎn)換，即利用廢混凝土塊作再生骨料再生混凝土的骨料。

　　3.2混凝土固體廢棄物的資源化的途徑

　　再生混凝土如果能推廣應(yīng)用，一方面解決了大量混凝土廢棄物處理困難和由此引發(fā)的對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響等問題，同時(shí)又節(jié)省了大量的垃圾清運(yùn)費(fèi)用和處理費(fèi)用;另一方面可以減少對(duì)天然砂石的開采，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，保證了人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

　　(1)普通廢棄混凝土的資源化措施

　　1.廢棄混凝土作為骨料

　　再生骨料的來源不一，材料的力學(xué)性能相差很大，在利用時(shí)應(yīng)區(qū)別對(duì)待。①經(jīng)試驗(yàn)分析，強(qiáng)度較高、雜質(zhì)較少的再生骨料，充當(dāng)鋼筋混凝土原料。②而拆除建筑物的建成年代一般較早.在當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平下.混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不會(huì)很高。由這樣的混凝土塊生產(chǎn)再生骨料、一般制成中低強(qiáng)度混凝土。適用于非承重結(jié)構(gòu)混凝土如基礎(chǔ)墊層、水溝、排水槽、重力護(hù)壁、海岸防護(hù)堤、砌塊等，強(qiáng)度較高的再生混凝土可以用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)僅采用再生粗骨料制成的再生混凝土，其性能同普通混凝土相比幾乎不下降。

　　2.再生混凝土性質(zhì)的改善

　　一、再生混凝土性質(zhì)的高強(qiáng)高性能

　　①機(jī)械活化再生粗骨料

　　機(jī)械活化的目的在于破壞弱的再生碎石顆�；虺�去黏附于再生碎石上的水泥石殘?jiān)�。機(jī)械活化過的再生骨料，在使用前貯存的時(shí)間越短，這種活化骨料在混凝土總的效果越好。②膨脹劑對(duì)混合再生骨料的改性作用

　　再生骨料混凝土中摻入膨脹劑，抗壓強(qiáng)度提高6%～22%，在內(nèi)摻10%膨脹劑的條件下。晚期抗壓強(qiáng)度有較大的增長(zhǎng)。在再生骨料混凝土中摻入最佳數(shù)量(10%)的膨脹劑，可以提高彈性模量為8%～10%。

　　二、外加劑對(duì)再生混凝土性質(zhì)的影響

　　混凝土外加劑是指在混凝土拌合時(shí)或拌合前摻入的摻量不大于水泥質(zhì)量5%(特殊情況除外)，并能按要求改善混凝土正常性能的產(chǎn)品。按其改性功能可分為改善混凝土拌合物流變性能，調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)、硬化性能，改善混凝土耐久性能�；炷�土外加劑對(duì)混凝土強(qiáng)度的提高以及節(jié)約水泥方面有著顯著的作用。再生混凝土中摻入不同比例的混合外加劑，可以節(jié)約水泥，穩(wěn)定再生混凝土強(qiáng)度。

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