再生混凝土制品配合比优化及生产工艺研究.pdf

文章 编号 ：1 0 0 7 - 0 4 6 X ( 2 0 1 4 ) 0 5 一 O 0 1 2 - 0 3 匿r废别用 r s| k 再生混凝土制品配合比优化及生产工艺研究 R e s e a r c h o n P r o p o r t i o n i n g O p ti m i z a ti o n o f R e c y c l e d C o n c r e t e P r o d u c t s a n d P r O c e s s i n g T e c h n O l O g y 朱祥 ，薛凯旋 ，杨国良，杨翔，王斌云 ，陆小军 ( 镇江建科建设科技有限公司，江苏镇江2 1 2 0 0 0 ) 摘要 ： 研 究 了再 生混凝 土砖 的配合 比。结果表 明 ：各 因素 对再 生砖 抗压 强度影 响程度 大小依 次是 ：灰 集 比 细集 料含 量 碎 砖含 量。通过 建 筑垃圾预 处理 ( 分拣 )、破碎 、机械 筛分制得 再 生集料 ；再 生集料 进行预 湿 处 理 ，并加入适量掺加粉煤灰以改善物料性能；通过配料、搅拌、振动挤压成型、养护制得性能满足要求的 混凝 土制 品。 关键 词 ： 再 生混凝 土砖 ；配合 比 ；生产 工 艺 中图分类号 ：T U5 2 8 。 0 9 文献标 志码 ：A 0 前 言 建筑垃圾是指建造、修缮和拆除建筑物时所产生的废 弃物。通常以建筑拆除和施工过程产生的建筑垃圾为最多， 约占城市垃圾总量的 3 0 一 4 0 【 l 】 。据测算，我国每年施工 建设产生的建筑垃圾达4 0 0 0 万t 2 1 ，开采石子、砂子等建 筑原材料对生态环境有较大的破坏【 3 _ 4 1 。我国对建筑垃圾 的资源化利用的研究尚处于起步阶段， 综合利用率尚不足 5 t 5 1 ，建筑垃圾处理方式主要是暂存堆放和填埋处置。 再生混凝土是将建筑垃圾破碎制备成集料部分或全部 代替砂石等天然集料，再加入水泥、水等挤压成型而成。 本文主要优化了再生混凝土砖的配合比及研究再生制品的 生产工艺。 1 试验原料 水泥：江苏鹤林水泥有限公司生产的P C 3 2 5 。 矿物掺合料：粉煤灰为I I 级灰。 建筑垃圾再生集料：建筑垃圾再生集料由镇江新区兴 润新型环保建材有限公司提供，主要含有废弃混凝土和废 弃砖瓦等，经过破碎筛分处理后其粒径为O 5 m m细集料 和5 1 0 m m粗集料。 2 0 CD H 5 20 1 4 外加剂：镇江建科建设科技有限公司生产 J N S 一 6高效 减水剂。 拌合水：当地自来水，符合混凝土用水标准要求。 2 成型与性能检测 成型压力机振动挤压成型再生混凝土实心砖，研究其 性能。 性能测试参照： G B T 2 1 1 4 4 2 O 0 7 混凝土实心砖； G B 8 2 3 9 -1 9 9 7 混凝土小型空心砌块；G B T 4 1 1 1 m 1 9 8 3 混凝土小型空心砌块检验方法等相关标准。 3 配合比优化试验 大量研究表明灰集比、 细集料含量、碎砖集料比例、 水固比、粉煤灰掺量、成型压力、养护方式等均对再生混 凝土制品的性能有较大影响。但各种因素的综合影响以及 最优配合比尚不知晓。考虑实际生产时集料性质，粉料掺 量、灰集比对产品成本和性能影响较大，所以试验中以 灰集比选择、细集料含量、碎砖集料比例等作为主要影 响因素研究，见表 1 。 表 1 因素水平表 3 1 抗压强度极差分析 由表2 可知极差的大小顺序为A B C ，即各因素对再 生砖抗压强度影响程度大小依次是：灰集比 细集料含量 碎砖含量。随着灰集比的增加，抗压强度增大，细集料含 量9 0 9 5 抗压强度最高，碎砖含量5 0 时抗压强度最高。 表 2 抗压强度极差分析 水平因素灰集比 细集料含量 ， 碎砖集料比例 抗压强度 MP a 3 2 优化后再生混凝土砖制品各项性能 细集料含量取 9 0 ，碎砖含量取 5 0 ，其性能见表 3 和图 1 。 表 3 优化后性能 由表 3 可知，随着灰集比的增加，抗压强度增大，密 度增大，干燥收缩率减小，吸水率减小。 由图 1 可知，密度反映的是再生细集料的密度等级和 再生制品的密实程度，是控制再生制品性能的关键因素。 在原材料相同的情况下，密度增大，由于空隙率变小，再 生混凝土砖的强度增高、干燥收缩率和吸水率变小，相应 提高了再生混凝土砖的耐久性能。 l 8 5 0 1 9 0 o 1 9 5 0 2 0 0 0 2 0 5 0 21 0 0 2l 5 0 密度 k g m - 图 1 密度和其他性能的相关性 4 生产工艺研究 4 1 再生集料制备工艺 根据再生集料生产工艺的特点提出简单破碎生产工 艺， ( 简称简碎工艺)，见图 2 。与再生混凝土集料复杂 的生产相比，特点是只进行 3 个主要步骤：建筑垃圾预处 理 ( 分拣 ) 一 破碎一 机械筛分。 图 2 建筑垃圾再生处理生产线工艺 由图2可知，从建筑工地运来建筑垃圾通过人工挑拣 5 2 0 1 4 粉煤灰 2 1 m 0 弘弛如勰 加 O 0 O O 0 O O O O 0 0 0 褂* 料骠 龟 骥 剔除木材、塑料等杂物后进粗牙鄂破机初碎后由皮带输送 机送至4台细牙鄂破组成的机组进一步破碎成工艺需要的 细度颗粒，出料由皮带输送机送至多级振动筛过筛，筛分 料分4档：0 5 fi l m细集料和5 1 0 m m粗集料为混凝土砌 块、再生砖的专用再生集料；1 0 2 0 m m瓜子片和2 0 3 0 m m 分子可作为商品混凝土的集料使用。大于 3 0 m m的集料由 皮带机输送返回到 3台细牙鄂破机组中继续破碎。如果生 产混凝土砌块的 0 1 0 m m再生集料不够使用，可以将 1 0 2 0 m m瓜子片和 2 0 3 0 m lT 1 分子二档再生集料在多级振动 筛出料15 直接由皮带机送入精细牙鄂破机组，全部破碎成 0 5 m m细集料和 5 1 0 m m 粗集料的混凝土砌块专用再生 集料 ，以满足公司生产混凝土砌块所需用料。 4 2 建筑垃圾再生制品的制备工艺 建筑垃圾再生制品的制备工艺如图3 所示。由于建筑 垃圾再生料是二次加工物料，在加工生产过程中集料内部 存在许多空隙和裂纹，有些集料四周还有砂浆包裹 ， 所 以 本身强度有所损失，吸水率大。用建筑垃圾再生料替代砂 石料生产混凝土砌块时要采用专门的生产工艺，首先要将 建筑垃圾再生料进行预湿处理，生产配合比中适量掺加粉 煤灰以改善物料性能、进行适当的搅拌，修复再生集料的 强度损伤，提高产品的各种质量性能。通过配料系统精确 配料，砌块成型装架后进入太阳能养护房养护 2 4 h以上。 出窑码垛后进入堆场要连续洒水 3 d以上，特别夏天干燥 天气还要增加洒水次数，以保证水泥水化反应所需的水分 供给，保证建筑垃圾再生料生产的混凝土砌块产品符合质 量标准要求。 图 3 建筑垃圾再生砖制备工艺流程图 4 3 经济社会效益分析 经济效益十分明显。再生普通砖出厂价格为 0 2 7 0 3 5 元 块；烧结普通黏土砖 ( 红砖)为0 4 元 块，机制黏土砖 ( 灰砖 ) 为1 1 0元 块，再生混凝土实心砖为0 1 5元 块。 生产 1 亿t 再生混凝土砖，能够消耗约8 0 0 0 万t 建筑垃圾， 减少占地 4 0 0 h m 2 ，生产 1 亿 t 再生砖将会减少数千万元 的垃圾处理费用。与烧结黏土砖相比，生产 1 亿 t 再生砖 节约标准煤约 3 0 0 万 t 。推而广之 ，如果在全国范围内停 止生产和使用黏土砖而推广生产和使用再生砖的话， 那将 带来数以亿计的经济效益。公司建材生产能力为 1 2 0 万 t 年，消耗建筑垃圾达 1 0 0万 t 以上。 5 结 论 再生混凝土砖的配合比研究结果表明：各因素对再生 砖抗压强度大小依次是：灰集比 细集料含量 碎砖含量， 随着灰集比的增加抗压强度增大，细集料含量 9 0 9 5 抗 压强度最高，碎砖含量 5 0 时抗压强度最高；密度增大， 由于空隙率变小，再生混凝土砖的强度增高、干燥收缩率 和吸水率变小。 通过建筑垃圾预处理 ( 分拣)、破碎、机械筛分制得 再生集料；再生集料进行预湿处理，并适量掺加粉煤灰以 改善物料性能，修缮再生集料的微裂纹，修复再生集料的 强度损伤，可以提高产品的各种质量性能。 通过配料、搅拌、振动挤压成型、保温养护，可以制 得性能满足要求的混凝土制品。该再生混凝土制品成本低 廉，性能符合相应标准要求，具有良好社会经济效益。 参考文献 1 李颖 ，陈家珑，郑胤 建筑垃圾管理现状及对策研究【 建筑技术开 发 2 0 0 8 ( 1 2 ) ： 3 9 4 1 2 马保国，蹇守卫 ，郝先成，等 利用建筑垃圾制备新型高利废墙体 砖 J 新型建筑材料 ，2 0 0 6 ( 1 ) ： 1 3 3 刘莉茗 江西省星子县石材开采的环境影响及防治对策 J 科技创新 导报 ，2 0 0 9 ( 2 2 ) ： 1 2 6 - 1 2 7 4 韩素珍 垣河采砂对生态环境及行洪安全的影响 、7 口 J 南水利与南 水 北调 ，2 0 1 0 ( 3 ) ： 2 9 5 刘富业利用建筑垃圾制作生态透水砖研 究 D 】 广州：广东工业大学， 2 0 1 2 作者简介：朱祥 ，男，( 1 9 8 4 一) ，硕七，主要从事建筑材料的研究 单位 地址：镇江市丹徒区高资镇香山大道1 号建科科技园，E m a i l ： z h u x i a n g j d 1 6 3 t o m 再生砖的原材料为废弃的砖瓦，生产和使用再生砖的 收稿日 期： 2 0 1 3 年 1 2 月3 0 日 2 2 CD 上 H 5 201 4