建筑垃圾再生骨料混凝土的应用

建筑垃圾再生骨料混凝土的应用
【摘要】随着城市化进程的持续进行，旧城区改造和旧建筑拆迁过程中，会
产生大量的建筑垃圾，尤其是废弃混凝土和砌体砖，如果得不到有效处理，其将
会造成严重的环境污染。

经过实际工作实践发现，在混凝土配合比设计中，建筑
垃圾可以制作成再生骨料应用在C30以下的中低强度混凝土中，所以设计出合理
的再生骨料混凝土配合比，使其变废为宝，节约天然矿石的使用，改善生态环境，在实际实践应用中，可以通过调整再生骨料混凝土配合比中的水胶比来得到满足
实际工程应用的混凝土生产配合比。

【关键词】建筑垃圾再生骨料；混凝土配合比设计；水胶比；环境保护；工程应用
一、前言
随着城市化进程的不断加快，城市建筑垃圾的产生量和排出量也在快速增长，如何处理和利用这些建筑垃圾已经成为人们不得不面对的一个重要问题。

根据估算，每万平方米建筑施工过程中，产生建筑废渣约500t-600t，现在我们国家每
年新竣工的面积达到了20亿平米，按此计算，仅施工建筑垃圾每年产生上亿吨，加上每年旧建筑拆迁产生建筑垃圾3亿吨，每年产生垃圾数量达4亿吨，这些垃
圾如果全部运至垃圾处理场进行填埋，将对垃圾处理场造成巨大压力，在城市建
设日益加快的今天，建筑垃圾可占用的土地将越来越少。

建筑垃圾资源化的意义
在于它能够有效缓解建筑垃圾在环境和经济两个方面造成的压力。

排入外界的垃
圾量减少，相应的侵占土地面积减小，排入水体和大气的有害物质减少，对土壤
的破坏也会降低；减少了土地使用面积，资源利用率得到提高。

二、再生混凝土的概念
再生骨料是将废弃混凝土经过破碎、清洗、分级和按一定比例相互配合后得
到的骨料。

而利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土，称为再生骨料混
凝土，简称再生混凝土。

再生骨料按尺寸大小可分为再生粗骨料、再生细骨料；
按来源可分为道路再生骨料、建筑再生骨料；按用途可分为混凝土再生骨料、砂
浆再生骨料、砌块再生骨料。

通过再生骨料混凝土技术可实现对废弃混凝土的再
加工，使其恢复原有的性能，形成新的建材产品，从而既能使有限的资源得以再
利用，又解决了部分环保问题。

这是发展绿色混凝土，实现建筑资源环境可持续
发展的主要措施之一，为将来子孙后代留下宝贵的财富。

根据中国混凝土网给出的不完全统计，2018年我国的商品砼的产量为25.47
亿立方米，根据这个数据可以推算出2018年生产这么多混凝土所消耗的天然粗
骨料（主要为石灰岩）多达30亿吨左右，而且消耗量还在保持增加。

在开采石
灰岩矿石的过程中，会对生态环境造成严重破坏，与此同时，我国旧城区改造过
程中由于拆迁老旧建筑和公共设施，会产生大量的建筑垃圾，这些建筑垃圾中碎
混凝土块，碎砖块占据主要成分，这些建筑垃圾占到了城市垃圾的30%-40%，每
年建筑垃圾排放量超过了4亿吨，且大部分建筑垃圾采用露天堆放的方式进行处理，这样会导致其中的有大量碱性物质渗入土壤和水环境中，从而诱发诸如土壤
和水质碱化等环境污染问题。

对建筑垃圾重复利用在我国起步比较晚，相比于欧美，日本等发达国家而言，在建筑垃圾利用率上存比较大的差距。

目前我国对建筑垃圾处理方式非常粗暴，
基本上是回填掩埋，或者运输到人员稀少郊区进行堆放处理，这样的处理方式会
对土壤和地下水的PH平衡造成很大影响。

在实际工程应用中发现，废弃的碎混
凝土块和砖块具有一定的强度，所以在一些房屋建筑的附属工程、道路路基工程
中得到一定应用，但是使用量有限，效果还有待进一步验证。

为了更好的提高建
筑垃圾再生骨料利用效率，则需要对混凝土配合比设计进行研究，这样不仅可以
实现建筑垃圾再生骨料的有效利用，而且还能够节约自然矿产资源，有利于生态
保护，形成产业良性化循环，为我国建筑行业的健康、可持续发展作出贡献。

三、再生骨料混凝土配合比设计特点
（一）水灰比
通过对相关资料数据调查与实际研究发现，在水灰比相同的情况下，与普通混凝土相比，由建筑垃圾再生骨料制作而成的混凝土，其所具有的抗压强度下降了8MPa左右，此时可以
通过降低水灰比的方式来有效提高再生骨料混凝土的强度。

实际上，在低水灰比条件下，再
生混凝土所具有的各方面性能与普通混凝土存在比较大的差距，如果水灰比大于0.45 时，
再生混凝土与普通混凝土具有相同的强度，如果水灰比在 0.35～0.45时，随着水灰比的增
大再生混凝土与普通混凝土的强度差异变小，而当水灰比小于0.45时，与普通混凝土相比，
再生混凝土的强度降低值达了30%左右。

总之，在建筑垃圾再生骨料制作混凝土过程中，水
灰比的大小会对再生混凝土抗压强度产生决定性的影响，因此在利用建筑垃圾再生骨料过程中，需要对混凝土配合比中的水灰比进行科学、合理的控制，以此来有效提高再生混凝土的
抗压强度，为保证强度的富余，在胶凝材料中，水泥选用标号为P.O42.5级的普通硅酸盐水泥，粉煤灰选用II级粉煤灰。

（二）砂率
建筑垃圾再生骨料一般是由大块固体废弃物破碎而成，他们所具有的成分存在一定的差异。

虽然对其进行了整形处理，但是与天然骨料相比，其表面状态还存在比较大的差别，由
于再生骨料的表面断面多，并且微裂缝、毛细孔大量存在，从而造成其具有较大的比表面积，从而增大了搅拌的需水量。

为了骨料对总需水量的不变，则需要适当的降低砂率，同时还要
保证再生骨料混凝土的和易性，以此来使混凝土材料内摩擦力降低，则需要实际工程应用需
求对再生混凝土配合比中的砂率进行合理的控制。

（三）单位体积用水量
与天然骨料相比，建筑垃圾再生骨料的吸水率比较高，这也是它造成再生混凝土坍落度
损失大、混凝土易泌水、强度低根本原因所在。

目前很多针对再生骨料的缺点进行强化主要有：酸液活化（冰醋酸、稀盐酸浸泡）、水泥浆包裹（纯水泥浆、水泥外掺粉煤灰)、水玻
璃处理、聚合物乳液改性。

所有这些对骨料强化化学浆液活化，实际生产操作复杂，不经济。

再生骨料吸水率大的缺点和陶料混凝土类似，通过相关调查和实验研究发现采用预湿处理同
样可以达到强化效果。

预湿措施在料场进场后安装喷淋装置，预示湿料场最高堆积厚度不超
过1.5m，预湿处理的时间可以对过喷淋试验计算确定。

骨料预湿提前1至2天，然后尽量滤
干水分，投料。

（四）再生骨料用量
为了更好的提高建筑垃圾再生骨料混凝土性能，可以用建筑垃圾再生骨料来部分替代天
然骨料或全部替代天然骨料的方式来进行混凝土配合比设计，拟配制再生砖块混凝土、再生
骨料混凝土、人工混合再生骨料ZSGL-0混凝土，并对各类混凝土的性能进行分别测试。

所
以需要通过实验手段验证出合适的再生骨料掺量，掺量过少，不能实现其经济性，掺量过多，又会降低最终强度。

通过相关实验和资料分析可知，如果再生骨料取代率50%时，此时产生
的再生骨料混凝土所具有的抗压强度与普通混凝土基本一致。

四、实例分析
本次实例主要是用 C25再生骨料混凝土来配制非承重预制构件，选择了P.O 42.5标号的水泥，水泥产地品牌：西安蓝田尧柏水泥；粉煤灰选择了F类Ⅱ级粉煤灰，产地品牌：韩
城大唐盛龙科技实业有限责任公司，粉煤灰掺量控制在20%左右；细骨料为周家滩砂石厂天
然砂中砂，粗骨料中的天然碎石选择扶风县金陵洼碎石，规格为5～31.5mm连续级配；再生
粗骨料为陕西弘伟再生骨料，连续级配为5mm～31.5mm，在粗骨料中的替代率为50%，经过一天的预湿饱水；拌和水选择了井水，外加剂为标准型聚羧酸高性能减水剂，减水率28%，外加剂掺量为1%。

经工地试验室试拌后确认基准配合比为下表：
试件制成150*150*150（㎜）的标准砼抗压试件，一天脱模后放进标准养护室进行养护，并对其7天、28天的抗压强度进行试验，试验结果如下：
根据上表的数据结果可以看出，掺加50%再生骨料的混凝土，在预示强化后的工作性，和力学性能均是最佳可靠的。

五、结论
综上所述，建筑垃圾是建筑工程施工中比较常见的物质，尤其是拆迁改造工程中所产生的具有一定强度的混凝土碎块和砖块，通过不断完善科学手段，尽可能的回收建筑垃圾再生骨料，并在混凝土生产中得到更加广泛的利用。

不仅可以消化掉大量的建筑垃圾，减少自然
矿产资源的浪费，而且对生态环境保护的贡献力显著，符合现代所提倡的绿色经济主题，有效推动建筑行业的发展。

【参考文献】
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