張懷強(qiáng)

（華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司， 江蘇 南京 210014）

隨著我國(guó)城市化規(guī)模不斷擴(kuò)大，在對(duì)構(gòu)筑物進(jìn)行建造及拆毀的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾。其中混凝土廢料及鋼化玻璃廢渣占了很大一部分。我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)于建筑垃圾的循環(huán)處理率較低，人們常將諸如混凝土廢料等大部分建筑垃圾運(yùn)往城市郊區(qū)空地露天堆放或者進(jìn)行簡(jiǎn)易填埋，這不僅會(huì)造成土地資源的浪費(fèi)而且會(huì)極大地污染環(huán)境。對(duì)于廢棄鋼化玻璃，由于其化學(xué)性能穩(wěn)定，不可降解等特點(diǎn)，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，并且鋼化玻璃由于自身質(zhì)量缺陷和化學(xué)組成等原因有可能會(huì)發(fā)生自爆，處理不當(dāng)會(huì)造成危險(xiǎn)。對(duì)于這些建筑垃圾的一種良好處理方法就是回收再利用，可將廢棄混凝土砸碎，充當(dāng)粗骨料以一定的替代率代替石子來(lái)制作再生混凝土，將鋼化玻璃廢渣磨成粉末充當(dāng)細(xì)骨料以一定的替代率代替砂以提高混凝土的強(qiáng)度。這種方法經(jīng)濟(jì)適用、綠色環(huán)保、具有一定的實(shí)用價(jià)值。廢舊玻璃的主要成分為無(wú)定形二氧化硅（SiO2），是一種潛在的火山灰活性材料。廢舊玻璃做為固體廢棄物，即污染生態(tài)環(huán)境又浪費(fèi)能源[1]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者嘗試用廢舊玻璃取代粗骨料、細(xì)骨料或膠凝材料配制再生混凝土，對(duì)其配合比、施工性能、力學(xué)性能、耐久性等進(jìn)行了較全面的研究。尤憶[2]采用廢棄的陰極射線管玻璃替代細(xì)骨料制備混凝土，可明顯提高混凝土坍落度和抗折抗壓強(qiáng)度。曾超[3]探討了廢舊玻璃粉摻入混凝土?xí)r的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，結(jié)果表明，廢舊玻璃粉參量是影響廢玻璃粉混凝土抗壓強(qiáng)度的重要因素。趙祖芳[4]將廢舊玻璃粉分別替代混凝土中的部分粗顆粒和細(xì)顆粒制備改性混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件，研究表明廢舊玻璃會(huì)降低混凝土強(qiáng)度。本文以廢舊玻璃取代細(xì)骨料配制再生混凝土，測(cè)試再生混凝土齡期為3d、7d、14d和28d時(shí)的抗壓強(qiáng)度值，研究廢舊玻璃對(duì)再生混凝土強(qiáng)度影響。

1 試驗(yàn)方案

1.1 原材料

（1）水泥：采用海螺牌32.5的普通硅酸鹽水泥；

（2）粗骨料：由當(dāng)?shù)芈访?C30混凝土破碎篩分而成，曬干粗骨料為粒徑4.75-25mm連續(xù)級(jí)配碎；

（3）細(xì)骨料：細(xì)骨料為天然河砂，粒徑0.075～4.75mm連續(xù)級(jí)配；

（4）廢舊玻璃：將廢舊玻璃清洗曬干后，破碎機(jī)破碎，磨粉機(jī)粉磨為粒徑小于4.75mm的顆粒，其篩分級(jí)配表如表1所示。

表1 廢舊玻璃篩分級(jí)配表

1.2 實(shí)驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)配制 C20強(qiáng)度等級(jí)混凝土，再生骨料取代率分別為 0%、25%、50%、75%，廢舊玻璃取代率分別為0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%。因再生混凝土破碎時(shí)，骨料表面水泥、砂漿等雜質(zhì)不能完全清除，且在破碎過(guò)程中，骨料內(nèi)部產(chǎn)生一定裂紋，這些原因都促使再生混凝土骨料的吸水率較大，廢舊玻璃取代細(xì)骨料時(shí)，因廢舊玻璃具有棱角，也使因此為了確保配合比的施工性能，經(jīng)調(diào)整后的配合比如表2所示。

表2 再生混凝土配合比

1.3 試塊制作與養(yǎng)護(hù)

試驗(yàn)按照《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50080-2016）》進(jìn)行，試件尺寸為100mm*100mm*100mm，采用機(jī)械攪拌方式，澆模24h后拆模，拆模之前將廢舊玻璃水泥混凝土試塊放置于避光處養(yǎng)護(hù)，且由于天氣干燥，試塊中水分容易蒸發(fā)，經(jīng)常在試塊上灑水，且用保鮮膜保護(hù)，拆模后在溫度為20±2℃，濕度為95%以上的標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，直至試驗(yàn)規(guī)定齡期。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

表3 再生混凝土抗壓強(qiáng)度值

表3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度比天然混凝土的抗壓強(qiáng)度低，隨再生粗骨料的增加，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度整體呈下降趨勢(shì)，但替代率為59%時(shí)，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度較高。廢舊玻璃再生混凝土試塊破壞后，用鐵棍輕輕敲擊再生混凝土試塊，發(fā)現(xiàn)玻璃集料先脫落，然后石子和水泥脫落，原因可能是廢舊玻璃表面光滑，水泥漿包裹不牢固。從表3可以看出，總體上再生混凝土3d、7d、14d和28d抗壓強(qiáng)度都隨著廢舊玻璃摻量的增加呈下降趨勢(shì)；當(dāng)摻量大于20%時(shí)，再生混凝土3d、7d、14d和28d抗壓強(qiáng)度下降趨勢(shì)較為明顯。廢舊玻璃摻量為15%時(shí)是例外，此時(shí)再生混凝土3d、14d和28d抗壓強(qiáng)度比基準(zhǔn)混凝土稍有增加，7d抗壓強(qiáng)度稍有下降。

3 廢舊玻璃和再生骨料混凝土應(yīng)用分析

廢舊玻璃和廢棄混凝土，一般采用的是傳統(tǒng)埋置而不是再生利用，主要原因?yàn)椋?/p>

1、技術(shù)原因

普通混凝土生產(chǎn)施工都具備國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，擁有嚴(yán)格的生產(chǎn)施工工藝，技術(shù)比較成熟，而再生混凝土相關(guān)技術(shù)不成熟，生產(chǎn)不規(guī)范，特別是廢舊玻璃對(duì)再生混凝土進(jìn)行改性的文獻(xiàn)雖較多，但結(jié)論不一，主要因?yàn)閺U棄混凝土和廢舊玻璃質(zhì)量不同，其最佳替代率也不同，制備的再生混凝土工作性能、力學(xué)性能和耐久性都有很大的不同，這往往使人們對(duì)再生混凝土的質(zhì)量存疑，也就限制了再生混凝土的推廣使用[5]。

2、再生混凝土生產(chǎn)基地不統(tǒng)一

如今的在建工程都使用天然混凝土，因?yàn)樘烊换炷临|(zhì)量統(tǒng)一，技術(shù)成熟，商家供貨方便及時(shí)，但再生混凝土生產(chǎn)基地較少，這是因?yàn)槭艿匠鞘薪ㄔO(shè)規(guī)劃及建設(shè)成本的限制。

3、社會(huì)認(rèn)識(shí)不足

再生混凝土是一種新型材料，運(yùn)用廢舊玻璃對(duì)其進(jìn)行改性符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，滿足國(guó)家綠色建筑的重要需求，但人們?nèi)狈ψ銐虻恼J(rèn)知，且再生混凝土技術(shù)不夠成熟，其各方面性能和普通混凝土還有很大差距，所以人們對(duì)再生混凝土的安全運(yùn)用就產(chǎn)生了質(zhì)疑[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

再生骨料和廢舊玻璃作為混凝土的集料具有可行性，且可以降低工程造價(jià)，減輕固體廢棄物對(duì)環(huán)境污染，緩解砂石骨料供應(yīng)緊張問(wèn)題，有望從根本上解決廢棄混凝土引發(fā)的一系列社會(huì)問(wèn)題[7-8]，但因?yàn)樵偕橇媳砻骐y以徹底清潔，所以再生骨料混凝土需水量增加，而廢舊玻璃因棱角性，導(dǎo)致廢舊玻璃混凝土在拌合時(shí)發(fā)生摩擦，坍落度降低，所以使用廢舊玻璃改性水泥混凝土?xí)r也需要增加水的用量。通過(guò)對(duì)廢舊玻璃和再生骨料對(duì)混凝土的改性研究，得出再生骨料最佳替代率為50%，廢舊玻璃最佳替代率為15%，此時(shí)再生混凝土3d、14d和28d齡期的抗壓強(qiáng)度都有所增加。