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建筑廢料作為再生骨料對(duì)混凝土力學(xué)性能影響

文檔作者：戴臨風(fēng) 王璐文檔來源：武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年04月07日
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第43卷第9期
2016年9月
建筑論壇
Architectura1 Forum
建筑技術(shù)開發(fā)
Building Technology Development
建筑廢料作為再生骨料對(duì)混凝土力學(xué)性能影響
戴臨風(fēng)，王璐
(武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，武漢430070)
[摘 要]為提高建筑材料的利用率與改善環(huán)境問題，用建筑廢料作再生混凝土的骨料制備再生混凝土。利用筒壓實(shí)驗(yàn)測定
再生骨料的性能，對(duì)由原生骨料、再生骨料、不同再生骨料取代率的混凝土試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、動(dòng)彈性模量測定、靜彈性
模量測定，分析再生骨料重新應(yīng)用到建筑材料中的可行性。經(jīng)過試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)中再生骨料無法直接運(yùn)用到工程
實(shí)際中。
[關(guān)鍵詞]建筑廢料；基本力學(xué)指標(biāo)；可行性
[中圖分類號(hào)]Tu 528．041 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]1001—523X (2016)09—0158—02
Efect of Construction W aste as Recycled Aggregate on
M echanical Properties of Concrete
DaiLin-feng．WangLu
[Abstract】In order to improve the utilization of materials and improve the environment，prepared by aggregate recycled concrete
construction waste as recycled concrete．The cylinder pressure test to measure the performance of recycled aggregate，by the native
aggregate，recycled aggregate and recycled aggregate replace rate of concrete compressive strength test，dynamic elastic modulus
measurements，static elastic modulus determination of recycled aggregate is re applied to the feasibility of building materials．Through the
comparative analysis ofthe experimental results，it is found that the recycled aggregate in the experiment can not be directly applied to the
engineering practice．
[Keywords]construction waste；basic mechanical parameters；feasibility
在拆除或建造建筑物時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量建筑垃圾。建筑垃圾
是指建設(shè)、鋪設(shè)或拆除、修繕過程中所產(chǎn)生的包括砂石、磚瓦、
混凝土塊、廢木料、玻璃、石棉、紙屑、纖維屑、廢塑料、金
屬及其他等在內(nèi)的廢棄物。自2010年開始，我國每年產(chǎn)生建
筑垃圾超過10億t。2012年我國產(chǎn)生建筑垃圾15億t，其中進(jìn)
行資源化利用的僅為幾千萬t，利用率不到5％。為了改變現(xiàn)況，
最有效的方法是將建筑垃圾通過處理重新投入使用，如將建
筑廢料做再生混凝土的骨料，制成再生混凝土。探究再生混
凝土能否滿足設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求，利用力學(xué)性能的基本衡量指
標(biāo)如立方體抗壓強(qiáng)度，軸心抗壓強(qiáng)度，彈性模量，動(dòng)彈性模
量來深入了解再生混凝土性能。建筑廢料重新制成再生混凝
七，不僅可解決建筑垃圾影響城市美觀， 占用土地，污染環(huán)
境以及存在的安全隱患等問題，又可節(jié)省建筑原材料的消耗，
產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益并提高原材料的利用率。
1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1．1 試驗(yàn)原材料
(1)水泥：武漢市某公司生產(chǎn)的42．5普通硅酸鹽水泥。
(2)粗骨料：為了探究不同建筑廢料制成的再生骨料對(duì)
混凝土力學(xué)性能的影響，收集了3種不同的建筑廢料，分別是
來自雄楚大道上某工程的路基混凝土，武漢理工大學(xué)校結(jié)構(gòu)
實(shí)驗(yàn)室的立方體試件混凝土和校結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的破壞梁試驗(yàn)混
凝土。以下簡稱：路基用混凝土(CR)、立方體試件混凝土(CC)、
梁用混凝土(CB)。將其用風(fēng)鎬打碎作為再生骨料，并按照規(guī)
范進(jìn)行人工篩分。每種骨料需進(jìn)行預(yù)吸水24h處理。
(3)細(xì)骨料：中細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)為2．8。
(4)水：清潔自來水。
1．2 試件制作和配合比
再生混凝土立方體試件制作8組，每組3個(gè)，尺寸為
150mrn×150ram~150mm；軸心試件制作8組，每組3個(gè)，尺
寸為150mm×150mm~300mm；普通原生混凝土(簡稱CO)
立方體試件制作1組，每組3個(gè)， 尺寸為150mm~150mm×
收稿日期：2016-05-26
作者簡介：戴臨風(fēng)(1995一)，女，湖南常德人，主要研究方向?yàn)榻?
筑結(jié)構(gòu)工程。
· 158 ·
150mm；軸心試件制作1組，每組3個(gè)，尺寸為150mm×150mm
× 300ram 。
按JGJ 55—2011《混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》計(jì)算再生混凝
土配合比，本項(xiàng)目基準(zhǔn)配合比以設(shè)計(jì)強(qiáng)度為30MPa的混凝土
做為目標(biāo)，試件基準(zhǔn)配合比見表1。
表1 設(shè)計(jì)強(qiáng)度為30MPa的混凝土基準(zhǔn)配合比
據(jù)已有研究表明，再生骨料配合比計(jì)算時(shí)需要重點(diǎn)考慮
再生骨料的吸水性的影響，配合比根據(jù)再生骨料種類和再生
骨料的取代率進(jìn)行了調(diào)整。
2 試驗(yàn)過程與結(jié)果分析
2．1 坍落度試驗(yàn)
坍落度試驗(yàn)根據(jù)國標(biāo)GB／T 50080-2002， 《普通混凝土
拌合物性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行?；炷涟韬衔锏牧鲃?dòng)性以坍落
度(mm)作為指標(biāo)。試驗(yàn)前將坍落筒內(nèi)外洗凈，將試驗(yàn)拌合
物的代表樣分三層裝入筒內(nèi)，每層裝入高度稍大于筒高的1／3，
用搗棒在每一層的橫截面上均勻插搗。
2．2 立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
2．2．1 儀器與試劑
試驗(yàn)采用電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)WAW-1000kN。
2．2．2 實(shí)驗(yàn)步驟
試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出后，先將試件表面與上下承壓板面
擦拭干凈。用量尺測出表面尺寸并記錄。將試件放到加壓臺(tái)面，
并使試件軸心與下壓板中心對(duì)準(zhǔn)。降下上壓板至與試件接近
時(shí)，在電腦端調(diào)整加壓速率為0．02mm／s，開始加壓。
2．2-3 立方體抗壓強(qiáng)度
試件立方體抗壓強(qiáng)度的結(jié)果見表2，3。
在現(xiàn)有的再生混凝土技術(shù)研究中并沒有衡量再生骨料質(zhì)
量的方式。為了尋找衡量再生骨料的質(zhì)量方式，在本次試驗(yàn)
中引用輕骨料質(zhì)量衡量方式為簡壓強(qiáng)度。從圖中可看出再生
骨料中CR的抗壓強(qiáng)度最大，CB較小，CC最低， 即CR>
CB>CC；在筒壓強(qiáng)度試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)CB的筒壓強(qiáng)度最大，CR
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建筑論壇
Architectural Forum
第43卷第9期
2016~1z9月
次之，CC最小，即CB>CR>CC；這表明筒壓強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度
的關(guān)系并不是一一對(duì)應(yīng)的，衡量輕骨料的質(zhì)量指標(biāo)之一的筒
壓強(qiáng)度并不適合再生骨料。
表2 試件立方體抗壓強(qiáng)度 MPa
CR CC CB C0
抗壓強(qiáng)度 30．2 24-3 29．O 33．8
表3 試件立方體抗壓強(qiáng)度 MPa
編號(hào) CB CB CB CB CB CB
(o％ )=CO (20％ ) (40％ ) (60％ ) (80％ ) (100％)
抗壓強(qiáng)度 33．8 32-3 31 4 33．3 29 3 29．0
3 試件破壞特征
含有不同骨料的混凝土試件，具有相似的破壞形式。由
于混凝土試塊承壓面與壓力機(jī)墊板之間具有摩擦力，混凝土
的橫向變形受到摩擦力約束，形成“箍套”作用。在“箍套”
作用下，試件與墊板的接觸面局部混凝土處于三向受壓應(yīng)力
狀態(tài)，試件破壞時(shí)形成兩個(gè)對(duì)頂?shù)慕清F形破壞面。
試件破壞時(shí)，裂縫從兩端向中間內(nèi)側(cè)延伸。骨料中摻有
20％ 的梁碎塊的混凝土試塊裂縫較窄，數(shù)量也少，且破壞后
的試件較為完整。骨料中含有梁碎塊的比重越大，裂縫越明顯，
數(shù)量也越多，破碎程度越高。試件受壓破壞時(shí)聲音也隨著骨
料增多逐漸降低。
(上接第153頁)
技術(shù)應(yīng)用需求。
3．3 門窗節(jié)能技術(shù)
作為現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要一環(huán)， 門窗是重要的組成
部分。門窗節(jié)能技術(shù)能夠提高墻體和門窗框接縫處緊密度。
鋁合金材料的節(jié)能門窗、鋁塑復(fù)合門窗及玻璃鋼化門窗是現(xiàn)
在建筑工程主要采用的材質(zhì)。它不僅能夠強(qiáng)化建筑外窗氣密
性，還能在使用過程中確保良好的玻璃露點(diǎn)，保障建筑外窗
能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在幕墻和門窗節(jié)能設(shè)計(jì)中采用真空玻璃，
能夠提高建筑節(jié)能效果。
3．4 屋面保溫
屋面設(shè)計(jì)主要針對(duì)屋面基層、保溫層及屋面熱橋。優(yōu)秀
的屋面保溫設(shè)計(jì)具備隔熱、保溫、有效防水、吸水性低及容
量低的特點(diǎn)。在建筑施工中，能夠利用粉煤灰、泡沫混凝土
等現(xiàn)場發(fā)泡澆筑，有效提高屋面保溫性能，避免冬季室內(nèi)溫
度流失。
3．5 地?zé)峁?jié)能技術(shù)
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷提高，越來越多的人安裝空調(diào)。而空
調(diào)的耗電量大，不能達(dá)到節(jié)能要求，引入地?zé)峁?jié)能技術(shù)能有
效地解決該問題。冬季能靠搜集地面溫度對(duì)建筑物進(jìn)行供熱，
夏季能排除建筑物內(nèi)部多余的熱量。這種循環(huán)能充分利用自
然熱能，有效控制空調(diào)使用頻率，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。
4 環(huán)保技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用
4．1 太陽能技術(shù)
太陽能技術(shù)是一項(xiàng)節(jié)能、環(huán)保的現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)，在建筑
施工中太陽能技術(shù)的使用有效推動(dòng)了環(huán)保設(shè)施的發(fā)展，同時(shí)
太陽能是可再生資源，零污染、操作簡單、安裝便捷特點(diǎn)明顯，
所以在我國建筑行業(yè)中被廣泛推廣。目前建筑施工中主要可
通過太陽能進(jìn)行供熱和供電，減小建筑施工中能源消耗。目
當(dāng)試件徹底破壞時(shí)，裂縫快速開展，之前存儲(chǔ)在試件內(nèi)
部的能量伴隨著破壞以聲的形式釋放。
4 結(jié)束語
(1)再生骨料制成的混凝土成型良好；與水泥砂漿結(jié)合
處有明顯界面過渡區(qū)，但總體反應(yīng)良好，粘接緊密。
(2)試驗(yàn)中的任何種類再生骨料與普通原生混凝土相比，
立方體抗壓強(qiáng)度，軸心抗壓強(qiáng)度，彈性模量都有明顯的下降，
但對(duì)于動(dòng)彈性模量沒有什么影響。
(3)不同種類再生骨料與其筒壓強(qiáng)度的關(guān)系并不明顯，
這表明它并不適合衡量再生骨料的質(zhì)量，希望在未來能找到
更完善的試驗(yàn)方法。
(4)再生骨料取代普通骨料做混凝土?xí)r，隨著取代率的
增加其立方體抗壓強(qiáng)度，軸心抗壓強(qiáng)度，彈性模量基本呈規(guī)
律的降低，但對(duì)于動(dòng)彈性模量仍然沒有太多影響。
參考文獻(xiàn)
【1]田洪臣，段緒勝，王福忠，等．建筑垃圾的綜合應(yīng)用[J]．山東農(nóng)業(yè)
大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006(37)；109一l12．
【2]肖建莊，再生混凝土【M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008．
[3]南洋，伍凱，陳峰．齡期和替代率對(duì)復(fù)合粗骨料再生混凝土強(qiáng)度的
影響[J]．建筑技術(shù)，2016，47(1)：39_43．
[4】李雯霞，劉聽．再生骨料混凝土力學(xué)性能影響因素研究[J]．建筑技
術(shù)，2012，01：15-17．
前還有很多建筑施工單位在技術(shù)上仍有不足，但太陽能技術(shù)
正在不斷被推廣。利用太陽能技術(shù)供熱、供電能夠有效節(jié)省
燃料和能源消耗。
4．2 其他環(huán)保技術(shù)
除了太陽能節(jié)能技術(shù)之外，許多環(huán)保技術(shù)正在被提出并
進(jìn)行廣泛應(yīng)用，為了有效防止空氣污染、水污染還有噪聲污染，
建筑施工中配備了許多設(shè)備。施工單位應(yīng)該合理安排施工時(shí)
間，在周圍居民休息時(shí)間內(nèi)應(yīng)停止施工。建筑施工的廢水應(yīng)
進(jìn)行科學(xué)處理之后才進(jìn)行排放，更要避免建筑工程污水直接
排放到下水道造成水體污染。
5 結(jié)束語
節(jié)能環(huán)保已成了未來建筑施工中發(fā)展的必然趨勢，因?yàn)?
它迎合了現(xiàn)在社會(huì)節(jié)能環(huán)保意識(shí)及國家的倡導(dǎo)號(hào)令。建筑除
了滿足了人類消費(fèi)需求、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求外還應(yīng)滿足社會(huì)
綠色發(fā)展需求。節(jié)能環(huán)保是針對(duì)建筑施工提出的新要求，也
是建筑工程施工要想實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路?？茖W(xué)技術(shù)
的發(fā)展和進(jìn)步，將會(huì)制造研發(fā)出更多的節(jié)能環(huán)保材料應(yīng)用到
建筑施工中去，為社會(huì)節(jié)約更多的資源之余，也為人類社會(huì)
創(chuàng)造更加節(jié)約、健康的生活環(huán)境。
利用節(jié)能環(huán)保進(jìn)行建筑施工，可節(jié)約建筑成本，減少建
筑能源消耗，減小對(duì)人類賴以生存的自然環(huán)境造成破壞，促
進(jìn)人與自然，人與社會(huì)的和諧發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
【1]賈立偉．建筑工程施工技術(shù)中綠色環(huán)保施工理念的應(yīng)用[J]．門窗，
2014，(6)．
[2】謝弛．生態(tài)環(huán)保理念在建筑施工技術(shù)中的應(yīng)用分析[J]．中國建材科
技，2014．
[33]李太全權(quán)，魏菲 ．綠色施工節(jié)材和材料資源利用技術(shù) [J]．建筑技術(shù)，
2O】2，07：594-597．
·159·

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