淺談廢舊混凝土在預拌混凝土中的應用

■羅火通 ■龍巖古蛟混凝土有限公司，福建 龍巖 364000

1 前言

筆者在施工企業和混凝土公司從業二十余年，親眼目睹城市建設的飛速發展以及所帶來的二次污染和浪費。筆者所在的城市為三線城市，這幾年，城市建設、拆遷征地遺留下來的廢舊混凝土幾乎沒有有效利用。要么直接傾倒河道內，要你運棄山谷里，真所謂稱得上的利用無非就是作為基礎回填料。真是可嘆又可惜。

資料表明，隨著我國城鎮化建設的加速，建筑業在全國范圍內不斷蓬勃發展。無論是舊建筑物的拆除還是新建筑物的落成，都會產生大量的建筑垃圾。我國現在每年產生的建筑垃圾總量約為4000 萬噸，則由此產生的廢舊混凝土的總噸位約為1300 萬噸。隨著我國城鎮的發展，廢舊混凝土的數量還在增多。傳統的建筑垃圾處理方式主要是運往郊外填埋，這樣不僅要花費大量的運輸費用，占用大量的可耕地，還會造成城市郊區的環境破壞。一方面，大量可以回收再利用的廢舊混凝土被白白浪費。另一方面，生產新混凝土所需大量的天然石骨料，必然要大量開山取石，造成環境的再度污染。為了解決這些問題，我們必須改變傳統的混凝土生產方式，讓其走上可持續發展的道路。我們可以將大量的廢舊混凝土經過破碎、篩分，最終成為“再生骨料”，以取代新混凝土中天然石。這些做法在歐美一些發達國家以及我們的鄰國日本早在六、七十年代就已經成熟利用。

我國近幾年已經意識到資源枯竭所帶來的嚴峻后果，陸續出臺一些禁止在河道、山體無序開采河砂和碎石的強制性措施，大力推廣生產和使用一些新型骨料，當然包括廢舊混凝土的再生利用。住建部在2009 年頒布了《建筑垃圾處理技術規范》(CJJl34—2009)。規范6.0.5條中明確規定廢舊建筑混凝土生產混凝土用再生骨料應符合下列要求:(1)建筑垃圾中的廢舊建筑混凝土可用于生產再生骨料，主要產品應包括混凝土用再生細骨料和混凝土用再生粗骨料;(2)廢舊建筑混凝土生產再生混凝土骨料的工藝可包括破碎、分選、清洗等環節;(3)再生混凝土骨料質量宜符合現行行業標準《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》JGJ52 的有關規定。

2 試驗過程

本人所在的混凝土公司是一家集水泥、粉煤灰、礦粉、碎石、機制砂等混凝土生產原材料加工和預拌混凝土生產企業。公司在立窯水泥廠的基礎上成功轉型。本人通過配制強度等級為C25 的混凝土，找尋出在混凝土中加入不同比例的廢舊混凝土再生骨料對混凝土28 天抗壓強度的影響，使加入再生骨料后的混凝土抗壓性能滿足C25 混凝土的要求，和易性滿足施工要求。

2.1 試驗原材料

廢舊混凝土:采用本公司試驗室破型后的廢棄混凝土塊，原試件強度等級為C15～C50，將其經顎式破碎機破碎后，經過圓錐破，機制砂生產系統，再經5mm 篩網篩分后測得其粒徑在5～20mm，為連續級配，級配良好。而粒徑＜5mm 的細骨料細度模數為2.8，連續級配，屬于Ⅱ區中砂。

水泥:采用福建省春馳水泥集團新豐廠生產的春馳牌普通硅酸鹽水泥，強度等級為42.5.

粗骨料:龍巖市馬坑天玉石場出產的天然石。

細骨料:采用福建省漳州市的河砂。

表1 為粗骨料、細骨料、廢舊混凝土生產出的碎石和機制砂具體性質。

表2 為混凝土配合比設計以及拌合物的性能

表3 為各編號混凝土標準養護28d 后的力學性能

2.2 試驗方法

普通混凝土及再生混凝土的適配設計表觀密度為2370kg/m3。按國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法》規定，機械拌合配合比為:(C:F:S:G:W=1:0.176:2.689:3.713:0.623)。將混凝土拌合物制成100mm×100mm×100mm 的立方體試件。編號為Q0 的試件為基準試件，編號為Q10、Q20、Q30、Q40、Q50 試件表示廢舊混凝土以不同比例取代碎石后制成的混凝土試件，10、20、30、40、50 為取代率。每組編號所做試件數量為3 個，標準養護28 天。所有試件采用《混凝土強度檢驗評定標準》進行測試。

2.3 結果分析

2.3.1 對混凝土坍落度及表觀密度的影響

混凝土配合比設計以及拌合物的性能如表2 所示。從表2 可以看出，隨著廢舊混凝土取代混凝土中骨料的比例增大混凝土的坍落度值隨之減小。原因是廢舊混凝土和骨料相比具有孔隙率大、吸水率高、表面粗糙、外表面積大等特性，造成混凝土坍落度的損失。另外混凝土的表觀密度為呈下降趨勢，原因是廢舊混凝土自身的表觀密度比較低，這有益于減輕混凝土自身的質量，提高混凝土建筑的抗震性能。

2.3.2 對混凝土抗壓強度的影響

按不同比率的廢舊混凝土加入到混凝土中對混凝土的力學性能的影響見表3 所示。

從表3 可以看出當廢舊混凝土在混凝土中的取代比例控制在0～40%的范圍內時，廢舊混凝土對混凝土的抗壓強度影響不大，在加入20%的廢舊混凝土時混凝土28d 的抗壓強度還會有一定幅度的提升。原因是廢舊混凝土的吸水率遠遠大于碎石，加入混凝土之中的拌合水中相當一部分被建筑垃圾吸收，客觀上降低了混凝土的水膠比，可以在很大程度上彌補因為加入廢舊混凝土所照成的抗壓強度的損失。另外也由于廢舊混凝土顆粒菱角多，表面粗糙，增大了摩擦力，使破壞時速度減緩，從而也提高了混凝土的抗壓強度。但是當廢舊混凝土的取代比例超過40%后，骨料性質對于混凝土抗壓性能的影響)已經超過了水膠比降低所照成的影響，所以造成了混凝土抗壓強度的顯著降低。

3 試驗結論

(1)在C25 混凝土中使用廢舊混凝土取代部分骨料時，取代比例不得超過40%，其混凝土28d 抗壓強度符合混凝土強度要求。

(2)混凝土中加入廢舊混凝土后拌合物的和易性變得比較差，可以通過加入減水劑來改善其和易性，并可提升再生混凝土28d 的抗壓強度，并顯著降低混凝土原材料成本。

4 結束語

公司在混凝土強度等級≤C25 的預拌混凝土生產中，骨料中摻入40%的廢棄混凝土，預拌混凝土性能均能滿足設計和施工要求。但苦于廢棄混凝土的來源只能局限于幾家檢測單位的廢棄試件。令筆者欣喜的是就在廢棄混凝土的利用沒多久，筆者所在的城市已經建設好建筑垃圾專用場，并且出臺建筑垃圾再生利用的利好政策。現在公司再也不愁找不到“寶”了。

［1］陳位祥.《廢舊水泥混凝土再生利用技術的研究》.2010.11.01.

［2］《建筑垃圾處理技術規范》.CJJl34—2009.

［3］《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》.JGJ52 -2006.

［4］《普通混凝土配合比設計規程》.JGJ55 -2011.

［5］《混凝土強度檢驗評定標準》.GB/T50107 -2010.

［6］《普通混凝土力學性能試驗方法》.GB/T50081 -2002.