建筑垃圾配制再生混凝土的试验研究

2010　NO.1FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION

试验与应用

建筑垃圾配制再生混凝土的试验研究

杨晓光,黄　渊,尹素花

(河北工业职业技术学院,石家庄050091)

　　摘　要:建筑垃圾用作再生骨料是一种可循环利用的资源,再生骨料混凝土的研究与应用已引起了广泛关注。本文选择合适的原材料,通过对再生骨料混凝土的配合比设计、再生混凝土的力学性能等一系列试验,主要研究了建筑垃圾粗骨料掺量、水灰比、外加剂掺量等3个因素对再生混凝土抗压强度的影响及其原因,旨在探讨利用建筑垃圾替代粗骨料配制中等强度混凝土的可行性。

　　关键词:建筑垃圾;再生骨料;正交试验;配合比;抗压强度

　　中图分类号:TU528.0　　　文献标识码:B　　　文章编号:1005-8249(2010)01-0042-03　　近些年来,我国大规模的现代化建设,带来了建筑业的蓬勃发展,每天都有旧建筑物被拆除,新建筑物在兴建,但同时也产生了大量的建筑垃圾。将废弃的建筑垃圾(废混凝土块、废砖、废砂浆)作为一种资源,经裂解、破碎、清洗和筛分等加工处理,可以得到再次用于生产混凝土的骨料--再生骨料。用再生骨料部分或全部代替天然骨料配制得到的混凝土称为再生混凝土。建筑垃圾废料只有再循环利用才能变废为宝,产生良好的经济价值和社会效益。本文通过对再生骨料混凝土的试验研究,旨在探讨利用建筑垃圾替代粗骨料配制中等强度混凝土的可行性,以促进本地区再生骨料混凝土在土木工程中的推广和应用。

1　试验原材料原材料包括:太行山水泥有限公司生产的太行山牌42.5普通硅酸盐水泥、细骨料(普通河砂,级配良好,细度模数为2.1,属细砂)、天然粗骨料碎石(粒径范围为4.75mm～31.5mm,连续级配)、再生粗骨料采用废弃混凝土块和砖块经破碎加工而成,选取粒径范围4.75mm～20mm,连续级配、石家庄产GK23000聚羧酸高效减水剂、自来水。2　试验方案

建筑垃圾用作粗骨料配制再生混凝土的参数较

～45℃范围内,铬的去除率随温度升高而增加,温度

45℃时,铬去除率达到73.65%。(4)溶液的pH对粉煤灰吸附铬的效果影响比较明显,在酸性条件下能够有效的提高其去除率,在中性和碱性条件下去除率变化不大。(5)经过酸改性的粉煤灰具有很强的吸附能力,其对铬的去除率可达99%以上。(6)粉煤灰的吸附等温线符合Frenndlich型吸附等温线模式。

参　考　文　献

[1]　贾陈忠,秦巧燕,李克华等.粉煤灰处理含铬废水的研究[J].工业

安全与环保,2006,32(3):30～32.

[2]　胡巧开.粉煤灰对甲基橙的吸附研究[J].上海化工,2004,8:10

～12.

[3]　杨林峰,翟建平,郑波等.酸改性粉煤灰去除污水中磷的试验研究

[J].粉煤灰综合利用,2006,3:18～20.

收稿日期:2009209217

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粉煤灰综合利用

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试验与应用

多,影响因素较为复杂,光凭经验已不能科学地安排试验并选取最佳配合比。因此,为达到减少试验次数,缩短试验周期,迅速找出各影响因素内在规律的目的,本文采用正交试验设计方法对再生骨料混凝土的配合比进行了设计。在水泥品种相同的情况下,主要研究再生粗骨料掺量、水灰比和外加剂掺量等因素对再生混凝土抗压强度、坍落度的影响。

首先要确定控制试验的主要因素,在试验中选取3个因子、3种水平,其因素水平见表1。按正交表

4

L9(3)安排试验,以探讨水灰比(因素A)、再生粗骨料(建筑垃圾)掺量(因素B)和外加剂掺量(因素C)3个主要影响因素对再生骨料混凝土强度的影响规律,通过试验结果分析,以指导再生骨料混凝土配合比的优化设计。本试验配合比的计算结果见表2。

表1　因素水平表

因素

123

A

B

C

表3　再生混凝土28d强度的极差分析表

试验号水灰比(A)

L1L2L3L4L5L6L7L8L9K1K2K3k1k2k3R0.350.350.350.390.390.390.430.430.43144.5129.1118.748.243.039.68.6

建筑垃圾粗骨料掺量(B)/%

203040203040203040131.2135.5130.843.745.241.33.9

外加剂

(C)/%0.80.91.00.91.00.81.00.80.9126.4131.2134.742.143.744.92.8

不做安排

123312231131.2131.3129.843.743.843.30.5

28d强度/MPa47.048.549.043.044.541.641.237.839.7

水灰比

0.350.390.43

建筑垃圾粗骨料掺量/%

203040

外加剂/%

0.80.91.0　　注:Ki表示该列所在的因素在第i个水平上的考核指标和,通过它可以判断某因素的最佳水平。ki表示该列所在的因素在第i个水平上的考核指标和的平均值,通过它可以判断某因素的影响。

表2　再生骨料混凝土的配合比设计编号

再生粗外加剂附加W/C骨料

实际用水

水泥天然石

再生粗骨料

天然砂

外加剂

掺量/%0.80.91.00.91.00.81.00.80.9

水

含量/%203040203040203040

/kg/m3/kg/m3/kg/m3/kg/m3/kg/m3/kg/m3/kg/m3142028142228142228

201207214201200195180190194

534534534480480480434434434

872764654902788676924810694

218328436226338450232346462

588588588606606606622622622

4.24.85.44.44.83.84.43.44.0

由试验结果分析

可知:

(1)各因素对指标的影响次序　从表3中可看出,极差的大小顺序为A>B>C,即各因素对试验结果影响程度由高到低的顺序为A>B>C,因而,对再生混凝土28d抗压强度大小的影响顺序是水灰比、再生粗骨料掺量、外加剂掺量。其中水灰比为主要影响因素,外加剂掺量对再生混凝土28d抗压强度有一定影响。

　图1水灰比对再生混凝

土28d强度的影响

L10.35L20.35L30.35L40.39L50.39L60.39L70.43L80.43L90.43

　图2建筑垃圾粗骨料掺量对再生混

凝土28d强度的影响

3　试验结果分析与评价

再生混凝土28d强度的极差分析表见表3。

试验中各因素对再生混凝土28d抗压强度的影响见图1～3。

图3外加剂掺量对再生混凝

土28d强度的影响

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　粉煤灰综合利用

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试验与应用

低环境负荷型聚合物改性防水砂浆的配方设计

StudyonEnvironment2FriendlyPolymer2ModifiedWaterproofingMortars

李　豪,王国庆,闫娟娟,陈建波,赵风清

11121

(1.河北科技大学,石家庄050018;2.河北中科环保有限公司,石家庄050035)

　　摘　要:以生态型水泥为胶凝材料,添加聚乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)和聚醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯复合物、矿山细尾矿、河砂等,制成低环境负荷型聚合物水泥改性砂浆。砂浆性能达到JG/T984-2005《聚合物水泥防水砂浆》标准要求。

　　关键词:聚合物;防水砂浆;低环境负荷;尾矿;生态型水泥

　　中图分类号:TU528.041;X773　　　文献标识码:A　　　文章编号:1005-8249(2010)01-0044-02

防水材料一般分为刚性和柔性两种。聚合物改性水泥防水砂浆是在传统刚性水泥砂浆基础上,通过加入聚合物成分,利用无机和有机材料的协同作用,改善传统刚性防水材料抗折强度和粘结强度低,韧性差、易开裂等缺陷,因而越来越受到重视。本研究旨在利用[1]自制的生态型水泥、尾矿(部分代替河砂),加入以EVA和聚醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯为主要组分的聚合物可再分散乳胶粉制成防水砂浆产品,实现尾矿等工业废渣的资源化利用。

1　试验1.1　试验原材料生态水泥:采用矿渣、钢渣等为主要原料粉磨自制(矿渣、钢渣占总量的75%);可再分散乳胶粉:采用聚乙烯醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯、聚丙烯酸酯等;承德铜兴矿业有限公司铜铁尾矿;消泡剂(磷酸三丁酯);减水剂(萘磺酸盐)。1.2　试验方法

水泥配制:采用Φ500mm×500mm试验磨,将钢

　　(2)各因素最佳水平　因素A处于主要地位,首

先选择水灰比的最佳水平,从极差分析可以看出,A1的效果最佳,故确定为A1;其次为C,外加剂掺量的影响较大,C3的效果最好,故确定为C3;最后为B,建筑垃圾粗骨料掺量,B2为最佳水平。

(3)最佳组合　最佳配制方案为A1B2C3,即水灰比为0.35,建筑垃圾粗骨料掺量为30%,外加剂掺量为1.0%。4　结论

(1)再生粗骨料的掺量为30%时是最佳掺量,但

MPa的再生骨料混凝土。(3)随着水灰比的增大,再

生骨料混凝土的强度下降。(4)在水灰比相同的情况

下,随着外加剂掺量的增加,再生混凝土的强度提高。(5)从再生混凝土破坏的断裂面可以看出:再生骨料的强度较低,但与水泥石之间的粘结较好,优于天然骨料。

建筑垃圾中砖的含量对再生混凝土的性能影响很大,虽然试验室的试验结果表明建筑垃圾再生混凝土强度的离散性并不大,但由于试验规模有限,当建筑垃圾中废混凝土和废砖交错在一起进行大规模破碎时,对于加工出的骨料质量的稳定性以及质量优劣的评定,还需要大量的试验并进一步探讨研究。

随着再生粗骨料掺量的继续增大,混凝土强度下降。(2)通过合理的配合比设计配制出了28d强度达49.0・44・