建筑废料作为再生骨料对混凝土力学性能影响.pdf

第4 3 卷第9 期 2 0 1 6 年9 月 建筑 论坛 Ar c hit e c t u r a 1 F o r u m 建筑技术开发 Bu i ld i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 建筑废料作为再生骨料对混凝土力学性能影响 戴临风 ，王璐 ( 武汉理工大学土木工程与建筑学院，武汉4 3 0 0 7 0 ) 摘 要 为提高建筑材料的利用率与改善环境问题，用建筑废料作再生混凝土的骨料制备再生混凝土。利用筒压实验测定 再生骨料 的性能，对由原生骨料、再生骨料、不同再生骨料取代率的混凝土试件进行抗压强度试验、动弹性模量测定、静弹性 模量测定，分析再生骨料重新应用到建筑材料 中的可行性。经过试验结果对比分析发现，实验中再生骨料无法直接运用到工程 实际中。 关键词 建筑废料 ； 基本力学指标 ； 可行性 中图分类号 T u 5 2 8 0 4 1 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X ( 2 0 1 6 )0 9 0 1 5 8 0 2 Effe c t o f Co n s t r u c t i o n W a s t e a s Re c y c l e d Ag g r e g a t e o n M e c ha ni c a l Pr o pe r t i e s o f Co nc r e t e Da i Li n- f e ng W a ngLu A b s t r a c t 】 I n o r d e r t o i mp r o v e t h e u t i l i z a t i o n o f ma t e r i a l s a n d i m p r o v e t h e e n v i r o n me n t ， p r e p a r e d b y a g g r e g a t e r e c y c l e d c o n c r e t e c o n s t r u c t i o n wa s t e a s r e c y c l e d c o n c r e t e Th e c y l i n d e r p r e s s u r e t e s t t o me a s u r e t h e p e r f o r ma n c e o f r e c y c l e d a g g r e g a t e ， b y t h e n a t i v e a g g r e g a t e ， r e c y c l e d a g g r e g a t e a n d r e c y c l e d a g g r e g a t e r e p l a c e r a t e o f c o n c r e t e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h t e s t ，d y n a mi c e l a s t i c mo d u l u s me a s u r e me n t s ， s t a t i c e l a s t i c mo d u l u s d e t e r mi n a t i o n o f r e c y c l e d a g g r e g a t e i s r e a p p l i e d t o th e f e a s i b i l i t y o f b u i l d i n g ma t e r i a l s T h r o u g h t h e c o mp a r a t i v e a n a l y s i s o f t h e e x p e r i me n t a l r e s u l t s ， i t i s f o u n d tha t t h e r e c y c l e d a g g r e g a t e i n t h e e x p e r i m e n t c a n n o t b e d i r e c t l y a p p l i e d t o t h e e n g i n e e r i n g p r a c t i c e K e y w o r d sc o n s t r u c t i o n wa s t e ； b a s i c me c h a n i c a l p a r a me t e r s ； f e a s i b i l i t y 在拆除或建造建筑物 时会产生大量建筑垃圾。建筑垃圾 是指建设、 铺设或拆除、修缮过程中所产生的包括砂石、 砖瓦、 混凝 土块 、废木料、玻璃 、石棉、纸屑 、纤维 屑、废塑料、金 属及其他等在内的废弃物 。自2 0 1 0 年开始，我 国每年产生建 筑垃圾超过1 0 亿 t 。2 0 1 2 年我国产生建筑垃圾 1 5 亿 t ，其中进 行资源化利用的仅为几千万 t ， 利用率不到5 。为了改变现况， 最有效的方法是将建筑垃圾通过处理重新投入使用，如将建 筑废料做再生混凝土的骨料，制成再生混凝土。探究再生混 凝土 能否 满足设 计的强度 要求 ，利用力学 性 能 的基本衡 量指 标如立方体抗压强度，轴心抗压强度，弹性模量，动弹性模 量来 深入 了解再 生混凝土 性 能。建筑废料 重新 制成 再生混凝 七，不仅 可解决建筑 垃圾 影 响城市美观 ， 占用 土地 ，污 染环 境以及存在的安全隐患等 问题，又可节省建筑原材料的消耗， 产生经济效益并提高原材料的利用率。 1 试 验设计 1 1 试验原材料 ( 1 )水泥 ： 武汉市某公 司生产 的4 2 5 普通硅酸盐水泥 。 ( 2 )粗骨 料 ： 为 了探 究 不 同建 筑废料 制成 的再 生骨料对 混凝土力学性能的影响，收集了3 种不同的建筑废料，分别是 来 自雄楚大道上某工程的路基混凝土，武汉理工大学校结构 实验室的立方体试件混凝土和校结构实验室的破坏梁试验混 凝土。以下简称： 路基用混凝土( C R) 、 立方体试件混凝土( C C) 、 梁用混 凝土 ( C B) 。将其用风镐打碎作为再生骨料 ，并按照规 范进行人工筛分。每种骨料需进行预吸水2 4 h处理。 ( 3 )细骨料 ：中细砂，细度模数为2 8 。 ( 4)水 ： 清洁 自来水 。 1 2 试 件 制作 和配合 比 再 生 混 凝 土 立 方 体 试 件 制 作 8 组 ，每 组 3 个 ，尺 寸 为 1 5 0 mr n 1 5 0 ra m1 5 0 mm；轴心试件制作8 组，每组3 个，尺 寸为 1 5 0 mm1 5 0 mm3 0 0 mm；普通原生混凝土 ( 简称 C O) 立方体 试件制作 1 组，每组 3 个，尺寸为 1 5 0 mm1 5 0 mm 收稿 日期 ：2 0 1 6 - 0 5 - 2 6 作者简 介 ：戴 临风 ( 1 9 9 5 一 ) ，女，湖南 常德人 ，主 要研究方 向为建 筑 结构工程 。 1 5 8 1 5 0 mm； 轴心试件制作 1 组 ，每组3 个 ，尺寸为 1 5 0 mm1 5 0 m m 3 0 0ram 。 按 J GJ 5 5 2 0 1 1 混凝土配合比设计规程计算再生混凝 土配合比，本项 目基准配合 比以设计强度为3 0 MP a的混凝土 做为 目标，试件基准配合比见表 1 。 表1 设计强度为3 0 MP a 的混凝土基准配合比 据已有研究表明，再生骨料配合 比计算时需要重点考虑 再 生骨料 的吸水性 的影 响，配合 比根据 再生骨料种 类和 再生 骨料的取代率进行了调整。 2 试验 过程与结 果分析 2 1 坍 落度试验 坍 落度 试 验 根据 国标 G B T 5 0 0 8 0 -2 0 0 2 ， 普通 混凝 土 拌 合物性 能试 验方 法进 行。混凝 土拌 合物 的流 动性 以坍落 度 ( mm)作 为指标 。试验前将坍 落筒 内外洗净 ，将 试验 拌合 物的代表样分三层装入筒内，每层装入高度稍大于筒高的1 3 ， 用捣棒在每一层 的横截面上均匀插捣 。 2 2 立方体 抗压 强度 试验 2 2 1 仪器与试剂 试验采用电液伺服万能试验机 WA W- 1 0 0 0 k N。 2 2 2 实验步骤 试 件从养护 地 点取 出后 ，先将 试件 表面与上 下承压 板面 擦 拭干净 。 用量尺 测出表面尺寸并记 录。 将试件放到加压 台面 ， 并使试件轴心与下压板中心对准。降下上压板至与试件接近 时，在电脑端调整加 压速 率为 0 0 2 mm s ，开始加压 。 2 2 - 3 立方体抗压强度 试件立方体抗压 强度 的结果见表 2，3 。 在现有的再生混凝土技术研究中并没有衡量再生骨料质 量 的方 式。为 了寻找衡 量再生骨 料 的质量方 式，在本 次试 验 中引用轻骨料质量衡量方式为简压强度。从图中可看 出再生 骨料 中 C R的抗 压强度 最大，CB较小，C C最低，即 C R C B C C；在筒压 强度试验 中，发现 C B 的筒压 强度最 大，C R 建筑技术开发 B u i l d i n g T e c h n o l o g y De v e lo p me n t 建筑论坛 Ar c h i t e c t ur a l F o r u m 第4 3 卷 第9 期 2 0 1 6 1z 9 月 次之，C C最小，即C B C R C C； 这表明筒压强度和抗压强度 的关系 并 不是 一一对应 的，衡 量轻骨 料的质 量指 标之一 的筒 压强度并不适合再生骨料 。 表2 试件立方体抗压强度 MP a CR CC CB C0 抗压 强度 3 0 2 2 4 - 3 2 9 O 3 3 8 表3 试件立方体抗压强度 MP a C B C B C B C B C B C B 编号 ( o )= CO ( 2 0 ) ( 4 0 ) ( 6 0 ) ( 8 0 ) ( 1 0 0 ) 抗压强度 3 3 8 3 2 -3 3 1 4 3 3 3 2 9 3 2 9 0 3 试件破 坏特征 含有不同骨料的混凝土试件，具有相似的破坏形式。由 于混凝土试块承压面与压力机垫板之间具有摩擦力，混凝土 的横向变形受到摩擦力约束，形成 “ 箍套”作用。在 “ 箍套” 作用下 ，试件 与垫板 的接 触 面局 部混凝土 处于三 向受 压应力 状态 ，试 件破坏时形成两个 对顶的角锥形破坏 面 。 试 件破 坏 时，裂 缝从 两端 向中间 内侧延 伸 。骨料 中掺有 2 0 的梁碎块的混凝土试块裂缝较窄，数量也少，且破坏后 的试件较为完整。骨料中含有梁碎块的比重越大， 裂缝越明显， 数量也越多，破碎程度越高。试件受压破坏时声音也随着骨 料增 多逐 渐降低。 ( 上接 第1 5 3 页) 技术应用需求。 3 3 门窗节能技术 作为现代建筑节能设计的重要一环，门窗是重要的组成 部分。门窗节能技术能够提高墙体和 门窗框接缝处紧密度。 铝合 金材 料 的节能 门窗、铝 塑复合 门窗及玻 璃钢 化 门窗是现 在建筑工程主要采用的材质。它不仅能够强化建筑外窗气密 性，还能在使用过程中确保 良好的玻璃露点，保障建筑外窗 能够达到相关标准。在幕墙和 门窗节能设计中采用真空玻璃， 能够提 高建筑节能效果 。 3 4屋 面保 温 屋面设计主要针对屋面基层、保温层及屋面热桥。优秀 的屋面保温设计具备隔热、保温、有效防水、吸水性低及容 量低的特点。在建筑施工中，能够利用粉煤灰、泡沫混凝土 等现场发泡浇筑，有效提高屋面保温性能，避免冬季室内温 度流 失。 3 5 地 热 节 能技术 现代科学技术不断提高，越来越多的人安装空调。而空 调的耗电量大，不能达到节能要求，引入地热节能技术能有 效地解决该问题。冬季能靠搜集地面温度对建筑物进行供热， 夏季能排除建筑物内部多余 的热量。这种循环能充分利用 自 然热 能，有效控制空调使用 频率，达到节能环 保 的效果。 4 环保技术在建筑施工中的应用 4 1 太 阳能技 术 太 阳 能技术 是一项节 能 、环保 的现代 节 能技术 ，在 建筑 施工中太阳能技术的使用有效推动了环保设施的发展，同时 太阳能是可再生资源，零污染、 操作简单、安装便捷特点明显， 所 以在我国建筑行业中被广泛推广。目前建筑施工中主要可 通过太阳能进行供热和供电，减小建筑施工中能源消耗。目 当试件彻底破坏时，裂缝快速开展，之前存储在试件内 部的能量伴随着破坏以声的形式释放。 4 结束语 ( 1 )再生骨料 制成 的混凝 土成 型 良好 ；与水泥 砂浆 结合 处有明显界面过渡区，但总体反应良好，粘接紧密。 ( 2 )试验中的任何种类再生骨料与普通原生混凝土相 比， 立方体抗压强度，轴心抗压强度，弹性模量都有明显的下降， 但对 于动弹性模量没有什么影响。 ( 3 )不 同种 类 再 生骨料 与其 筒 压 强 度 的关系 并不 明显 ， 这表明它并不适合衡量再生骨料的质量，希望在未来能找到 更完善的试验方法 。 ( 4 )再生骨料 取代普 通骨料 做混 凝 土时，随着 取代 率 的 增加其立方体抗压强度，轴心抗压强度，弹性模量基本呈规 律的降低，但对于动弹性模量仍然没有太多影响。 参考文献 【 1 田洪 臣，段绪胜 ，王福 忠，等 建筑 垃圾 的综合应用 J 山东农业 大学学报 ( 自然 科学版 ) ，2 0 0 6 ( 3 7 )；1 0 9 一 l 1 2 【 2 肖建庄 ，再生混 凝土 【 M 北京 ：中国建筑工业 出版社 ，2 0 0 8 3 南洋 ，伍凯，陈峰 龄期和替代率对复合粗 骨料 再生混凝 土强度的 影 响 J 建筑技术 ，2 0 1 6 ，4 7( 1 ) ：3 9 _ 4 3 4 】 李雯霞 ，刘听 再生骨料混凝 土力学性 能影响因素研究 J 建 筑技 术 ，2 0 1 2 ，0 1：1 5 - 1 7 前还有很多建筑施工单位在技术上仍有不足，但太阳能技术 正在不断被推广。利用太阳能技术供热、供电能够有效节省 燃料和能源消耗。 4 2 其他环保技术 除 了太 阳能节 能技术 之外 ，许 多环 保技术 正在被 提 出并 进行广泛应用 ， 为了有效防止空气污 染 、 水污染还有噪声污染 ， 建筑施工中配备了许多设备。施工单位应该合理安排施工时 间，在周围居民休息时间内应停止施工。建筑施工的废水应 进行科 学处理之 后才进 行排放 ，更 要 避免 建筑 工程污 水直 接 排放到下水道造成水体污染 。 5 结束语 节能环保已成了未来建筑施工中发展的必然趋势，因为 它迎合了现在社会节能环保意识及国家的倡导号令。建筑除 了满足 了人类消费需求、社会经济发展需求外还应满足社会 绿色发展需求。节能环保是针对建筑施工提出的新要求，也 是建筑工程施工要想实现可持续发展的必经之路。科学技术 的发展和进步，将会制造研发出更多的节能环保材料应用到 建筑施工中去，为社会节约更多的资源之余，也为人类社会 创造更加节约、健康的生活环境。 利用节能环保进行建筑施工，可节约建筑成本，减少建 筑 能源消耗 ，减 小对人类 赖 以生存 的 自然 环境造成 破坏 ，促 进人与 自然，人与 社会 的和谐发展 。 参考文献 【 1 贾立 伟 建筑 工程 施工技术 中绿色环 保 施工理念 的应用 J 门窗 ， 2 01 4，( 6) 2 】 谢弛 生态环保 理念 在建筑施工技术 中的应用分析 J 中国建材科 技 ，2 0 1 4 3 3 李太全权， 魏菲 绿色施工节材和材料资源利用技术 J 建筑技术， 2 O】 2， 0 7 ：5 9 4- 5 9 7 1 5 9