废混凝土在GRC中的再生利用探究.docx

废混凝土在 GRC 中的再生利用探究程海丽 1，杨飞华 2，王宝根 1（1. 北方工业大学 建筑学院，北京 100144；2. 固废资源化利用与节能建材国家重点实验室，北京 100041）摘要：研究了再生砖骨料的取代率对再生骨料 GRC 的影响及变化规律，并进一步采用正交设计方法，研究 了粉煤灰、硅灰及再生混凝土骨料对 GRC 的影响。结果表明：再生骨料 GRC 的强度随废混凝土取代率的提高先 增长后下降，当废混凝土取代天然砂 30%，可达到或超过天然砂 GRC 的力学性能；当粉煤灰取代水泥 10%，同时 硅灰取代水泥 10%，废混凝土取代天然砂 30%时，其抗折、抗压强度值最大。关键词：GRC；废混凝土；再生利用中图分类号：X799.1；TU528.581文献标志码：A文章编号：1674-0912（2014）08-0023-04GRC 制品具有轻质、高强、隔热保温、防水、防火、可加工性良好、价格适中等优点，获得了各国材料界的公认。在建筑、市政、农业、水利和园林工程等许多领域的应用中取得了明显的技术经济效果，显示了广阔的发展前景。目前，全世界有 40 多个国家和地区以不同规模 生产和使用 GRC 制品，全球 GRC 制品的年产量约为40 万 t。我国 GRC 行业的规模也正在日益扩大，年产 量已达到 4 万 t。我国 GRC 行业始终坚持“双保险”的 技术路线，故 GRC 制品行业在我国一直是蓬勃发展的[1]。在 GRC 制品中，灰砂比一般为 1∶1～1∶2，即天然砂 的用量不低于 50%，由此可以推算，GRC 制品的生产和使用将会消耗大量的不可再生的天然砂资源。另一方面，随着建筑业的高速发展，混凝土作为最大宗的人造材料，对自然资源的占用及对环境造成 的负面影响已引起了人们的高度重视，对废旧混凝土 进行再生循环利用已成为可持续发展和环境保护的 有效措施，国外在这方面已做了大量工作，也已有相 关的文献报导，国内这方面的研究工作也方兴未艾。再利用的主要途径是将废旧混凝土进行破碎、筛分后作为粗骨料应用于混凝土中，但在废旧混凝土破碎过程中会产生大量较细的颗粒，这些细颗粒适合作细骨 料使用，因此，文中将旧建筑拆除的废混凝土经破碎筛分后取代 GRC 中的天然砂，研究废混凝土代替部分 天然砂时 GRC 性能的变化，这不仅能降低 GRC 的生产成本、节约天然砂资源，而且可减少废混凝土排放中对环境的污染、土地的占用等负面影响，一举数得。原材料强度等级为 32.5 R 的复合硅酸盐水泥，其 3 d 抗 折强度为 7.1 MPa, 抗压强度为 24.4 MPa；28 d 抗折强 度为 8.5 MPa，抗压强度为 35.1 MPa。粉煤灰：II 级灰天然砂：细度模数 3.5，含水率 0.35%，堆积密度1 750 kg/m3。硅灰：SiO2≥90%废混凝土：来自拆除的旧建筑物，经过破碎、筛分，粒径为 0.15~4.75 mm。堆积密度 1 450 kg/m3。1表 1 废混凝土化学组成%49.058.812.060.914.5715.141.71.620.860.380.0930.2215.15束状短切耐碱玻璃纤维：含水率：0.1%；断裂强度：0.25 N/m2 ；长度：12 mm；减水剂：聚羧酸系减水剂。生源基金项目：北京市教委科技发展计划项目 （KM201210009010）；固废资源化利用与（SWR-2012-003）；北京市自然科学基金项目（2142013）作者简介：程海丽（1965-），女，河北人，硕士，副教授，研究方向：建筑材料、新型建筑材料，发表论文20 余篇。济节能建材国家重点实验室开放基金项目襍2014 年/第 7 卷/第 8 期襊23再资 与循环经SiO2Al2O3Fe2O3 FeOMgO CaONa2OK2OH2O-TiO2P2O5 MnO烧失量3025P 20aM/抗压强度 151050015304560废混凝土取代率/%图 1 抗压强度随再生骨料取代率变化876 aPM5/抗折强度43210015304560废混凝土取代率/%图 2 抗折强度随再生骨料取代率变化再 生 利 用试验方法抗压、抗折强度试件采用 40 mm×40 mm×160 mm 的水泥胶砂试模制作，试件养护 1 d 后拆模，于养护间 自然养护（温度 15～20 ℃，相对湿度 60%～70%）相应龄 期 后 ，按 GB/T17671 -1999 水泥胶砂强度检 验 方 法（ISO 法）进行胶砂强度的检验。试验数据分析废混凝土对砂取代率的初步确定将废混凝土颗粒分别以 0%，15%，30%，45%，60%233.1的取代率取代天然砂，配制混凝土再生骨料 GRC，测其 7 d 抗压、抗折强度，初步选择废混凝土对天然砂取 代率的大致范围，为下一步研究打下基础