建筑垃圾复合粉体材料对混凝土抗冻性能的影响分析

汪瑞

（贵州博宏实业有限责任公司）

引言

建筑施工中会产生大量的建筑垃圾废砖块，这些物品由于建筑物的拆除或新建而产生，是典型的固体废弃物，随着城镇化进程的加快，建筑垃圾废砖块越来越多，为了提高资源的利用效率，将建筑垃圾废弃砖块掺入再生骨料得到混凝土，但是这些混凝土性能比较差，无论是弹性还是强度都不如正常的混凝土，因此探究建筑垃圾复合粉体材料对混凝土的抗冻性影响尤为关键。

1 建筑垃圾复合粉体材料对混凝土抗冻性能的实验与结果分析

1.1 实验说明

国内外在此方面进行了大量的研究，这些混凝土强度低，吸水性差，再生利用率地下，因此建筑物垃圾废砖粉的再生利用需要从科学的角度加以分析并改进。实验中首先涉及到的是原材料的选择，本次实验选择的是水钢牌水泥，属于42.5级硅酸盐水泥；选择的粗集料是红友石料厂生产的碎石；细集料选择的是最为常见的普通河砂；选择的水质为普通的饮用水，所有材料的选择符合实验要求。经过对建筑垃圾磨细砖粉的成分分析得知，建筑垃圾磨细砖粉中含有以下物质：1.13%的氧化钙、49.3%的SiO2、17.9%的Al2O3、2.92%的三氧化二铁以及1.66%的氧化镁等物质，经过分析可见氧化钙的成分最少，可见氧化钙成分少导致了建筑垃圾砖粉活性小。除了氧化钙物质以外，建筑垃圾磨细砖粉中还有SiO2成分，且含量较高，可见建筑垃圾磨细砖粉中海油玻璃态含量。

采用活性分析与实验，最终废除建筑垃圾砖粉当中，所有粉质物体有粗有细，分布的不均匀，而且颗粒之间情况较差，因此，实验可知建筑垃圾砖粉活性比较低。建筑施工单位十分重视建筑垃圾砖粉的活性问题，各行各业通过研究，企图提高建筑物垃圾砖粉的活性，经过开发与研究配置出了建筑垃圾复合粉体材料，这是一种符合材料，其中有1/4的建筑垃圾砖粉，有1/4的粉煤灰，有1/2的矿渣和其他复合剂。在该建筑垃圾复合粉体材料中，具有较大的比表面积，氧化钙的成分增加，颗粒之间分布情况得到了改善，可以较好的将其进行建筑物填充，从而充分利用建筑物在拆建过程中产生的固体垃圾，并将其合理运用，减少施工成本的同时，降低建筑固体垃圾对城市造成的污染[1]。

1.2 结果分析

该实验决定使用C30基准混凝土配合比进行实验，其中水灰比有0.49，分体材料掺量百分比分别占据20、30、40，砂率所占百分比为33，各项材料的用量如下：水泥250kg/m3、粉体材料107kg/m3、碎石1252kg/m3、砂子616kg/m3、水175kg/m3，材料配比结束，对制成的混凝土采用抗压和抗冻能力的实验，其中盐溶液选择的是氯化钠溶液，所占百分比分别为2.5%、3.5%以及4.5%。最终对于强度实验，结果可知，掺量为20%的时候混凝土7d的抗压强度为29.4MPa，混凝土28d时抗压强度为40.4MPa；当掺量达到30%的时候，混凝土7d的抗压强度为29.0MPa，混凝土28d的抗压强度为40.8MPa；当掺量为40%的时候，混凝土7d的抗压强度为25.1MPa，混凝土28d的抗压强度为38.3MPa，根据0基准参数可知，混凝土7d的正常抗压强度为20.0MPa，混凝土28d的抗压强度为39.2MPa，由此可见随着掺量的增加和龄期的增长，建筑垃圾复合粉体材料中二次水化反应有效的改善了水泥水化产物的组成，也改善了混凝土内部的结构，掺量的改变，混凝土的抗压强度明显告诉基准模式下混凝土的抗压强度。

研究抗压结果后，还要进行研究建筑垃圾复合粉体材料对混凝土强度的改善作用，我国对此有了相关的研究，使用的是火山灰效应定量数值分析法，在建筑垃圾复合粉体材料当中掺入一定火山灰，从而得到以下结果分析：当掺量为20%、30%、40%的时候，随着建筑物垃圾复合粉体材料强度的变化，并且呈现出递增的趋势时，火山灰效应强度贡献率也会随之增加，尤其是20%与30%掺量的时候，28d的活性指数大于1，由此可见该龄期条件下，建筑物垃圾复合粉体材料的活性，和水泥相比较，是大于水泥的。但是当掺量为40%的时候，28d的活性指数却小于1，所以这种情况下，混凝土的抗压强度比起基准模式下的混凝土有了一定程度的降低[2]。

2 建筑垃圾复合粉体材料对混凝土抗冻性能的影响分析

根据以上实验结果可知，不同掺量情况下，建筑垃圾复合粉体材料的混凝土抗冻性能是不一样的，比起过去使用的材料，建筑垃圾复合粉体材料提高了混凝土的抗冻性，材料中颗粒级配较好，在水泥的内部和集料的表面分布比较均匀。水分如果在集料表面聚集，将不利于水泥的持久，对建筑物的使用产生不利的影响，因此建筑垃圾复合粉体材料使用以来水泥水化会提供晶核物质，改善了混凝土的结构，将混凝土的内部控结构进行科学合理的细化作用。

龄期的增加，火山灰效应会开始消耗晶体，晶体中含有氢氧化钙成分，反应后生成凝胶，建筑垃圾复合粉体材料中一部分被水化，一部分没有被水化，这些材料可以继续在混凝土的内部进行填充，填充后提高混凝土的密实程度，防止混凝土在使用后出现抗冻伤害。我国南方与北方之间有着明显的季节差异性，尤其在北方建筑施工中，冬天水泥混凝土路面十分光滑，人们经常使用除冰盐除去水泥混凝土表面积压的冰雪，建筑施工也是一样，建筑垃圾复合粉体材料中混凝土也可以采用盐溶液进行除冰，使其达到抗冻的效果。

经过实验分析可知，严冬耦合作用下会导致混凝土表面遭到破坏，路面建筑施工中不利于人们的行走，建筑物施工中混凝土产生冻害，不利于施工的顺利进行，同时会影响到建筑物的正常使用寿命。经过实验发现，当掺量为30%的时候，建筑物垃圾复合粉体材料中所含的混凝土在低于300次冷冻和融化试验下，经过循环且不产生损坏，只有一小部分会被损坏，而且该实验中混凝土的弹性保持良好。随着氢氧化钠浓度的增加，建筑垃圾复合粉体材料中混凝土抗冻性能明显下降，能够低于冷冻与融化循环的次数从300次降低到225次，当氢氧化钠的浓度到达3.5%和4.5%的时候，建筑垃圾复合粉体材料中混凝土抗冻性能下降到最低，只能经历200次冷冻和融化循环实验。虽然随着氢氧化钠可以提高混凝土饱和程度，加大混凝土内部结冰压和渗透压，混凝土内部与外部由于氢氧化钠浓度的不同，等到气温下降，结冰的时候温度会以梯度的形式呈现出来，混凝土遭受冻害的时候出现分层结冰情况，应力发生改变，严重的情况下会出现混凝土开裂的状况，不利于混凝土抗冻，降低抗冻和防破坏能力。

3 总结

总而言之，随着我国建筑行业的发展，新技术的使用变得越来越频繁，建筑垃圾复合粉体材料将会不断被优化与改进，材料不仅能保证混凝土性能正常，还能够节约水泥的使用量，降低我国不必要的能源消耗，有利于环境保护和生态保护，从而节约建筑成本，提高施工单位的经济效益。

参考文献

[1]王程.建筑垃圾复合粉体材料在公路半刚性基层材料中的应用研究[D].长安大学，2017.

[2]薛翠真，申爱琴，刘波，林森林.建筑垃圾复合粉体材料对混凝土强度及抗渗性能的影响[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2017，40（01）：71～76.