廢棄混凝土試塊再生應(yīng)用試驗(yàn)

陳燦燦 張凱斌 程榮安

（洛陽市金鑒工程質(zhì)量檢測中心有限公司）

0 引言

在工程質(zhì)量檢測中產(chǎn)生大量的廢棄混凝土試塊，這些試塊多數(shù)被丟棄，不僅對土壤及環(huán)境造成危害，而且造成礦產(chǎn)資源浪費(fèi)。因?yàn)椴徽摱嚅L時(shí)間的廢棄混凝土，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的只是水泥，骨料（石子和砂）性能沒有發(fā)生任何質(zhì)的變化，而其含量占混凝土總質(zhì)量的80%左右。如果對廢棄混凝土進(jìn)行有效加工，可以在混凝土中作為再生骨料利用，節(jié)約礦產(chǎn)資源，降低生產(chǎn)成本。

由于廢棄混凝土中粗、細(xì)骨料被水泥漿體包裹，經(jīng)破碎后，雖然粒徑能達(dá)到天然骨料的要求，但性能上差距很大，特別是壓碎值、吸水率等，因此不能全部替代天然骨料，本試驗(yàn)，將廢棄混凝土試塊破型后，進(jìn)行破碎、篩分、再破碎等工藝處理后，得到粒徑符合要求的再生骨料，部分替代混凝土中天然骨料，進(jìn)行混凝土有關(guān)性能試驗(yàn)檢測，分析其對混凝土性能的影響。

1 試驗(yàn)材料

1.1 再生粗、細(xì)骨料

1.1.1 再生骨料的加工

檢測混凝土不同齡期性能的試塊有幾種情況，比較常見的是檢測齡期抗壓強(qiáng)度的試塊，該類試塊已被破型；還有檢測混凝土其他性能（干縮性、抗凍、碳化等）的試塊，它們沒有被破型，試驗(yàn)時(shí)，將這類試塊在檢測抗壓強(qiáng)度的壓力機(jī)進(jìn)行破型，盡可能將試塊壓碎。對壓碎的試塊進(jìn)行破碎、篩分，粒徑大于25mm的再破碎，使所有粒徑小于25mm，粒徑小于5mm的作為細(xì)骨料，粗骨料5～25mm連續(xù)級配，細(xì)骨料0～5mm連續(xù)級配。

1.1.2 主要技術(shù)指標(biāo)

采用相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對再生骨料進(jìn)行性能檢測，主要性能指標(biāo)見表1。

表1 再生骨料主要性能指標(biāo)

1.1.3 性能分析

從表1可以看出，再生骨料與天然骨料在壓碎值和吸水率等主要性能指標(biāo)上存在很大差異，這主要是因?yàn)樵偕橇媳砻姹挥不酀{體包裹，在混凝土中約有20%左右的硬化水泥漿體，包裹骨料的牢固程度與使用的年限有關(guān)，試驗(yàn)試塊時(shí)間短，骨料包裹較牢固，再生骨料表面硬化漿體較多。

1.2 膠凝材料

1.2.1 水泥

某企業(yè)生產(chǎn)的P·O42.5水泥，主要技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 水泥性能指標(biāo)

1.2.2 摻合料

礦渣微粉：來自洛陽附近某生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的S95礦渣微粉，采用GB/T18046－2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》標(biāo)準(zhǔn)檢測，主要技術(shù)指標(biāo)：活性指數(shù)7天87%，28天102%，流動(dòng)度比101%。

粉煤灰：來自洛陽某電廠的風(fēng)選Ⅱ級灰，采用GB/T1596－2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》檢測，主要技術(shù)指標(biāo)：細(xì)度12.2%，需水量比101%，含水量0.5%。

1.3 粗、細(xì)骨料

粗骨料選用碎石，為洛陽產(chǎn)5～25mm連續(xù)級配碎石，主要技術(shù)指標(biāo)：含泥量0.8%，緊密堆積密度1680kg/m3。細(xì)骨料選用河砂，為洛陽產(chǎn)天然中砂，細(xì)度模數(shù)2.4，泥塊含量1.2%，堆積密度1750㎏/m3。

1.4 減水劑

減水劑為聚羧酸高效減水劑。

2 試驗(yàn)方案與檢測內(nèi)容

2.1 試驗(yàn)方案

將混凝土再生骨料部分替代混凝土中天然粗骨料、細(xì)骨料，檢測混凝土表觀性能、不同齡期抗壓強(qiáng)度，分析混凝土再生骨料對混凝土性能的影響。試驗(yàn)分三組進(jìn)行，在對比樣基礎(chǔ)上，分別替代15%、30%的粗骨料、細(xì)骨料。混凝土設(shè)計(jì)的水膠比為0.56、0.52、0.44（強(qiáng)度等級C20、C25），為摻加粉煤灰、礦渣微粉摻合料的試樣，摻合料替代水泥30%，具體配合比見表3。

表3 水膠比0.56、0.52、0.40混凝土試驗(yàn)配合比(㎏/m3)

按GB/T50081－2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》檢測混凝土試樣的坍落度、擴(kuò)展度、齡期抗壓強(qiáng)度，分析不同比例摻合料對混凝土性能的影響。

2.2 試驗(yàn)檢測內(nèi)容

混凝土表觀性能（泌水、離析、骨料包裹等）、初始坍落度、擴(kuò)展度，齡期（7d、28d、60d）抗壓強(qiáng)度等。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 試驗(yàn)結(jié)果

混凝土表觀性能（泌水、離析、骨料包裹等）、初始坍落度、擴(kuò)展度，齡期（7d、28d、60d）抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 混凝土試樣性能檢測結(jié)果

3.2 結(jié)果分析

從表4可以看出，再生骨料對混凝土不同性能的影響不同。

摻入再生骨料后，混凝土的坍落度、擴(kuò)展度等工作性能均有降低的趨勢，隨摻加量的提高影響增大，其中細(xì)骨料較粗骨料影響大。這是由于再生骨料中存在硬化水泥漿體粉，而細(xì)骨料中粉體含量更多一些，攪拌過程中吸水的原因，導(dǎo)致混凝土試樣坍落度和擴(kuò)展度降低。如果要保持原有性能，則需要提高減水劑摻加量。

再生骨料對混凝土的表觀性能影響較小，表觀性能與對比試樣基本沒有改變。

再生骨料對混凝土的齡期強(qiáng)度影響不同。替代量為15%時(shí)，無論粗細(xì)骨料，試樣的齡期抗壓強(qiáng)度均提高；當(dāng)替代量增加到30%時(shí)，無論粗骨料還是細(xì)骨料，試樣的齡期強(qiáng)度呈現(xiàn)降低趨勢，說明再生骨料的替代量不宜太高，以15%左右為宜，替代量達(dá)到30%時(shí)，混凝土主要性能（強(qiáng)度）降低。如果要提高替代量，需要對骨料進(jìn)行再處理，主要是將硬化水泥漿粉分離，改善骨料的飽和吸水率及壓碎值等技術(shù)指標(biāo)，這需要以后進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

4 結(jié)論

工程質(zhì)量檢測中產(chǎn)生的廢棄混凝土試塊，經(jīng)過簡單加工可以得到符合粒徑要求的再生粗細(xì)骨料，其性能與天然骨料相比，主要技術(shù)指標(biāo)存在一定差異。試驗(yàn)結(jié)果表明，在混凝土中摻加替代量為15%的粗或細(xì)骨料時(shí)，混凝土的整體性能較好。