建筑垃圾制备再生混凝土的力学及基本性能实验研究

建筑垃圾制备再生混凝土的力学及基本性能实验研究

张乐彤 1 ， 姜庄园 2 ， 张平官 1 ， 闫博如 1 ， 张惠泽英 1 ， 马金戈 1

1. 辽宁科技大学 辽宁鞍山 114000

2.金地集团东北区域地产公司 辽宁沈阳110179

摘要: 本文主要是研究了一些有关于建筑垃圾和废料，在资源优化处理中的一些技术的问题。通过对建筑垃圾及一些废料的科学处理，然后将建筑垃圾的每一部分分开并进行替换，之后再将建筑垃圾作为骨料的一部分，如此以来，按照不同比例的水泥，砂石和建筑废料混合后，用来制备有关砂浆和混凝土的一些制品。本篇文章研究了再生混凝土并且对其进行了广泛的推广和应用，可以有效的解决企业中存在的一些大量中国建筑垃圾分类处理困难的问题，并且可以优化人们生活的环境，在生活中起了非常重要的作用，这样不仅减少了天然物料的使用，保护了生态环境，可以非常有效的解决建筑垃圾污染环境的问题，在当今社会中广泛应用再生混凝土是实现我国的建筑垃圾有效的资源化利用的重要的解决措施。

关键词: 建筑垃圾，再生混凝土，资源优化，保护环境

1 建筑垃圾利用的现状分析

1.1国内外现状

目前为止，经过了大量的数据统分析，在我国社会中的建筑废料中，建筑垃圾的数量已占到一个城市垃圾总量的30%～40%。很多的建筑垃圾进行了堆放，造成了严重的环境污染，并且出现了一定的建筑废料围城现象，影响了人们的生活，幸福指数降低。经过统计，发现一些建筑垃圾从未经过任何处理，就直接投放到一些偏远地区或农村，这样一来消耗了很多的人力和物力，还浪费了很多的建设资金，大大影响了工作效率和生活环境。因此，就目前形势而言，建筑垃圾最优资源化利用已成为建筑业发展的必然趋势。经查阅资料，以往的一段时间内，欧美等发达国家的每年建筑垃圾最优资源化率均已超过90%，但是中国建筑垃圾的最优资源化率仅仅为5%左右，这让我们看出了具有鲜明的对比。

1.2目前所存在的问题

国内许多施工项目会出现不同的实际情况，导致了我国的建筑垃圾有很多的组成特点，由于这个原因，在建筑垃圾和肥料中有很多是我们可以再生应用的。在今天这个资源日益稀缺的紧张局势下，在平时非常简单地丢弃废弃建筑垃圾都是对资源的一种巨大的浪费。与此同时，在我们对建筑垃圾进行打扫和清除的过程中所出现的一些灰尘，灰霾，砂砾等一系列的环境问题，对环境造成了极其严重的污染。所以，在当今这个社会趋势中，建筑垃圾最优资源化是越来越发的重要，它不仅仅可以让我国生态经济环境信息保护的需要符合要求，也是我国可持续不断发展的需要。

2 实验材料及过程

2.1实验原料及设备

原料：325号水泥，建筑垃圾，例如：混凝土碎块，砖，玻璃，塑料，石膏等，骨料：碎石块，水泥，沙子。

实验设备:电动振动台；100mm*100mm*100mm的模具；7.5目，9.5目，13.2目，16目筛子各一个；天平等。

2.2配方设计

1. 将建筑废料捣碎

2．将水泥，建筑废料，沙子，以2:3:5的比例拌合装置模具。

3.在我们将其拆模后,在标准规定的养护条件下达到一定的养护时间时来测试混凝土试块的抗压强度，这次实验所用的模具尺寸都为100mmX100mmX100mm。实验中，查阅了权威的资料，其中试块的抗压强度试的测试与比较我们查阅了《普通混凝土力学性能试验方法标准》。

2.3实验过程

1. 制备混凝土

将水泥，建筑垃圾，沙子，按2:3:5的比例混合，用一定大小的容器进行配制。然后首先将试块模具内部刷上足够的油，然后需要将制备好的再生混凝土拌合物按照一定的比例装进试块模具，注意在，再装入模具的时候，需要我们使用工具将试块模具边缘涂抹干净，最后需要是拌合物高出试块模具口，将其摆放整齐。

2.振动台振实制作试件

把试验模具安装在振动台上，使试块固定好，并满足相关的要求，振动过程中，我们要注意表面泥浆，在振动到表面泥浆刚好瘫软时，拿下试块来，然后进行下一步操作。

3.制备好的试件进行养护

在石块周围浸上水，使试块在养护期间一直保持湿润，养护可分为三个周期。

4.养护完成后，对试块进行抗压和抗折试验并分析数据。

在试块养护后将其从机器上拿下，并测试试块的数据，进行抗压能力强度的测定，弹性模量，抗折强度等混凝土的力学系统性能的测定。具体实验我们按照说明书进行压力机操作并测试了试块的抗压强度。通过调整和控制建筑垃圾的粗粒，细粒和超细粒的比例，可以获得具有合适数量的和大小的内部空隙结构的混凝土。

2.4性能测试

对于对本次试验试块的研究，在本实验中抗压强度试件应符合如下

图1？？？？图

图1？？？？图

以上几张图片为本次实验的再生混凝土的抗压强度的实验结果。经过分析这些图片里的图形我们可以看出来，制备的再生骨料影响了再生混凝土的抗压强度，再生混凝土的抗压强度随着再生骨料的增加而降低，完美展现了再生混凝土的抗压特性，经过研究和查资料可以看出，对于总体的社会发展和趋势而言，再生混凝土抗压强度不断下降的原因极有可能是企业或者个人制造的再生粗骨料与新旧砂浆之间存在的粘结较为基础薄弱;在这个同时，再生混凝土中的用水量也有很大的深奥，其用水量可能有所增加，再或者就是可能由于再生混凝土中的再生粗骨料孔隙率高，在承受轴向应力时，有一大可能就是主要集中有效应力的产生,这些都有可能会导致再生混凝土的抗压和抗拉强度在某种程度上达到一定量的降低，从图中和查阅资料中可分析得出，再造混凝土的再造骨料的抗压强度较原来的骨料较强，效果非常明显。

3.再生骨料的基本性能

3.1再生骨料的分类

查阅了资料，里面显示，目前就国内来说并对混凝土没有严格的分类标准。在我们的理解中，再生骨料就是指把建筑垃圾和废料粉碎之后经过一定的筛选，再加之一起一定比例的水泥，砂石等混合而成的再生骨料，在这之中实验参考了普通混凝土的分类方法将再生骨料进行的筛选分级，分出了不同大小的骨料，参考文案里说明了普通混凝土粗细骨料的粒径范围，具体为：细骨料的粒径在0,16毫米至5毫米之间，粗骨料的粒径大于5毫米。我们对再生资源方面进行了对再生混凝土的分析，有了以下两个方面：一些利用过的骨料完全可以用作再生骨料来进行建筑工程； 再利用骨料组成部分企业替代学生现有一个普通商品混凝土骨料。

3.2再生骨料的性能

骨料的样貌奇形怪状，从表面上可以看出，就天然砂来说，它的的形状非常完整，粒径小，分布很均匀，由于形状奇特，观察表面可以看出再生细骨料的凹凸不平，棱棱角角偏多，表面非常的粗糙，而且仔细看就会看到有很多微小的裂缝，通过对比普通混凝土骨料可以分析，在普通骨料混凝土骨料中，它的表观密度和堆积密度会远远小于再生骨料混凝土的表观密度和堆积密度。目前为止，在我国常常会看到一些再生骨料的表面会有一层砂浆，附着在骨料表面，因此，普通骨料的吸水率会远远小于再生骨料，并且与再生骨料的粒径在大小方面会有明显的不同。经过试验发现，很多的水化水泥浆体和二水石膏存在于再生细骨料中，因此这些再生细骨料并不适合用于制备混凝土，所以一般会用粗骨料制备再生骨料。当再生骨料以100%的取代率完全取代普通骨料的时候，再生骨料混凝土的收缩率会发生巨大变化，就是随着再生骨料取代率的增加而快速的增加。对于含泥量也进行了一定而研究，就含泥量来说，天然粗骨料远远小于再生粗骨料，测试得出，当粘结力受到影响时，含泥量就必须得超过3%，然后就可以降低很多再生混凝土技术结合料的整体系统性能，增大干缩性，因此，在实际应用中有效再生混凝土，并且参与建筑工程的时候，其中一项重要因素指标就是控制含泥量。

4.再生混凝土的特性

通过实验探究可以发现，粉煤灰的掺入大大影响了混凝土的收缩性能，粉煤灰可以抑制混凝土的收缩，并且混凝土的收缩与掺粉煤灰的掺入的量成正比，量越大效果就会越好。粉煤灰还影响了混凝土的孔隙率，它的加入会使孔隙率降低。

4.1抗压强度的变异特性

在实际的建筑工程中，再生混凝土抗压强度会有一定的变化，而且有很大的机会增大变异，这可能是因为国内的再生骨料的吸水率有所提高，即使再生骨料在拌合前已经进行了预先湿润这步操作，但再生骨料混凝土的强度仍会随着天然骨料混凝土的强度变化而变化。即使再生骨料在混凝土搅拌前已经湿润，再生骨料混凝土的强度仍会随着天然骨料混凝土的变化而发生显着变化。Selvom det genanvendte tilslag fugtes inden betonen blandes, vil styrken af ​​det genbrugte tilslag stadig ændre sig betydeligt med ændringen af ​​den naturlige samlede beton.即使再生骨料一直混凝土搅拌前的湿，再生骨料混凝土的强度仍然可以显著与天然骨料混凝土改变。

Selvom det genanvendte tilslag har været vådt inden blanding, kan styrken af ​​genbrugsaggregat stadig ændres væsentligt fra det, der er tilfældet med naturlig tilslagsbeton.

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重试

正在重试…

正在重试…

4.2抗拉强度

再生混凝土的抗压强度与抗拉强度相同，随着时间的增长就会增加。并且可以通过记录天然骨料混凝土的抗压强度与再生利用混凝土的抗压强度的差值的不同，发现随着时间的增长，抗压强度也会增大，如果想要达到基本不变只有到28d龄期后才会实现。

4.3粘结强度

在混凝土的试块压坏破碎的过程中，再生骨料内部形成大量微小的裂缝，因此再生骨料吸水率大，密度小，强度低。在相同配合比但是条件不同下，再生骨料混凝土比天然骨料混凝土黏聚性和保水性都要好上很多，但是有缺点，就是流动性差，常常需配合减水剂可以进行施工。

4.4耐久性

再生骨料混凝土有一个非常重要的性能就是耐久性，通过研究发现了这些再生混凝土试块的抗渗强度大小。与天然骨料混凝土混凝土相比，再生骨料混凝土的抗冻性有了非常明显的提高。

5.再生混凝土的前景

在我们对混凝土配合比进行分析，比较，最后决断之后，配合比的最优数值还是无法完全确定下来，不得不通过分析试验方法来进行研究检测，检测的主要过程包括了在进行优化之后的混凝土配合比下，进行有效预测混凝土的结构强度、工作的性能及耐久性指标体系，这些是通过采用信息网络这种手段而进行的，然后应与实验室中所储备的配合比数据资源库进行对比，根据实验得到的最优配合比的结果与实验室所有的数据进行对比，最后表示了绿色高性能再生混凝土满足了社会的某些性能，比如功能性、工作性等。由于天然骨料和再生骨料的基本性能存在不同，因此天然骨料混凝土和再生骨料混凝土的基本性能也存在不同。再生骨料混凝土与天然骨料混凝土相比较后，它的抗拉强度会相对较低、坍落度和抗压强度也相对较低，但是如果在混合制备的过程中加入一些高效减水剂和微硅粉，抗压强度，坍落度和抗拉强度将会有明显的提高，它与天然混凝土的性能会比较相似，甚至更高。所以，使用废弃混凝土，利用建筑垃圾作为再生骨料进行生产再生混凝土的技术是非常可行的，而且对资源起到了一定的节约，对生态环境在某种程度上起到了保护，对于社会和人类的发展有极其重要的意义。

6.结论

本篇文章对国内外再生混凝土的强度特性（抗压强度）、变形特性以及结构性能进行了分析和总结。结果可以表明，在上文中所说的再生混凝土一些基本性能明显不同于普通混凝土。再生混凝土的一些相关内容需要进行进一步研究和探索：(1)再生混凝土单轴受压本构关系的数学模型。 (2)再生混凝土抗压强度的统计特性。（3）再生混凝土在结构上所存在的一些有关安全性能的研究。

再生商品其中的再生混凝土的结构材料的特色就是节土、利废、节能、健康、安全、有效改善社会生活环境和提高了我国建筑的设计和外观等，显示一个国家和社会总体的强大生命力。因此，开发环保材料势在必行。需要尽快制定和落实相应的政策措施，特别是从社会的源头做起，在生活中大力推广和应用再生混凝土商品。

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创新创业项目： 建筑垃圾制备再生混凝土的力学及基本性能研究

作者简介：张乐彤（1999-），女，辽宁科技大学在读

收稿日期

1 创新创业项目： 编号：？？？？，建筑垃圾制备再生混凝土的力学及基本性能研究

作者简介：张乐彤（1999-），女，本科生，研究方向：新型材料研究

收稿日期：2021年6月17日