第31卷　第7期2009年4月武　汉　理　工　大　学　学　报J OURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGYVol .31　No .7　Apr .2009DOI :10.3963/j .issn .1671-4431.2009.07.015建筑垃圾再生混凝土配合比试验研究宋少民,王　林(北京建筑工程学院土木与交通工程学院,北京100044)摘　要:　针对再生骨料高吸水率的特点,优化再生混凝土配合比是该文主要目的,通过单因素法研究了粉煤灰、再生骨料与天然砂在再生混凝土中的掺量以及水胶比对再生混凝土的工作性和强度的影响,在此基础上确定了再生混凝土最优配合比。

试验结果表明:适当降低水胶比和掺加优质粉煤灰对提高再生混凝土品质是有效的技术途径。

并建议再生粗细骨料分仓存放、计量,要求坍落度损失小时,适当减少再生细骨料掺加比例。

关键词:　建筑垃圾;　再生骨料;　配合比优化;　材料性能中图分类号:　T U 528文献标识码:　A文章编号:1671-4431(2009)07-0056-04The Experiment Research on Concrete with ConstructionRubbish Recycled AggregateSONG Shao -m in ,W ANG Lin(School of Civil and T raffic Engineering ,Beijing University of Civil Engineering and Architecture ,Beijing 100044,China )Abstract :　A ccording to hig her wa ter abso rption rate o f the recycled agg regate ,the paper 's main purpose is to optimize therecy cled concrete mix proportion .I t formed mix proportion from studying on the single factor method ,including different influ -ence on the wo rkability and strength ,such as the fly ash ,the different ratio of the recy cled aggregate to natural sand and the different W /B .T he result indicates that it can improve concrete quality with lower W /B and adding hig h quality fly ash .It suggests that the recycled coarse -fine agg reg ate should sto re and measure separately .Considering the less lose of the slump ,it is necessary to reduce the ratio of the recy cled fine aggregate .Key words construction rubbish ;　recycled aggrega te ;　mix proportio n optimization ;　material performance 收稿日期:2008-10-12.作者简介:宋少民(1965-),男,硕士,教授.E -mail :john .song65@我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%—40%,经过对砖混结构、全现浇结构和框架结构等建筑的施工材料损耗的粗略统计,在每万m 2建筑的施工过程中,仅建筑废渣就会产生500—600t [1]。

我国每年建筑垃圾的产量还没有权威的统计数字,估计其数值要达到几十亿t [2]。

随之带来一系列关于自然资源、能源、环境保护和可持续发展的问题。

四川汶川地震后,建设部高度重视建筑垃圾在建筑中再生利用问题,希望尽快实现建筑垃圾再生混凝土的工程应用。

另一方面,以我国当前水泥年产量近14亿t 计,混凝土年生产量接近35亿m 3,需消耗天然砂石60亿t 以上。

许多地区,优质的砂石资源已经开始出现难以为继的问题,同时,天然材料的大量开采和使用,也造成水土流失和自然景观恶化,严重影响社会的可持续发展,甚至危及子孙后代的生存。

为符合循环经济战略的要求,实现混凝土产业的可持续发展,在建筑工程中使用再生混凝土势在必行。

当然,由于建筑垃圾的成分复杂,品质波动大,吸水率高,整体上会导致混凝土强度等级和质量的下降。

为今后在中低等级混凝土中应用建筑垃圾再生混凝土,利用现代混凝土理念和技术,对建筑垃圾再生混凝土配合比进行优化研究。

1　试　验1.1　原材料1)水泥　试验采用三河市燕郊新型建材有限公司生产的钻牌42.5#普通硅酸盐水泥,其主要物理性能指标见表1。

表1　钻牌水泥的主要物理性能标准稠度用水量/%初凝时间/min 终凝时间/min 细度(80μm )/%安定性(雷式法)抗折强度/M Pa 3d 28d 抗压强度/M Pa 3d 28d 291962473.0合格4.27.822.244.9 2)粉煤灰　试验采用了目前较常使用的Ⅱ粉煤灰,主要物理性能见表2。

表2　粉煤灰的主要物理性能细度(45μm 筛余量)/%需水量比/%含水率/%烧失量/%堆积密度/(g ·cm -3)14.0980.62.230.75 3)再生粗骨料:5—20m m ,主要材性见表3。

再生粗骨料的空隙率为44.8%。

表3　再生粗骨料材料性能含水率/%表观密度/(kg ·m -3)松散堆积密度/(kg ·m -3)紧密堆积密度/(kg ·m -3)吸水率/%含泥量/%压碎指标/%3.52590143015402.11.6312 4)再生细骨料:符合2区中砂,主要材性见表4。

人工砂为2区粗砂,细度模数为3.1,主要材性见表5。

表4　再生细骨料材料性能细度模数表观密度/(kg ·m -3)细粉含量/%吸水率/%含水率/%2.82560911.45表5　天然砂材料性能含水率/%表观密度/(kg ·m -3)堆积密度/(kg ·m -3)含泥量/%4.0265015007.5 5)外加剂　试验采用的为萘系高效减水剂,减水率为20%。

1.2　配合比 1)砂率的确定　将全级配的再生骨料经过破碎、筛分后,再生粗骨料约占37%左右,粗细骨料比例不合理。

且再生骨料与普通骨料的掺量比例的调配在生产中难以控制,质量波动较大,所以不应使用全级配再生骨料,以普通砂石进行调整的技术路线。

应将再生表6　再生细骨料掺量变化的试验配合比编号各材料用量/(kg ·m -3)B C FA 人工S 再生S 再生G W 减水剂W /B r /%14152701453403401020130120.315024152701452724081020136120.336034152701452044761020145120.357044152701451365441020152120.378054152701456801020160120.39100 注:r 为建筑垃圾再生砂在细骨料中占的比例。

表7　粉煤灰掺加量变化的试验配合比编号各材料用量/(kg ·m -3)B C FA 人工S 再生S 再生G W 减水剂W /B FA /%64152911241365441020166120.43074152701451365441020166120.43584152491661365441020166120.44094152281871365441020166120.445104152082071365441020166120.450骨料分为再生粗骨料和再生细骨料,采取分仓计量掺加。

再生粗骨料的紧密堆积空隙率为41%,再生粗骨料的松散堆积空隙率为45%,再生细骨料为中砂,考虑再生细骨料吸水率比较高,为保证到建筑垃圾再生混凝土尽可能的密实且保证混凝土的良好的和易性,砂率选取40%。

57第31卷　第7期 宋少民,等:建筑垃圾再生混凝土配合比试验研究 2)再生细骨料掺量变化的配合比　见表6。

3)粉煤灰掺量变化的配合比　见表7。

4)随粉煤灰掺量变化调整水表8　随粉煤灰掺量变化调整水胶比的试验配合比编号各材料用量/(kg ·m -3)B C FA 人工S 再生S 再生G W 减水剂W /B FA /%11390293971365441020179120.4625124022811211365441020173120.4330134152701451365441020166120.4035144262561701365441020158130.3740154412431981365441020150130.3445胶比的配合比　覃维祖提出[3]:为了配制出强度满足工程要求的粉煤灰混凝土,需在增加粉煤灰掺量的同时降低水胶比。

如果按照浆体体积恒定的原则进行配合比设计,则恰好可以符合上述要求。

因为粉煤灰的密度约为水泥的2/3,当用粉煤灰等质量取代水泥时粉体体积就会增大,要保持浆体体积不变,则可以降低用水量。

这样也就在增大粉煤灰掺量的同时降低了水胶比,不会因为粉煤灰掺量增大带来明显的强度发展速率损失,而满足工程对混凝土强度的要求。

根据这一理论,形成调整再生混凝土配合比(见表8)。

2　结果与分析2.1　再生细骨料掺量变化对再生混凝土强度的影响 在达到相同坍落度的情况下,随着再生细骨料掺入量的增加,由于再生细骨料吸水率高,搅拌过程中需要增加部分水对再生骨料的高吸水率加以补偿,所以混凝土要想达到相同坍落度的用水量就大。

这样导致水胶比增大,建筑垃圾再生混凝土的抗压强度随再生细骨料掺入量的的增加而降低(见表9)。

2.2　粉煤灰掺量对混凝土性能的影响表10给出了粉煤灰掺加量变化的试验配合比及其强度和坍落度,由表10可知建筑垃圾再生混凝土随着粉煤灰掺量的增加总体上保持较好的工作性,粉煤灰掺量35%时坍落度最好,当达到40%以上时坍落度开始下降,这主要是细粉含量过多,浆体增加导致的。

表9　试验1—5组再生混凝土各龄期强度再生细骨料掺量/%强度/M Pa3d 7d 28d 5026.145.559.96022.440.652.37020.135.546.18017.428.140.210014.923.534.4 混凝土的28d 抗压强度随着粉煤灰的增加,总体上是下降的,但在粉煤灰掺量35%以下时对28d 强度影响不大,掺量达40%以上,28d 强度下降幅度增大。