再生骨料在墙体材料中的应用技术研究

贺福明 姜新佩

现在,由于城镇化高速发展,旧城改造步伐加快,导致许多混凝土建筑物和砖混建筑物、构筑物、路面等被拆除,大量的建筑垃圾产生。将废弃混凝土块和砖块经加工、破碎、筛分、分选、洁净后,按一定的级配混合形成新的骨料,称作再生骨料。这些年来,国内外开展很多再生骨料代替天然骨料配制的再生骨料墙体材料的研究,取得了很多成果[1]。这些研究表明,由于再生骨料具有空隙率大、吸水率高、收缩严重[2]的特点,和普通骨料配制的混凝土空心砌块和空心砖相比,其具有抗压强度低,强度稳定性不佳,实验强度标准差,离散性大的缺点。但其保温性能有所改善。利用再生骨料在混凝土和多孔砖的使用量不低于原料总量的50%的砌块和砖,称为再生砌块和再生砖。因为再生多孔砖对混凝土的工作性能要求低;另一方面,再生骨料比天然骨料密度低,导热系数低,目前国内外对此有所研究但不全面。本研究就项目对生产工艺方面存在的问题,通过对粗细骨料的精细化分类的实施,采用蒸压及蒸汽养护,使得再生多孔砖的强度达到MU30,而且使其强度稳定性有质的提高,收缩率减小。这些研究为再生多孔砖的大规模研究提供基础。

1 再生骨料的分类

根据筛分后再生骨料的级配、堆积密度、压碎指标、针片状颗粒含量、微粉含量等技术指标及主要组分将粗细骨料分为三类,其中一类主要由粘附有水泥石和水泥砂浆的天然石组成,含有少量砂浆块体;第二类由附有水泥石和水泥砂浆的天然碎石、砖块、砂浆组成;第三类主要由砖块、砂浆组成,含有少量的粘附有水泥石和水泥砂浆的天然碎石。

表1 MU30多孔砖配合比及成型参数

表2 MU30多孔砖物理性能

2 再生骨料多孔砖的生产与质量检测

2.1 原材料质量控制

1)再生骨料:颗粒级配不合理,骨料的松散堆积空隙率增大;微粉含量过大,骨料的总表面积增大,这两方面因素都会使产品的相对含水量过大,干燥收缩变大,并且浪费水泥。因此,再生粗骨料经检测符合相应的类别,粒径不宜大于10 mm,颗粒级配符合GB/T 14685-2001建筑用卵石、碎石[3]中5 mm～10 mm粒级的级配要求。再生细骨料,经检测符合相应的类别,颗粒级配符合GB/T 14684-2001建筑用砂[4]中颗粒级配要求;2)水泥:应符合GB 175[5]的规定。本项目使用32.5级矿渣硅酸盐水泥,28 d抗压强度37.5 MPa;3)水:应符合JGJ 63[6]的规定。本项目使用自来水;4)粉煤灰:应符合GB/T 1596[7]的规定。本项目使用Ⅲ级灰,烧失量:11.2%,需水量比:108%,细度(45 μ m 方孔筛筛余):31.4%;5)掺加剂:碱性激发剂。

2.2 生产工艺控制

1)计量准确;2)搅拌时间要有保障;3)宜采用蒸压养护或蒸汽养护;4)成品的存放应有垫板,防止受潮吸水。雨天要有覆盖。

2.3 再生砖的研制与生产

1)配合比。配合比设计的目的是使用Ⅰ类再生粗细骨料试制生产高强度等级的墙体材料,M U30多孔砖级配经过多次试配确定。M U30多孔砖配合比见表1,本项目再生多孔砖的规格为240 mm×115 mm×90 mm。再生砖压制成型后,蒸养24 h,自然养护至龄期28 d后测定再生砖的各项物理性能。2)物理性能测定。依据GB/T 4111-1997混凝土小型空心砌块试验方法[8]对再生多孔砖的物理性能进行测定。MU30多孔砖物理性能见表2。

3 结语

1)对再生骨料进行分类:a.可以提高再生骨料的均质性,从而可以提高产品的均质性,使产品的标准偏差减小,变异系数减小;b.可以获得品质的再生粗、细骨料,即堆积密度、压碎指标值等性能指标接近天然的优质原料,生产出高品质的墙体材料;c.可以提高建筑废弃物资源的可利用程度。2)用Ⅰ类再生粗、细骨料制成的多孔砖,强度等级可达MU30,干燥收缩率小于0.020%,软化系数大于0.90,相对含水率小于28%。3)摒弃建筑废弃物回收利用率100%才是节省资源、保护环境的意识形态,微粉可作低级利用,作一般回填用,以免给产品质量带来不利影响。4)应加强对生产工艺的控制,重视产品的养护制度,以生产出高品质的再生墙体材料为目标,加强宣传,得到建材行业人士的认可,以利于建筑废弃物更大范围和更大量的资源化利用。

[1] 肖建庄,李佳彬,兰 阳.再生混凝土技术最新研究进展与评述[J].混凝土,2003(6):17-20.

[2] 李佳彬,肖建庄,孙振平.再生粗骨料基本特性及其对混凝土性能的影响[J].建筑材料学报,2004(4):390-395.

[3] GB/T 14685-2001,建筑用卵石、碎石[S].

[4] GB/T 14684-2001,建筑用砂[S].

[5] GB 175,建筑用水泥[S].

[6] JGJ 63,建筑用水[S].

[7] GB/T 1596,建筑用粉煤灰[S].

[8] GB/T 4111-1997,混凝土小型空心砌块试验方法[S].