建筑垃圾再生料无侧限抗压强度试验

李长春 郑明博 吴泽玉 白新理

(华北水利水电大学土木与交通学院,河南 郑州 450045)

1 概述

随着中国建筑行业的快速发展，每年由旧建筑物拆除和重建产生15.5亿t～24亿t的建筑垃圾[1]。建筑垃圾主要包括废混凝土块、废沥青混凝土块以及红砖等[2]。目前，建筑垃圾的主要处理方式为填埋和露天堆放[3]，造成严重的人力财力的浪费。由于混凝土建筑垃圾具有抗压强度高、耐水性能强等特性，我国很多地区已经开始采用将混凝土建筑垃圾作为再生料部分替代天然石料作为道路基层的填充物[4]。相比较而言，由于红砖再生料的压碎值较小，很少被应用于实际生产中，仅有小部分的红砖再生料被制作成有装饰效果的砖块。试想如果能够将红砖再生料与混凝土再生料进行不同程度的混合应用于路基中，将会有效提高红砖建筑垃圾的利用价值。本文中作者分别取再生骨料红砖与混凝土的掺合比分别为100%与0%，60%与40%，55%与45%，50%与50%，0%与100%，重点研究红砖与混凝土按不同比例混合制成的试块的无侧限抗压强度，为红砖再生料在城市道路的推广应用提供理论依据。

2 试验设计

试验原材料为建筑垃圾再生料，取自河南郑州某建筑垃圾破碎场，包括红砖和混凝土块再生集料两类。在满足建筑垃圾再生料的针片状含量、压碎值、含泥量、含水率、堆积密度等物理性能指标要求的前提下，制作成直径×高=100 mm×100 mm的圆柱形试块。试验中所有试件水泥含量的百分含量为6%；该试验所用的水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5。查阅相关规范[5]根据集料在不同方孔筛的通过率设计级配，如表1所示。查阅《城镇道路建筑垃圾再生集料路面基层施工技术规范》可知，在保证城镇道路有足够的强度性能的前提下，重、中交通道路基层再生料的抗压强度应在3 MPa～4 MPa，底基层不应小于2 MPa。

表1 颗粒级配

严格按照规范[5]要求制成直径×高=100 mm×100 mm的圆柱试件，每组制作9个试块。用万能压力机读取试件破坏时的最大压力值，试件的抗压强度计算公式见式(1)。

(1)

其中，R为试件的无侧限抗压强度，MPa；P为试件破坏时的最大压力，N；A为试件的截面面积，mm2。

3 结果与分析

根据规范的要求进行筛分试验原材料、制作养护试块、试验过程也严格按照规范进行，每组试验制作9块试块，根据试块内混凝土再生料与红砖再生料的不同掺入量，设计5组试验。再生料试块制作、养护及加载破坏如图1～图3所示。

将砖渣与混凝土分别按照100%与0%,50%与50%,45%与55%,40%与60%,0%与100%五种不同的比例混合进行试验研究，M1～M9为9个试块编号。不同砖渣与混凝土按照以上不同比例制成的试块的压力峰值与抗压强度见表2～表6。按照规范要求处理数据，以上五种不同砖渣与混凝土比例混合试块的抗压强度分别为2.1 MPa，3.4 MPa，3.6 MPa，4.5 MPa，6.8 MPa。由表2可知，100%混凝土建筑垃圾再生料与以上三种不同比例掺入的砖渣与混凝土再生料可在任意级别城市道路基层中使用，100%砖渣建筑垃圾再生料可用于道路的底基层中。

表2 红砖再生料压力峰值和抗压强度

表3 50%红砖与50%混凝土再生料压力峰值和抗压强度

表4 45%砖渣和55%混凝土再生料压力峰值和抗压强度

表5 40%砖渣与60%混凝土再生料压力峰值和抗压强度

表6 混凝土再生料压力峰值和抗压强度

4 结语

严格按照规范要求对混凝土再生料与红砖再生料进行物理性能检验，同时也严格按照规范对其进行筛分，按照一定比例，根据不同红砖与混凝土进行混合制成圆柱体试块。无侧限抗压结果表明：在此级配下，100%混凝土再生料与按照以上三种不同比例掺入的混凝土再生料、红砖再生料可以用在道路的基层中；100%红砖再生料可被当作填充料应用于道路的底基层中。在实际施工过程中，可以根据施工现场周边建筑垃圾再生料的性能以及道路基层底基层的要求合理进行建筑垃圾再生料的掺入比例，以此来提高建筑垃圾再生料的利用价值。