建筑垃圾制再生混凝土骨料的研究

国外建筑垃圾大多施行的是“建筑垃圾源头消减策略”,即在建筑垃圾形成之前,就通过科学管理和有效的控制措施将其减量化;对于产生的建筑垃圾则采用科学的手段,使其具有再生资源的功能,如美国的CYCLEAN 公司采用微波技术,可以100 %回收利用再生旧沥青路面料,其质量与新拌沥青路面料相同,而成本可降低1/3。

目前我国建筑垃圾的总量约占城市垃圾总量的30 %～40 %。绝大部分垃圾未经处理便被施工单位运往郊外或乡村,采用露天堆放或填埋的方式进行处理,耗用大量征用土地费、垃圾清运费,同时,清运和堆放过程中的遗洒和粉尘飞扬等问题又造成了严重的环境污染。我国全国人大于1995 年11 月通过了《城市固体垃圾处理法》,要求产生垃圾的部门必须缴纳垃圾处理费。这是从我国国情和现有技术条件考虑,在现阶段采取的一种限制建筑垃圾大量产生和排放的重要措施。我国现在对于建筑垃圾粉碎后按比例拌合作为骨料;与粉煤灰、石灰类混合做道路基层;铺筑路面等用途。

建筑垃圾定名为再生(或新生) 建筑骨料,属于新兴学科,属于环境材料的一部分,与环境地质学、环境岩土工程学都相关。可定名为“新生建筑材料学”、“垃圾土力学”、“垃圾岩土工程学”等。

建筑垃圾的原材料的组成成分主要为废砖块、废混凝土块、块石、砂浆块,还有少量钢筋、竹木材、装饰装修废料。

建筑垃圾材料按成分来分,有金属类(钢铁、铜、铝等) 和非金属类(混凝土、砖、竹木材、装饰装修材料) 。按能否燃烧分为可燃物和能不燃物。剔除金属类和可燃物后的混凝土、石块、砖、可按强度来分。剔除少量钢筋、竹木材、装饰装修废料后,将混凝土块和块石(标号大于C10) 合并一体,命名为Ⅰ类建筑垃圾;将废砖块和砂浆砌体(标号小于C10) 合并一体,命名为Ⅱ类建筑垃圾。目前Ⅰ类建筑垃圾和Ⅱ类建筑垃圾的比例约为1∶3 ;随着所拆房屋的增高, Ⅰ类建筑垃圾的比例会增高,其标号也会增高,分选后利用价值会更大。

参照普通混凝土配合比的实验要求首先计算出水灰比,然后分别计算其它用量,按常规程序拌制,当把计量好的料一次性倒入搅拌机先干拌制约25 s后,发现混凝土垃圾骨料再次产生破碎,细骨料不断增加,再加入水拌制,拌和物十分粘稠,于是不断加水稀释,再达到要求的坍落度时,用水量已超过设计用水量约50 %。较后,按实验内容不同分别装入试模。按普通混凝土试件养护要求,在标准养护条件下带模养护后发现: Ⅰ类混凝土的表面硬化时间约16～18 h ,表面坍落约1 mm; Ⅱ类混凝土的表面硬化时间约36 h ,表面坍落约2 mm ,由于Ⅱ类混凝土是由红砖垃圾组成,所以试件表面通体呈红色。养护7 d后测定抗压强度,养护28 d 后,强度及其它各项指标依次进行测试。

建筑垃圾再生骨料的坚固性较好,可以替代石子材料做路基、垫层。再生骨料替代新鲜石子形成的再生混凝土的强度损失很小,模量损失20 %左右,50 次冻融损失未超标,可以做C20 以下标号的混凝土石子材料。建筑垃圾不再是废弃物,是有用的再生建筑材料,有着非常广泛的用途。