混凝土廢棄物的回收與再利用試驗研究

沙 莎

(三江學院，江蘇 南京 210012)

混凝土廢棄物的回收與再利用試驗研究

沙 莎

(三江學院，江蘇 南京 210012)

對混凝土廢棄物破碎回收后取得的再生細骨料按不同替代率拌合成的混凝土力學性能進行了研究分析，通過不同再生細骨料取代率下的混凝土標準立方體抗壓強度和劈裂強度對比試驗，分析了再生細骨料對混凝土力學性能的影響效果。

再生細骨料，替代率，標準立方體抗壓強度，劈裂強度

0 引言

隨著我國建筑行業的發展，混凝土的需求量也在迅速地增加。但是由此所產生的大量混凝土廢棄物的處理方法仍主要是運往郊外露天堆放或者填埋，一方面導致了環境污染問題會越來越嚴重，另一方面浪費了其中寶貴的骨料資源。因此從尋求原生集料的替代品的角度，將廢棄混凝土破碎后回收得到再生集料，替代傳統的礦料重新拌合混凝土，將是解決這兩方面問題的最優方案。

本次研究將混凝土廢棄物進行破碎，篩分得到再生集料，對其的性能進行試驗評價；同時將再生細骨料按不同取代率與天然砂混合制作再生細骨料混凝土試塊，進行強度對比分析，分析其對混凝土力學性能的影響。

1 混凝土廢棄物的處理工藝

1.1 混凝土廢棄物及其原材料情況

本研究中混凝土廢棄物來自土木學院材料實驗室制作、經過抗壓和劈裂強度試驗測定強度等級為C20的混凝土試塊廢棄物。試塊制作的原材料如下：

水泥：龍潭水泥廠生產的P.O32.5普通硅酸鹽水泥；

天然砂：符合JGJ 52-2006普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準要求的細度模數為2.33的中砂；

粗骨料：符合JGJ 52-2006普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準要求的5 mm～25 mm連續級配要求的天然碎石；

水：普通自來水。

1.2 混凝土廢棄物的處理工藝

混凝土廢棄物的處理主要是通過破碎機對其進行破碎，經破碎后的材料經過篩分，除去水泥和砂漿等細小顆粒，得到再生骨料。目前國內可用于處理混凝土廢棄物的機械設備有鄂式破碎機、圓錐式破碎機、立式沖擊破碎機、反擊式破碎機、超細式破碎機、錘式破碎機、雙輥式破碎機等。

本研究用的是錘式破碎機，其工作原理是靠沖擊作用來破碎物料，獲得所需粒度的產品。

混凝土廢棄物處理結果：再生細骨料和再生粗骨料所占比例分別為76%和24%。由于再生粗骨料含量少，主要研究再生細骨料混凝土的力學性能。

2 再生細骨料的性能

2.1 外觀

通過錘式破碎機破碎出的再生細骨料質地堅硬，顆粒具有棱角，表面粗糙，粒度不齊，如圖1所示。

2.2 粗細程度和顆粒級配

國家標準GB/T 25176-2010混凝土和砂漿用再生細骨料對再生細骨料的顆粒級配要求見表1。根據再生細骨料的顆粒級配試驗，累計篩余均在2級配區，規格為粗砂。

表1 再生細骨料的視密度

2.3 視密度

根據國家標準GB/T 25176-2010混凝土和砂漿用再生細骨料，ρ=2.423 g/cm3=2 423 kg/m3>2 350 kg/m3，屬于Ⅱ類，符合規范要求。

2.4 堆積表觀密度

再生細骨料的堆積密度見表2。

表2 再生細骨料的堆積密度

根據GB/T 25176-2010混凝土和砂漿用再生細骨料，γ=1 475 kg/m3>1 300 kg/m3，符合規范要求。

3 再生細骨料混凝土的試驗方案

3.1 拌合材料

1)水泥。

水泥為龍潭水泥廠生產的P.O32.5普通硅酸鹽水泥，為測定水泥強度是否符合要求，進行了水泥膠砂強度試驗，表3為水泥膠砂強度試驗結果。根據國家標準規范GB 175-2007通用硅酸鹽水泥，f折=7.15 MPa>5.5 MPa，f壓=39.3 MPa>32.5 MPa，水泥強度符合要求。

2)天然砂。

天然砂為符合JGJ 52-2006普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準要求的細度模數為2.33的中砂。

表3 水泥膠砂強度試驗

3)再生細骨料。

再生細骨料為簡單破碎的再生細骨料。不同再生細骨料取代率下細骨料的粗細程度及顆粒級配情況測定結果：a.再生細骨料取代率75%時，根據GB/T 25176-2006混凝土和砂漿用再生細骨料，累計篩余位于1級配區，3.1

4)粗骨料。

粗骨料為符合JGJ 52-2006普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準要求的5 mm～25 mm連續級配要求的天然碎石。

5)水。

拌合混凝土用水為普通自來水。

3.2 材料配合比

1)擬定性能參數。砂率為38%，通過調整用水量控制坍落度30 mm～50 mm，設計混凝土強度等級C20，再生細骨料取代率分別為100%，75%，50%，25%，0%。

2)配合比設計。通過計算，初步配合比：C=315.29 kg/m3；S=723.6 kg/m3；G=1 180.6 kg/m3；W=180 kg/m3。

4 試驗結果與討論

再生細骨料混凝土的力學性能試驗方案均按GB/T 50081-2002普通混凝土力學性能試驗方法進行，分別測試7 d，28 d的標準立方體抗壓強度與7 d，28 d的劈裂抗拉強度。

4.1 再生細骨料取代率對混凝土標準立方體抗壓強度的影響

隨著再生細骨料取代率的不斷增加，絕大部分再生細骨料混凝土的標準立方體抗壓強度隨之降低，完全取代時的立方體抗壓強度與普通混凝土接近。當再生細骨料取代率為25%，50%，75%，100%時，再生細骨料混凝土的7 d抗壓強度分別較普通混凝土降低13.2%，22.6%，23.9%和8.8%左右；28 d抗壓強度分別較普通混凝土降低26.6%，19.8%，25.2%和0.45%左右(見圖2，圖3)。

4.2 再生細骨料取代率對再生細骨料混凝土劈裂抗拉強度的影響

7 d劈裂抗拉強度除75%取代率時降低外，25%，50%，100%取代率時均高于或接近普通混凝土劈裂抗拉強度；28 d劈裂抗拉強度除25%取代率接近普通混凝土外，隨著再生細骨料取代率的增加，劈裂抗拉強度下降幅度越來越大(見圖4，圖5)。

5 結語

1)通過錘式破碎機破碎出的再生粗骨料和再生細骨料的比例為1∶3，再生細骨料顆粒級配符合國家標準GB/T 25176-2010混凝土和砂漿用再生細骨料，外觀性能上能夠滿足混凝土中的細骨料使用要求。

2)隨著再生細骨料取代率的不斷增加，絕大部分再生細骨料混凝土的抗壓強度隨之降低，完全取代時的強度與普通混凝土接近。

3)28 d劈裂抗拉強度除25%取代率接近普通混凝土外，隨著再生細骨料取代率的增加，劈裂抗拉強度下降幅度越來越大。

4)根據以上試驗分析，分析再生細骨料混凝土宜用于鋼筋混凝土受壓構件中，而不宜用于鋼筋混凝土受彎構件和鋼筋混凝土受拉構件中。

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Experimental study on recycling and reuse of concrete waste

SHA Sha

(SanjiangUniversity,Nanjing210012，China)

In this paper, we studied the mechanical property of the concrete which is made by mixing the recycled fine aggregate gotten from breakage and retrieval of concrete waste with different rate of substitution. The influence of recycled fine aggregate on properties of concrete was discussed in the paper by contrast experimentation of standard cube compressive strength and splitting strength of concrete with different recycled fine aggregate replacement rate.

recycled fine aggregate, replacement rate, standard cube compressive strength, splitting strength

2014-07-12

沙 莎(1981- )，女，講師

1009-6825(2014)27-0119-03

TU528.1

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