建筑垃圾再生砂的綠色試驗(yàn)研究

目前，用于配制建筑砂漿的主要原料砂的現(xiàn)狀不容樂觀。隨著我國基本建設(shè)的發(fā)展，建筑用砂量不斷增大，許多地區(qū)經(jīng)過幾十年的大量開采天然砂資源已接近枯竭，而對砂的無序和大量開采，破壞了自然景觀和生態(tài)環(huán)境，也影響了河堤安全。

我國在城市化建設(shè)過程中產(chǎn)生了大量建筑垃圾。建筑垃圾主要包括拆除舊建筑及建造新建筑時產(chǎn)生的廢磚、廢混凝土、廢砂漿和建筑渣土等，經(jīng)顎式破碎機(jī)粗碎、振動篩分選、再使用制砂機(jī)制砂加工后，一般可作為再生的骨料資源重新加以利用。

將廢棄混凝土破碎篩分后制成再生骨料，不僅可以減少對自然砂石的開采，同時可以減輕廢棄混凝土對農(nóng)田的侵占和環(huán)境的污染。目前，部分建筑垃圾經(jīng)破碎、篩分分級后，主要利用其中的粗骨料配制再生混凝土，而細(xì)骨料沒有得到很好的利用，建筑垃圾再生利用率很低。將建筑垃圾破碎、篩分后得到的細(xì)骨料（稱為再生砂）部分或全部取代天然砂，用來生產(chǎn)稱為再生砂漿，對節(jié)省天然砂資源，減輕固體廢棄物對環(huán)境的污染，提高建筑砂漿的綠色化程度，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有非常積極的意義。

鄂式破碎機(jī)

一、原材料與試驗(yàn)方法

1、原材料

（1）水泥：P.C32.5級復(fù)合硅酸鹽水泥，28d抗壓強(qiáng)度365MPa，抗折強(qiáng)度6.65MPa。

（2）粉煤灰：細(xì)度為45μm篩余5%。

（3）建筑垃圾再生砂：將拆除的舊建筑產(chǎn)生的廢混凝土建筑垃圾經(jīng)破碎混合及篩分（去除5mm以上的顆粒）等工藝制成建筑垃圾再生砂，其細(xì)度模數(shù)為2.5，屬于中砂顆粒級配1區(qū)，級配合格；表觀密度為2500kg/m3，堆積密度為1450kg/m3。

（4）天然砂：建筑用砂，細(xì)度模數(shù)為2.6，中砂。

（5）復(fù)合外加劑：該試驗(yàn)用外加劑由纖維素醚、可再分散乳膠粉、礦物微粉等多組分按一定比例經(jīng)特殊工藝復(fù)合而成的具有保水增稠的復(fù)合外加劑。

2、試驗(yàn)方法

采用建筑垃圾再生砂分別取代天然砂作細(xì)骨料，并摻入水泥、粉煤灰、復(fù)合外加劑配制建筑工程中常用的M5.0、M7.5級再生建筑砂漿，測定所配制砂漿的施工和易性（稠度、保水率、粘聚性）以及抗壓強(qiáng)度等有關(guān)性能，試驗(yàn)方法按照建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（JGJ/70－2009）進(jìn)行。

3、試驗(yàn)配合比

以M5.0和M7.5基準(zhǔn)砂漿配合比為基礎(chǔ)，本試驗(yàn)采用的灰砂比分別為（1∶5和1∶4），分別對再生細(xì)骨料以0%、30%、50%、70%和98%取代天然砂摻量，配制再生砂漿，控制稠度在70~90mm范圍內(nèi)，調(diào)整各自用水量并記錄各材料用量。

制砂機(jī)

二、試驗(yàn)結(jié)果及分析

1、再生砂取代率對砂漿工作性影響

在試驗(yàn)室條件下，按上述5種配合比配制M5.0和M7.5再生砂漿，通過控制其稠度觀察用水量變化，然后通過分層度試驗(yàn)測定其保水性。研究再生砂不同取代率對砂漿用水量和保水率影響關(guān)系。

再生砂漿用水量隨著再生砂的摻量的增加而增加這是因?yàn)樵偕拜^天然砂孔隙率較大，比表面積較大，吸水性較強(qiáng)。因此隨著再生砂取代天然砂摻量越高，相應(yīng)的用水量會越大。砂漿保水率隨著再生砂摻量的增加而增加，這是由于在砂漿拌合后一部分水分被再生砂迅速吸收，同時再生砂的粗糙表面和較多的細(xì)粉料進(jìn)一步提高了對水的吸附能力，使得砂漿表面泌水減少，提高了再生砂漿的保水能力。

2、再生砂取代率對砂漿強(qiáng)度影響

在試驗(yàn)室條件下，按上述5種配合比配制M5.0和M7.5再生砂漿，測試砂漿7d和28d抗壓強(qiáng)度。廢混凝土再生砂制備再生砂漿的抗壓強(qiáng)度隨齡期的增長規(guī)律與普通砂漿相似。隨著再生砂的摻量在0－98%范圍內(nèi)增加，砂漿強(qiáng)度均呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢，摻量30%時較高。

用建筑垃圾再生砂代替天然砂配制中低強(qiáng)度砂漿，在摻量30%以上強(qiáng)度會呈現(xiàn)小幅降低，但對其強(qiáng)度沒有顯著不利影響，28d抗壓強(qiáng)度均可達(dá)到設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度要求。這可能是因?yàn)榻ㄖ偕爸泻幸欢康募?xì)粉料，摻入到天然砂中，填充了砂之間的空隙，優(yōu)化了砂的級配。

隨著再生砂摻量的增加，這種優(yōu)化作用越來越明顯，在摻量為30%左右時達(dá)到了優(yōu)質(zhì)級配，細(xì)顆粒的填充也使砂漿達(dá)到了大密實(shí)狀態(tài)，因而強(qiáng)度較高。當(dāng)摻量進(jìn)一步提高，粗細(xì)顆粒的比例發(fā)生變化由骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)向懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)變化，骨架作用被削弱，從而強(qiáng)度降低。

從試驗(yàn)結(jié)果分析可知，再生砂備的砂漿28d強(qiáng)度增長值較高于天然砂，這主要因?yàn)樵偕爸杏胁糠治此乃囝w粒，具有一定的活性，對砂漿后期強(qiáng)度有一定提升，廢混凝土再生混合砂砂漿后期強(qiáng)度增長較快，高于普通砂漿強(qiáng)度的增長率。

最終得出結(jié)論，在保持砂漿流動性（稠度）基本一致的條件下，用建筑垃圾再生砂配制的砂漿需水量比普通建筑砂漿高，隨再生砂摻量的增加，砂漿用水量增大，但其保水性提高；

用建筑垃圾再生砂代替天然砂配制中低強(qiáng)度砂漿，對其強(qiáng)度沒有顯著不利影響，摻量為30%左右時可獲得良好的顆粒級配，強(qiáng)度提高；

對于M5.0、M7.5級砂漿，所有摻量均能滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求；

建筑垃圾再生砂漿的后期強(qiáng)度增長率要高于普通砂漿強(qiáng)度增長率。

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