建筑垃圾再生砖抗压性能研究

(陕西工业职业技术学院土木工程学院，陕西 咸阳 712000)

0 引言

我国在新一轮的棚改政策刺激下，在原有城中村的基础上进行了大量的货币化补偿，促使建筑垃圾的城市存量迅速上升。有关部门预计的每年建筑垃圾的排放总量约为15.5亿t～24亿t，占总体垃圾排放量的30%～40%[1]。此数字在政策的刺激下急剧增长。

建筑垃圾不同于普通的生活垃圾，其具有以下特点。①数量大。②普遍性。③污染限定。④可利用性高等特点。

本研究的目的是将建筑垃圾进行破碎、筛选、处理成合适的颗粒级配粗骨料，之后制作成合适的建筑用砖。对蒸压砖进行压力测试后，根据抗压性能进行用途选择。

1 建筑垃圾的蒸压砖的原材料

1.1 原材料

原材料直接采用附近的主要棚改区的建筑垃圾，根据建筑组成比例，选择砖头、混凝土块、砂浆块。经试验室分析，其主要成分如表1所示。

表1 原料化学成分 %

1.2 试验方案

将矿渣、粉煤灰、石膏、水泥熟料等按一定比例在粉磨机中粉磨。性能测试执行《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》GB/T 1346-2001和《水泥胶砂强度检验方法(ISO 法)》GB/T 17671-1999。制作成胶凝材料。

将生态型水泥、水、助剂(溶于水)和建筑垃圾骨料按比例计量、混合均匀，制成成砖，自然养护至28d 龄期；性能测试按照《砌墙砖试验方法》GB/T 2542-2003。

2 试验方法

2.1 粗骨料颗粒的优化

建筑垃圾回收处理技术最早是在德国起步的，进入中国比较晚，但是有关建筑垃圾处理的技术其实早在设备成型之前就已经逐步在完善。所以从技术上来看，国内设备并不逊于国外产品[3]。本文中的粗骨料颗粒是蒸压砖中的主要承重颗粒，颗粒的制作采用颚式破碎机进行颗粒级配选择(在破碎之前需要分选出惰性材料)。

运用筛分技术，将破碎后的建筑垃圾骨料筛分成4种连续级配，4种骨料分别标为X1～X4。其粒径取值范围为：5 mm≤X1≤10 mm、X2≤0.6 mm、0.6≤X3≤2.36、2.36≤X4≤5，利用DPS数据处理软件探索再生粗骨料的级配对砖强度的影响。蒸压砖中各组分材料的配比为为水泥25%、骨料75%，抗压强度测试结果见表2。

表2 均匀设计试验方案和结果

通过试验可以看出，强度范围在8.9～21.4，其较宽的范围表明粗骨料的级配对蒸压砖的抗压强度影响较大。为此，采用DSP软件进行二次分析，通过回归方程得到最够强度为32.4 MPa，为此，合适的级配组分X1～X4分别为45.5%、17.4%、26.1%、11%。按照上述级配即可以生产出抗压水平较高的蒸压砖。

2.2 水泥含量的影响

水泥所形成的胶凝材料在建筑垃圾制成的蒸压砖中起到非常关键的作用。图1展示了不同胶凝材料在测试砖养护达到28 d时的抗压强度。

图1 水泥含量对抗压强度的影响

结果显示，胶凝材料和抗压强度形成正比例关系，胶凝材料的含量不同，可以生产不同的标号的建筑垃圾蒸压砖。

2.3 蒸压砖水固比的影响

水固比指的是水和固体物料之间的比例[3]。对胶凝材料水化反应，砖头的密实度，抗压性都有一定的影响作用。图2显示了水固比和强度的影响比例。

图2 水固比与砖抗压强度的关系

从图2中，可以发现，水固比增加的过程中，其抗压强度先后升降。水固比太小导致骨料结合程度差，太大，孔隙率增大，密实度下降，抗压能力差。对于不同抗压等级的蒸压砖，应根据测试结果选择合适水固比以提高其抗压能力。

3 结语

本研究选择城建拆迁产生的建筑垃圾作为环保砖的生产原料，根据级配颗粒进行优化，测试了在不同水固比的条件下，其蒸压砖的抗压强度。为相关研究和企业人员提供了一定的思路和经验。使建筑垃圾的回收利用有了更好的理论依据。具有一定的可靠性与借鉴价值。