建筑垃圾再生砖

建筑垃圾再生砖（精选8篇）

建筑垃圾再生砖 篇1

0 前言

随着矿产资源的不断开发, 矿物原料在国民经济和人民消费品中的重要程度显而易见, 但是随之而来的大量尾矿也是日益严重的环境问题。2013 年, 我国尾矿产生量16. 49 亿t, 同比增长1. 73% , 其中铁尾矿8. 39 亿t, 铜尾矿3. 19 亿t, 黄金尾矿2. 14 亿t, 其他有色及稀贵金属尾矿1. 38 亿t, 非金属尾矿1. 39 亿t。尾矿综合利用量为3. 12亿t, 同比增长7. 96% , 综合利用率为18. 9%[1]。

随着我国城镇化进程的进行, 建筑垃圾的资源化再利用问题越来越得到国家和各级政府的重视, 我国各地相继出现了为数不少的建筑垃圾资源化项目。从现有的建筑垃圾资源化利用方向来看, 主要集中在道路垫层材料和混凝土制品领域, 再生骨料制砖得到了较为广泛的应用。

本文考虑应用再生骨料和尾矿两种废弃物再生利用, 以强度为主要评价指标, 对再生砖的配方进行研究和探讨。

1 原材料

水泥: 江苏宜城产南方牌P·O 42. 5 散装水泥。水泥的性能如表1 所示。

再生骨料: 以废混凝土生产的废混凝土再生骨料。为了便于更好的在生产再生砖的过程中调整配方, 粒径分为四种: 粒径0 ~ 1. 18 mm、1. 18 ~ 2. 36 mm、2. 36 ~ 4. 75mm、4. 75 ~ 8 mm。再生骨料的各项性能如表2 所示。

尾矿: 尾矿性能如表3 所示。

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2 试验与结果分析

再生砖生产采用贝塞尔140100 型自动地砖砌块成型机, 生产200 mm × 100 mm × 60 mm混凝土路面砖, 设计强度等级Cc40。

根据以往生产的经验, 基准配合比见表4。

搅拌机加水量以流量计计量, 通过湿度来控制水灰比。基准配合比中采用细河砂是为了提高再生砖的密实度。基准配合比中再生骨料0 ~ 4. 75 mm没有进行进一步筛分, 本实验将再生骨料0 ~ 4. 75 mm再筛分为三个等级后, 更有利于调整配合比。试验用的配合比如表5 所示。

配合比调整的思路主要有以下几点: (1) 基准配方中, 细河砂主要起到填隙作用, 提高再生砖的密实度, 尾矿的粒径更小, 可以替代细河砂的作用; (2) 将原先0 ~ 4. 75 mm的骨料按照生产所得的比例进行拆分大致为试样2 的组成, 再进行下一步的调整; (3) 配合比设计参考了GBT 25176 -2010《混凝土和砂浆用再生细骨料》和GBT 14684 - 2011《建设用砂》中对细骨料的级配要求。

上述再生砖在自然养护条件下养护28 d, 根据GBT4111 - 2013《混凝土砌块和砖试验方法》进行抗压强度检测, 检测结果为10 块砖样的平均值, 如表6 所示。

1) 采用尾矿替代细河砂后, 强度略有增加, 因为尾矿的细度更细, 能起到较好的填隙作用。

2) 配合比3 参考了标准砂的标准级配, 物料的级配会偏粗, 造成再生砖的密实度较差, 如图1 所示, 截面上可见砖内部空隙较多, 对强度影响大。分析原因主要为混凝土砖的生产为干硬性混凝土, 没有普通混凝土搅拌过程中所形成的水泥浆。

3) 配方调整后, 试样8 的强度较高, 为45. 2 MPa, 相比较基准配合比, 强度提高了9. 4% 。强度设计等级为Cc40, 可以适当降低水泥用量。试样11 为降低了水泥用量后, 强度仍满足设计要求的配合比, 水泥用量相比较基准配合比, 减少了8% 。

3 结论与展望

1) 再生骨料和尾矿可以综合利用生产再生砖, 尾矿为再生骨料的级配调整提供了更大的空间。

2) 再生砖的生产过程中, 通常企业只采用一种或两种规格再生骨料, 这不利于再生砖的性能最优化, 建议可以细化再生骨料的粒径等级。

3) 尾矿是否有为再生砖提供了一定水化活性有待进一步探讨。[ID: 002532]

摘要：建筑垃圾作为产生量最大的城市固体废弃物, 困扰生态环境和城市发展, 尾矿是选矿作业的产物之一, 也是固体废弃物之一, 本文主要探讨利用尾矿和再生骨料复合生产再生砖的工艺和方法, 综合利用两种废弃物, 实现资源循环利用。

关键词：铜尾矿,再生砖,再生骨料,资源化利用

建筑垃圾再生砖 篇2

高新技术生产建筑环保砖一帆建筑垃圾设备势在必得目前的资源再生产业存在诸多问题。产业技术能力不足、规模化不足、产业链不健全、行业缺乏规范等，甚至大部分仍处于较为原始粗放状态，小商户、小作坊居多，二次污染等问题严重，缺乏有效的管理和监督，不但没有成为问题的解决者，甚至成为了问题的制造者。另外，我国与“静脉产业”发展相关的法律体系和政策都不健全，法律上，对各类废弃物的回收和再利用缺乏强制性规定，生产者和消费者对废弃物均没有承担责任的依据，导致把所有问题都留给了政府。

由发改委主导，联合商务部、环保部、工信部等相关部门，深入研究“静脉产业”体系，全面调查现有产业状况，在研究制定相关法律、政策的同时，在目前垃圾分类工作比较有成效的北京、广州、上海等城市积极推动试点工作，使之成为未来中国“静脉产业”发展的标杆。首要的是，完善相关法律体系。落实生产者责任及执行办法，制定强制回收产品和包装物名录并将其纳入《循环经济促进法》和《清洁生产促进法》；对废弃物的回收、再生、处置建立生产者付费的长效制度，搭建上下游之间完整、高效的转移支付体系，引入生产者参与管理的制衡机制。

环保节能有效的实施介于企业和政府的全面配合，以及现代人们对建筑垃圾设备回收利用新概念的引进。郑州一帆机械设备有限公司是专业生产建筑垃圾设备的厂家，公司主营矿山机械设备，破碎机、制砂机、环锤式破碎机、立式冲击破、建筑垃圾设备、移动破碎站、砂石骨料生产线设备、履带式移动破碎站等，针对城市环保节能产品一帆公司将会继续上演大型移动破碎站，主要包括反击式移动破碎站、圆锥式移动破碎站、冲击式移动破碎站、移动筛分站等。对专业生产环保砖，一帆公司推出的移动式建筑垃圾制砖机设备，该设备适用于生产各种高强、优质的普通混凝土砌块、粉煤灰砌块、废渣砌块等，其质量可靠，性能先进，整体技术水平居国内领先地位。本设备采用模块化设计，充分考虑了用户参与产品设计的愿望，预留了足够的空间和接口满足用户定制的需求，为客户提供以通用可靠平台为基础的个性化产品。生产线基本配置由自动配料搅拌系统、成型系统、自动传送系统、栈板返回系统、栈板缓冲系统、码垛系统及中央集成控制系统构成。

建筑垃圾透水砖的工艺与性能研究 篇3

建筑垃圾是工业化和城市化的副产物。随着我国城市化进程的不断加快, 我国建筑垃圾产生量急剧增加[1]。目前我国建筑垃圾大都采用露天堆放或填埋的方式进行处理, 大量建筑垃圾的堆放、填埋, 不但占用了大量土地、影响市容, 同时也对土壤、水源等产生着严重污染, 建筑垃圾的处理成为我们急需解决的难题[2]。建筑垃圾具有孔隙率高、透水性好的特点, 利用建筑垃圾制备透水砖是一种变废为宝的有效方式, 不仅解决了建筑垃圾的处理问题, 还能带来一定的社会效益和经济效益[3]。为此, 本试验通过改变骨料粒径和粉煤灰的掺量来探究其对透水砖性能的影响并对其影响机理进行分析。

2 试验原料及方法

2.1 试验原料

试验所用建筑垃圾为某城区旧房改造及拆除房屋产生的建筑垃圾, 经粗破、分选、磁选、细破、筛分等工序制备成细骨料, 符合GB/T25176-2010《混凝土和砂浆用再生细骨料》标准要求, 其主要的化学成分见表1。

某热电厂Ⅱ级粉煤灰, 其化学组成见表2。按照GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》对其进行检测, 各项指标均符合要求。

水泥采用市售42.5强度等级的普通硅酸盐水泥;表面改性剂、复合激发剂、界面增强剂、复合防水剂均为实验室自制。

2.2 试验方法

在前期试验的基础上我们初步确定了建筑垃圾透水砖的基本原料配比范围见表3。

注:复合激发剂、界面增强剂、减水剂均为所占水泥的质量分数。

利用实验室自制表面改性剂对建筑垃圾再生骨料进行改性处理, 以建筑垃圾再生骨料、水泥、粉煤灰、外加剂为主要原料, 调整原料配比进行混合搅拌、成型、脱模、养护等工序制备建筑垃圾透水砖。对其抗折强度、抗压强度、抗冻性强度损失率及透水系数等进行测试, 对比各项性能指标, 来确定骨料粒径的最佳范围和粉煤灰的最佳掺量。

3 结果与讨论

3.1 骨料粒径对建筑垃圾透水砖性能的影响

在试验中灰料比为4, 水灰比为0.32, 复合激发剂掺入量为0.9%, 减水剂掺入量为0.5%;通过改变骨料的粒径范围研究其对透水砖性能的影响。不同粒径的骨料对试件抗压强度、抗折强度以及透水系数影响测试结果见表4。

从表4中可以看出, 当骨料粒径变小时, 其劈裂抗拉强度、抗折强度逐渐增加, 增幅由大变小;其强度冻融损失率、透水率系数随着骨料粒径的变小逐渐减小。在此试验条件下, 当建筑垃圾再生骨料粒径范围在4.75 mm~9.5 mm时, 透水砖的各项性能指标可以满足《透水路面砖和透水路面板》GB/T25993-2010标准的要求。其劈裂抗拉强度为4.0MPa, 和标准中要求的劈裂抗拉强度fts4.0一致;其抗折强度为4.1 MPa, 大于标准中的抗折强度Rf4.0;其冻融强度损失率为16%, 小于20%;其透水系数为1.56×10-2cm/s, 大于1.0×10-2cm/s。

粒径范围在4.75 mm~9.5 mm时, 能满足国家标准要求是因为透水砖内部结构比较疏松, 再生骨料上虽然包覆着胶结层, 但是骨料颗粒与骨料颗粒之间尚存在大量孔隙。透水砖的强度主要来自于骨料颗粒之间的胶结界面和再生骨料的强度, 因此选取合适的粒径, 调整级配, 使骨料颗粒与骨料颗粒之间的胶结面和胶结点数量适中, 才能保证透水砖的强度性能指标同时也能保证有一定的孔隙率和透水率。透水砖的结构模型如图1所示。

骨料粒径的大小在一定程度上决定着单位体积中骨料颗粒的数量。颗粒尺寸越小, 彼此之间的接触点也就会越多, 成型后所形成的胶结点也就越多。理论上讲, 颗粒尺寸小的骨料对于透水砖的强度和抗冻性有着积极的作用。骨料的粒径越大, 存在于骨料间的胶结点数量就会越少, 透水砖的孔隙就会变多, 从而使透水砖的强度和抗冻性变差。但是, 颗粒尺寸越小的骨料使透水砖的透水性能越差, 骨料的粒径越大, 存在于骨料间的胶结点数量就会越少, 透水砖的孔隙就会变多, 使得透水砖的透水性能越好, 当骨料粒径增大时, 透水系数也会随之成倍的增长。本试验确定了骨料的最佳粒径范围为4.75 mm~9.5 mm。

3.2 粉煤灰掺量的确定及其对建筑垃圾透水砖性能的影响

根据前期试验结果, 我们选用粒径为4.75 mm~9.5 mm的再生骨料进行试验研究, 试验中采用外掺粉煤灰, 其掺量分别为0%、5%、10%、15%、20%, 试验结果见表5。

从表5中可以看出, 随着粉煤灰掺量的增加, 透水砖的劈裂抗拉强度也随之增加, 但透水系数、孔隙率反而呈现出逐渐减小的趋势。当粉煤灰掺量小于10%时, 透水系数、孔隙率能达到标准要求的性能指标, 但透水砖的劈裂抗拉强度未能达到fts4.0, 不符合标准要求;当粉煤灰掺加量为15%、20%时, 虽然其劈裂抗拉强度有所提高, 能满足国家标准要求, 但是其透水系数均小于1.0×10-2cm/s, 其孔隙率也未能达到设定值15%。本试验条件下, 粉煤灰掺量为10%时, 此时产品性能各项指标均能够满足《透水路面砖和透水路面板》GB/T25993-2010标准要求。

产生这种结果的原因主要是: (1) 粉煤灰具有良好的粘聚性, 可以使再生骨料很好地被胶凝浆体所包裹, 从而使骨料与胶凝材料之间的接触变得更加的充分, 最终能够使透水砖的强度有所提高。 (2) 粉煤灰具有相对较小的颗粒尺寸, 一方面它可以在水泥颗粒之间起到滚珠轴承的作用, 另一方面它还可以填充到骨料的微裂纹中, 强化了骨料, 提高了强度。 (3) 粉煤灰的掺加使骨料颗粒之间的孔隙率降低, 随着粉煤灰掺量的增加, 透水砖的透水系数逐渐降低。

5结论

a.骨料粒径对建筑垃圾透水砖的劈裂抗拉强度、抗折强度强度、冻融损失率及透水系数有着较大的影响, 当建筑垃圾再生骨料粒径在4.75 mm~9.5 mm时, 透水砖的各项性能指标可以满足《透水路面砖和透水路面板》GB/T25993-2010标准的要求。

b.粉煤灰掺量的增加, 劈裂抗拉强度增大, 透水系数和孔隙率呈现出减小的趋势, 当粉煤灰掺量为10%时, 透水砖的抗压强度、透水系数、孔隙率均能达到国家标准规定的性能指标。

摘要：利用建筑垃圾为主要原料制备建筑垃圾透水砖, 探究了骨料粒径和粉煤灰的掺量对透水砖劈裂抗拉强度、抗折强度、抗冻性强度损失率及透水系数等性能参数的影响并构建了建筑垃圾透水砖模型。通过试验确定的骨料粒径的最佳范围为4.75mm9.5mm, 粉煤灰最佳掺入量为10%。

关键词：透水砖,建筑垃圾,骨料粒径,粉煤灰

参考文献

[1]朱东风.城市建筑垃圾处理研究[D].华南理工大学, 2010.

[2]唐沛, 杨平.中国建筑垃圾处理产业化分析[J].江苏建筑, 2007 (3) :57-60.

我国建筑垃圾再生处理技术研究 篇4

1 建筑垃圾的来源

有按照建筑垃圾的主要材料类型进行分类可分为:没有利用价值的废料, 可直接利用的材料, 或可以用于回收再生的材料。从建筑垃圾产生的来源来看, 在建筑施工中会产生建筑垃圾、建筑装修过程中会产生建筑垃圾, 特别是在建筑拆除过程更是产生了大量的建筑垃圾, 下面介绍在这三个过程中产生建筑垃圾的主要成分:

(1) 建筑拆除垃圾的成分

在单位面积下, 旧建筑拆除产生的建筑垃圾比施工产生的量更大, 在此过程中建筑垃圾的成分主要受建筑物的结构的影响。在以前的建筑中大部分属于民居砖混结构, 其中石灰、渣土、木料、碎玻璃约占1/5, 其余为瓦砾、砖块等, 也就是瓦砾、砖块等是;在废弃的剪力墙、框架结构的旧工业厂房和楼宇建筑中, 混凝土块作为建筑垃圾的主要成分占到一半以上, 其他的成分是砖块、塑料制品、金属等[2]。

(2) 建筑装修垃圾的成分

建筑装修垃圾成分与其它两种相比较比较复杂, 会包含一定量的有毒或者有害物质。北京市曾经统计后发现不可回收部分约占建筑装修垃圾一半, 可回收的物质占29.8%, 灰末占到21%, 其中可回收物质包括纸类包装物、天然木材、砂浆碎块、钢材、少量砖石、玻璃、塑料、混凝土等[2]。

(3) 建筑施工过程中垃圾成分

在建筑施工过程中由于建筑物的结构类型不同, 产生垃圾的成分含量存在着差别, 但主要成分主要有混凝土碎块、砂浆、钢筋混凝土桩头、废木料、金属料和各种包装材料, 约占总量的4/5[2]。

2 国内建筑垃圾的再生利用技术研究

建筑垃圾的再生用途广泛, 对旧木材、木屑, 旧砖、瓦, 旧沥青, 旧混凝土的再生利用情况进行介绍:

(1) 对旧木材、木屑进行再生利用

有一部分拆卸产生的废旧木材可以直接重新利用。不降低在施工中产生多余木条的使用等级, 先清除表面污染物, 然后加工成室内地板、栏杆等, 或者加入粘合剂用来支撑复合板材。碎木、木屑可用作燃料堆肥原料或侵蚀防护工程中的覆盖物。

(2) 对旧砖、瓦进行再生利用

首先对陶瓦材料和废旧粘土砖进行粗分, 充分破碎后成为轻型砌块骨料。也可做水泥原料或地面砖材料, 在道路路基工程中可将石灰加入到粘土砖中使用。

(3) 对旧沥青进行再生利用

沥青往往在屋面拆除后会和混凝土形成混合物, 需要对沥青材料分选分离进行循环使用。由于其含有高级的矿质填料, 能对热拌、冷拌沥青一部分骨料进行替换, 应用于路面施工[3]。

(4) 对旧混凝土进行再生利用

旧混凝土块约占建筑垃圾总量的1/3, 在回收利用方面是属于价值较大的部分, 在破碎后可用来生产再生水泥或再生混凝土, 还能混合石灰、碎砖成为路基材料或用于夯扩桩。

(1) 用来生产再生水泥

要使废弃混凝土成为生产水泥的原料, 需要将其进行充分磨细。目前广州引入废弃混凝土生产再生水泥的技术, 这样可以代替逐渐减少的原材料天然矿物。按照不同比例将废弃的混凝土和石灰石混合, 磨细烧制后可得到不同标号的再生水泥。用废弃混凝土生产水泥的原料, 需要进行分拣以去除其中的杂物。可节省大量的资源, 还可以减少燃烧煤炭。

(2) 用来生产再生混凝土

对废弃混凝土块先进行破碎, 充分清洗, 分级后, 再按一定比例进行混合, 用形成再生骨料代替天然骨料的新技术即为再生混凝土技术。按粒径大小再生骨料可分为再生粗骨料 (粒径5~25mm) 和粒径再生细骨料 (0.15~5mm) 。山东大学任虎存在充分研究国外先进综合处理建筑垃圾技术的基础上设计出了适合我国的新型建筑垃圾综合处理方案, 能够实现将建筑垃圾转变为再生骨料进行利用。

在建筑垃圾再生骨料改性研究方面有三个方向:去除再生骨料表面附着的砂浆、强化骨料和表面改性。目前国内对于建筑垃圾再生骨料的改性研究主要集中在表面改性和去除再生骨料表面附着的水泥砂浆方面。再生骨料的表面砂浆去除方法主要用机械研磨法。

郭其杰针对建筑垃圾再生粗骨料采用硅烷偶联剂、有机硅树脂以及钠水玻璃进行改性, 认为硅烷偶联剂的改性效果最好, 再生骨料由于吸水率高在一定程度上会造成硅烷偶联剂的浪费。孙成城提出造壳搅拌工艺并研究了再生混凝土的强度, 认为造壳搅拌工艺提高了粘结强度。赵智慧针对再生混凝土的二次搅拌工艺, 提出了三次搅拌工艺, 在再生骨料表面形成一层的浆体具有较低水灰比。胡天安研究发现再生混凝土的干燥收缩值比普通混凝土提高0~100%。济南大学王复星采用无机改性、有机改性改性以及有机-无机复合改性的方式对再生细骨料进行改性。对建筑垃圾再生细骨料制备再生胶砂的制备工艺进行研究, 在传统的二次搅拌工艺的基础上进行了改进。

现阶段的建筑垃圾国内再生骨料生产企业主要采取简单的破碎、分拣工艺, 这会产生大量的粉尘并且污染环境, 产生再生骨料微细粉活性成分较少。于显强认为再生细粉可用来制备保温砂浆, 但掺量不易大于40%, 随着掺量增加保温砂浆的抗压强度递减, 国内对再生微细粉的研究停留在理论研究和试验阶段, 很难有效的利用。由于再生混凝土骨料性能很难满足结构建筑用料的要求, 影响了再生骨料混凝土性能不能应用在大量建筑建设中, 也造成建筑垃圾的回收处理再利用发展缓慢。

3 我国企业对建筑垃圾再生利用的现状

在我国政府对建筑垃圾资源化大力推广下, 更多的企业投身于建筑垃圾再生利用, 有的企业甚至形成了生产线实现了对固体废弃物的再生利用。

正式投产的北京元泰达建筑垃圾资源化项目是由建筑垃圾资源化产业技术创新战略联盟主持研发, 该项目拥有世界先进的“建筑垃圾资源一体化”的工艺与装备。在同济大学、上海建材工业设计研究院等单位努力下成立了建筑建材业技术创新联盟, 他们探索实现建筑垃圾资源化道路上的三大技术难题:大型化技术、环保化技术和纯化技术。已经研究开发出的建筑垃圾处理再生骨料回收系统具有封闭模块组合式的特点, 年处理能力达100万吨。邯郸市累计总投资1.6亿元建成的建筑垃圾综合利用项目规模较大, 具有六条制砖生产线和一座两站再生混凝土搅拌站。年处理建筑垃圾达到100多万吨, 制砖生产线能生产包括标准砖、模数砖、多孔砖、透水砖等二十多个系列产品, 产品的质量经过国家质量监督检测中心的认定, 技术方面也获得了多项国家专利。

为了加快建筑垃圾综合利用的发展, 西安市在政策方面制定了《关于进一步做好建筑垃圾综合利用工作的意见》。在保证工程质量和相关要求的前提下, 提倡工程、设施要优先采用建筑垃圾综合利用产品, 加大建筑垃圾再生应用推广力度。目前西安形成了30多家建筑垃圾综合利用企业, 年处理能力总计约400万吨。统一规划了建筑垃圾综合利用工作, 计划利用5年时间建设5-6座的建筑垃圾综合利用项目, 年处理能力能达到200万吨以上。

4 展望

目前我国在建筑垃圾的再生利用方面还有很大的潜力, 其中基础研究偏少, 回收处理技术低, 再生产品应用层次较低, 还需要加大技术研究应用, 其中再生骨料在高品质再生混凝土中的研究只是处在实验阶段, 没有得到广泛应用。还需要建立建筑垃圾再生处理系统, 把功能不同的设备合理地组合在一起, 快捷地实现建筑垃圾的回收利用。

参考文献

[1]李湘洲.国外建筑垃圾利用现状及我国的差距[J].砖瓦世界, 2012, (6) :9-13.

建筑垃圾再生品行业标准出台 篇5

据了解, 标准规定了建筑垃圾再生骨料实心砖的术语和定义、规格、分类和产品标记、原材料、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、贮存和运输等。标准适用于以水泥、再生骨料等为主要原料, 经原料制备、振动压制成型、养护而成的实心非烧结砖。建筑垃圾再生骨料实心砖根据其是否有装饰面层分为普通砖和装饰砖两种, 普通砖可用于工业与民用建筑基础和墙体, 装饰砖可用于工业与民用建筑的墙体。

作为国内首次编制的建筑垃圾再生品类行业标准, 《碎砖瓦建筑垃圾再生砌墙砖》的出台填补了国内空白, 对建筑垃圾再生骨料以及砖块的生产和质量监督提供了重要的技术依据, 同时对于建筑垃圾再生利用起到了很大的推动作用, 未来建筑垃圾再生利用以及市场需求将呈现良好态势。

建筑垃圾再生利用是指将拆迁后的砖块、混凝土块、水泥块等垃圾, 利用设备粉碎、筛选, 重新制成建筑材料, 用于道路、房屋等的建设。

1.建筑垃圾再生骨料:将建筑垃圾经过初步清理, 分拣出可回收的钢筋和木材后, 再把砖石、水泥混凝土块经过破碎设备破碎成骨料, 经过振动筛筛分分级, 除去杂质, 形成一定粒径要求的建材原料。

2.建筑垃圾再生骨料实心砖:以水泥、建筑垃圾再生骨料等为主要原料, 经原料制备、振动压制成型、养护制成的实心非烧结砖, 包括普通砖和装饰砖等, 例如生产1.5亿块标砖可以消耗建筑垃圾40多万吨, 节约堆放垃圾占地160亩。

建筑垃圾再生砖 篇6

1 再生骨料的现状

将建筑垃圾 (主要由废弃混凝土和废砖等组成) 经破碎、分级所形成的骨料称为再生混凝土骨料, 简称为再生骨料。随着现代社会环境意识的提高, 建筑工业产生的大量废弃混凝土的再生利用问题已引起人们越来越多的重视。再生混凝土骨料的开发和应用, 一方面可大量利用废弃的混凝土, 减少建筑业对天然骨料的消耗;另一方面, 还可以减轻混凝土废弃物造成的生态环境日益恶化等问题, 保证人类社会的可持续发展。

再生骨料与天然骨料相比, 具有强度低、棱角裂纹多、表面惰性化程度高、孔隙率高、吸水性大、含泥量高等特征, 目前再生骨料主要用来制作中低强度的混凝土, 应用范围较窄, 一般用于道路工程垫层、素混凝土垫层、大体积混凝土、混凝土砌块砖和非承重结构的低强度混凝土等方面。若要拓宽其应用范围, 将再生骨料用到钢筋混凝土结构工程中去, 则对再生骨料的强度、粒径组成、洁净水平等要求较高, 对再生骨料制备的混凝土的工程特性 (强度、应力应变、弹性模量、收缩等) 也应建立质量控制技术参数和相应的技术指标体系。因此, 要提高再生骨料的再利用和循环利用率, 必须对再生骨料进行活化和强化, 提高再生骨料的强度。

2 再生骨料的强化和活化

再生骨料的强化和活化是指将建筑垃圾进行物理或化学处理, 使其成为可满足有关规定和质量标准的混凝土骨料。再生骨料混凝土与天然骨料混凝土相比, 由于组分复杂, 存在两种浆体和两种界面 (如图1) , 因而其力学性能受更多种因素的影响。尽管如此, 努力改善再生骨料与新浆体之间的界面粘结仍不失为提高再生混凝土强度的一种有效措施[2]。目前这些措施主要通过强化和活化来实现, 简叙如下:

2.1 再生骨料的强化处理

2.1.1 机械强化的机理

建筑垃圾性质不一, 参差不齐, 成分较复杂, 有砖石碎块、钢筋混凝土、铁件、木料、塑料、纸板、电缆和泥沙等多种成分, 其中砖石砌体碎块和混凝土碎块占大多数, 更是可资源化循环再生骨料的材料。但再生骨料有如下缺点: (1) 颗粒棱角多; (2) 表面粗糙; (3) 微裂纹, 由于组分中还含有硬化水泥砂浆, 再加上混凝土块在破碎过程中因损伤累积在内部大量造成; (4) 孔隙率大; (5) 吸水率大; (6) 堆积密度小; (7) 压碎指标高。此外, 再生混凝土的抗渗性、抗冻性、抗碳化能力、收缩、徐变和抗氯离子渗透性等耐久性能也均低于新混凝土。为了提高再生混凝土的性能, 须对简单破碎获得的低品质再生骨料进行强化处理, 即改善骨料粒形以减小粗糙度, 降低尖角应力集中效应, 减小与填充剂的接触面积, 并除去再生骨料表面所附着的硬化水泥石, 从而提高骨料的力学, 密度, 表面等性能。主要通过多次的破碎、筛分过程, 原有骨料中的软质颗粒、粒形不良颗粒会被淘汰。这些减小粗糙程度、降低棱角效应、改善粒形和坚固性的选优排劣等特点都使再生骨料的性能被优化, 满足配制再生混凝土的需要。

2.1.2 机械强化法

国外常用的再生骨料强化方法主要有立式偏心轮高速研磨法、卧式强制研磨法、加热研磨法以及磨内研磨法等几种方法。这些方法的主要缺点是工艺复杂、设备庞大、动力消耗大、设备磨损大。因此, 推广应用受到阻碍[3]。

(1) 立式偏心装置研磨法

立式偏心装置研磨法所用设备主要由外部筒壁、内部的高速旋转的偏心轮和驱动装置所组成。设备构造有点类似于锥式破碎机, 不同点是转动部分为柱状结构, 而且转速快。由日本竹中工务店研制开发的立式偏心研磨装置的外筒内直径为72 mm, 内部的高速旋转的偏心轮的直径为66 mm。预破碎好的物料进入到内外装置间的空腔后, 受到高速旋转的偏心轮的研磨作用, 使得粘附在骨料表面的水泥浆体被磨掉。由于颗粒间的相互作用, 骨料上较为突出的棱角也会被磨掉。从而使再生骨料的性能得以提高。

(2) 卧式回转研磨法

由日本水泥株式会社研制开发的卧式强制研磨设备十分类似于倾斜布置的螺旋输送机, 只是将螺旋叶片改造成带有研磨块的螺旋带, 在机壳内壁上也布置着大量的耐磨衬板, 并且在螺旋带的顶端装有与螺旋带相反转向的锥形体, 以增加对物料的研磨作用。进入设备内部的预破碎物料, 由于受到研磨块、衬板以及物料之间的相互作用而被强化。

(3) 加热研磨法

日本三菱公司研制开发的加热研磨法的工作原理如下:初步破碎后的混凝土块经过300 ℃～400 ℃加热处理, 使水泥石脱水、脆化, 而后在磨机内对其进行冲击和研磨处理, 实现有效除去再生骨料中的水泥石残余物。加热研磨处理工艺, 不但可以回收高品质的再生粗骨料, 还可以回收高品质再生细骨料和微集料 (粉料) 。加热温度越高, 研磨处理越容易;但是当加热温度超过500 ℃时, 不仅使骨料性能产生劣化, 而且加热与研磨的总能量消耗会显著增大[4]。

(4) 磨内研磨法

磨内研磨法主要在前苏联有所研究。分为有研磨体和无研磨体 (主要依靠物料相互间的研磨作用) 两种基本形式。前种形式主要利用球磨机或棒球磨进行强化, 后种形式可以理解为无介质磨。磨内研磨法的动力消耗大, 效率低, 设备和研磨体磨损严重。

我国在借鉴了国外经验的基础上, 找到了一种实用且有效的处理方法——再生骨料颗粒整形法。所谓颗粒整形强化法, 就是通过“再生骨料高速自击与摩擦”来击掉骨料表面附着的砂浆或水泥石, 并除掉骨料颗粒上较为突出的棱角, 使其成为较为干净、较为圆滑的再生骨料, 从而实现对再生骨料的强化。

针对颗粒整形对再生混凝土骨料的性能影响进行了深入地研究, 结果表明:通过颗粒整形与强化, 再生骨料的性能显著提高, 高品质的再生粗骨料的性能可以与天然碎石相媲美, 再生细骨料的性能也有大幅度地改善。由此可见, 颗粒整形设备体积小, 工艺简单, 设备使用寿命长, 生产成本较低, 可以推广应用。

2.2 再生骨料的活化处理

2.2.1 活化的机理

再生骨料的各项性能在很大程度上取决于再生骨料的性质。有关资料表明, 由于再生骨料表面粗糙、棱角较多, 含有30%左右的硬化水泥砂浆, 再加上混凝土块在解体、破碎过程中由于损伤累积内部存在大量微裂纹, 导致其吸水性能、表观密度、强度等物理力学性质与天然骨料不同, 这对配制混凝土非常不利。

再生骨料的活化处理, 即解决再生骨料孔隙率大, 可以通过填充和粘合来实现。已设想采用几种不同性质的化学浆液对再生骨料进行浸渍、淋洗、干燥等处理, 其作用或直接填充再生骨料的孔隙;或与骨料中某些成分 (如原混凝土中水泥水化生成物Ca (OH) 2, 3CaO·2SiO2·3H2O等) 反应生成物能填充再生骨料孔隙;或浆液能将再生骨料本身微细裂纹粘合等。

2.2.2 活化的方法

根据再生骨料的基本特性, 对再生骨料的改性有如下几种方案:

(1) 机械活化

机械活化的目的在于破坏弱的再生碎石颗粒或除去粘附于再生碎石颗粒表面的水泥砂浆。经球磨机细化破碎后的再生骨料某些性能大大提高, 例如再生粗骨料的压碎指标降低12以上, 可用于生产钢筋混凝土构件。这种活化再生骨料的方法极有前途。

(2) 化学浆液活化

化学浆液活化主要是利用特定的化学浆液, 通过将再生骨料本身的微细裂纹粘合、与再生骨料中某些成分反应的生成物来修复裂纹和填充孔隙以及改变再生骨料表面的化学组成等途径, 从而使再生骨料的性能得到改善。

1) 酸液活化

将再生骨料置于酸液如冰醋酸、盐酸溶液中, 利用酸液与再生骨料中的水泥水化产物Ca (OH) 2反应, 生成CaCO3起到破坏和改善再生骨料颗粒表面的作用, 从而改善再生骨料的性能。

2) 化学浆液处理

采用较高标号水泥和水按一定比例调成素水泥浆液, 为了改善水泥浆液的性能, 向其中掺入适量的其它物质如超细矿物质 (粉煤灰、硅粉等) 、防水剂 (FeCl3防水剂、硅质防水剂等) 或硫铝酸钙类膨胀剂。利用浆液对再生骨料浸泡、干燥等处理, 以改善再生骨料的孔隙结构来提高再生骨料质量。

①纯水泥浆:主要作用是其与骨料中的某些成分反应的生成物填充孔隙, 或浆液将再生骨料本身的微细裂纹粘合;

②水泥外掺Kim粉混合浆液:Kim粉是一种高效的抗渗防水剂, 它具有渗入混凝土内一定深度的能力, 其与水泥的混合浆液能渗入再生骨料的内部, 充分充填再生骨料的孔隙, 起到防水抗渗的作用;

③水泥外掺Ⅰ级粉煤灰:除能填充水泥颗粒间孔隙外, 还能与水泥水化生成的Ca (OH) 2发生反应, 增强粘结力。本试验的目的是通过强化处理, 改善再生骨料孔隙结构, 解决再生破碎过程中骨料本身因受力后存在一些微裂纹而导致骨料强度低的问题, 从而提高再生骨料和再生混凝土的强度[5]。

④聚合物乳液对再生细骨料的改性作用

以聚合物乳液浸渍再生细骨料, 对细骨料进行改性处理后, 以改性后的再生细骨料制作砂浆试块, 试块的抗弯强度能得到明显提高;试块的抗弯、抗压强度比亦显著提高, 达到或超过普通砂浆的抗弯、抗压强度比;而试块的抗压强度无明显改善。

3) 水玻璃溶液处理

用液体水玻璃溶液浸渍再生骨料, 利用水玻璃与再生骨料表面的水泥水化产物Ca (OH) 2反应生成的硅酸钙胶体能填充再生骨料孔隙, 使再生骨料的密实度有所改善。其反应式为:

Na2O·nSiO2+Ca (OH) 2=Na2O· (n-1) SiO2+CaO·SiO2·H2O

北方工业大学建筑学院的程海丽等通过用不同浓度的水玻璃溶液对混凝土再生骨料进行不同时间的浸泡试验, 利用水玻璃与再生骨料表面的水泥水化产物Ca (OH) 2反应生成的硅酸钙胶体能填充再生骨料孔隙和裂纹, 使再生骨料的密实度有所改善。结果表明:用浓度为5%的水玻璃溶液浸泡再生骨料1 h, 对再生骨料混凝土强度有明显的提高作用[6]。

(3) 利用膨胀剂的活化[7]

再生骨料 (包括含陶粒混凝土碎石的) 混凝土中掺人膨胀剂, 与仅使用硅酸盐水泥的再生骨料混凝土相比, 抗压强度提高6%～22%, 在内掺10%膨胀剂的条件下, 晚期 (250 d) 抗压强度有较大的增长。若排除陶粒混凝土碎石, 则在早期 (28 d) 抗压强度可提高5%～8%。再生骨料混凝土的棱柱强度随陶粒混凝土碎石含量的提高而降低10%～20%。当内掺10%～20%膨胀剂时, 再生骨料混凝土的棱柱强度提高8%～13%, 这样就能部分地补偿由于存在陶粒混凝土碎石引起的强度指标降低。

(4) 利用超塑化剂的活化[7]

俄罗斯的研究人员利用C—3超塑化剂 (萘系产品) 对再生骨料改性问题进行了研究, 研究证明, 再生骨料混凝土的强度和弹性模量始终低于天然骨料混凝土, 泊松比则略大于天然骨料混凝土。经超塑化剂改性后, 再生混凝土的强度虽然略低于天然骨料混凝土, 但较未改性的再生混凝土要高;再生混凝土的弹性模量值有所提高并略大于天然骨料混凝土的弹性模量值;与天然砾石及未经改性的再生骨料混凝土相比, 改性再生混凝土的泊松比有所下降, 表明其徐变降低, 即在拌合物中掺入超塑化剂对变形有一定的补偿作用[8]。

(5) 高效减水剂对再生粗骨料的改性作用

张亚梅[9]等人将旧建筑物拆下来的废混凝土块经人工破碎加工成粗骨料 (粒径为5～315 mm) , 再采用再生骨料预吸水的方法配制了C30和C40混凝土, 研究了掺入高效减水剂 (江苏省建科院提供的JM8高效减水剂) 对再生混凝土性能的影响, 高效减水剂的加入量为4.54 kg/m3 (拌和物) 。结果发现, 掺人高效减水剂后, 再生混凝土的工作性得到改善, 抗压强度和抗压弹性模量均有提高。

3 强化和活化建筑垃圾再生混凝土的意义

开发高强高性能的再生骨料混凝土以实现再生混凝土的推广应用, 其预期成果的价值也是可观的:

(1) 扩大了再生骨料混凝土的应用范围, 使再生骨料混凝土可以应用于桥梁、隧道、港口、大坝、建筑物等混凝土工程中;

(2) 更好地解决废弃混凝土的处理问题, 减轻对环境的污染;

(3) 降低混凝土生产成本, 节省天然骨料资源、缓解骨料供求矛盾, 更有利于生态环境。因此开发高强高性能再生骨料混凝土必将带来显著的社会效益、经济效益和环保效益。

参考文献

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[2]陈云钢, 孙振平, 肖建庄.再生混凝土界面结构特点及其改善措施[J].混凝土, 2004, (2) :10-13.

[3]李秋义, 李云霞, 朱崇绩, 等.再生混凝土骨料强化技术研究[J].混凝土, 2006, (1) :74-77.

[4]李秋义, 王志伟, 李云霞.加热研磨法制备高品质再生骨料的研究[A].智能与绿色建筑文集[C]:883-889, 中国建筑工业出版社, 2005.

[5]杜婷, 李惠强.强化再生骨料混凝土的力学性能研究[J].混凝土与水泥制品, 2003, (2) :19-20.

[6]程海丽, 王彩彦.水玻璃对混凝土再生骨料的强化试验研究[J].新型建筑材料, 2004, (12) :12-14.

[7]屈志中.钢筋混凝土破坏及其利用技术的新动向[J].建筑技术, 2001, 32 (2) :102-104.

[8]刘莹, 彭松, 王罗春.再生骨料及再生混凝土的改性研究.再生资源研究, 2005, (1) :37.

建筑垃圾再生砖 篇7

关键词：废弃建筑,生产垃圾,再生利用

我国一些城市正在实施现代化改造,同时农村城镇化建设也在迅速推进,在提高了城乡生活质量的同时,也导致了大量的建筑物被废弃。与此同时,各种的生产垃圾也在城市化发展的进程中呈现出逐年递增的态势。这些废弃物已经严重地污染了环境。促进各种废弃物的循环再利用,可以采用废弃物的物理性能和化学性能进行研究,以实现这些废弃物的可持续再利用。

一、废弃建筑以及生产垃圾的危害

建筑施工的废弃物以及垃圾的堆放具有一定程度的随意性,主要是为了倾倒方便而导致的,无论是施工单位还是生产厂家,往往都会主观地考虑到垃圾倾倒的方便理,而不会对于环境影响问题有过多的考虑。如果垃圾没有得到及时的处理,随着数量的增多,就会导致堆放场地的面积不断扩大。当垃圾发生化学反应,极具挥发性化学物质被排放到空气中,污染了空气。雨水的渗透,使垃圾中所蕴含的各种污染物质,特别是无法分解的重金属物质经过了雨水的冲刷或者是进一步地下渗,导致了地下水资源遭到严重污染。

二、废弃建筑以及生产垃圾的循环利用

对于废弃建筑以及生产垃圾的回收再利用可以进行产品回收,也可以进行材料回收。“产品回收”,是将建筑废弃物或者是生产垃圾的使用范围进行扩大,将其进行重新利用,以提高废弃物的使用效率。“材料回收”,是将所回收的废弃物经过了技术处理后,应用到可利用的领域当中。对于垃圾废弃物的循环利用,可以采取以下几项措施。

(一)将建筑废弃物作为工程回填材料

目前,工程回填材料一般都来自于山石,或者是采用挖掘的方式来取土。从环境保护的角度来看,这两种方法对于环境都会造成不同程度的破坏,而且还要经过运输、技术加工处理等等,需要投入一定的成本。建筑废弃物以混凝土为主要成分,还含有石灰和渣土等等,其中没有污染物存在,而且具有相对稳定的物理性质和化学性质,所以比较适合于回收再利用。

在城市的各种建筑物,包括公路道路建设、城市的广场建设在施工建设当中,都会需要大量的石方和土方。鉴于填土方具有很大的消耗量,而且对于碎石不需要精细加工,所以采用废弃的建筑物即可,而且这些废弃建筑物可以就地取材,既不需要远途运输,也不需要为了提高土方的稳定性和硬度而进行配料处理,而是将这些建筑废弃物进行粉碎之后,进行筛分,并按照土石方的配料要求进行配比,混合均匀之后,就可以作为回填材料进行使用了。建筑废弃物经过处理后可以作为生活垃圾的覆土。在一些垃圾被填埋的区域,由于垃圾存在着一定的化学性,而且还会降低土壤的质量,从而导致农作物减产。将建筑废弃物进行相应的技术处理之后,就可以覆盖在生活垃圾的上面,不但对于地表的土壤具有一定的保护作用,而且还能够改善土壤成分。

(二)将建筑废弃物用于道路路基工程

当道路需要进行扩建和改造的时候,都会有大量的废弃旧混凝土,还有一些再生骨料。由于这些材料都具有一定的强度,而且稳定性极高,所以可以用来制作再生水泥混凝土,既经济又环保。

1. 再生水泥混凝土的制作技术

再生水泥混凝土包括有现场再生和骨料厂再生两种。现场再生,就是对于现有路面进行粉碎之后,就将其直接进行技术处理,被用作新的路面中。将这些材料采用破裂或者破碎压密法,填充在路面的底基层或者是基层。破裂压密法,一般会将破损的路面进行破裂处理,碎块的大小面积一般为0.10～0.30平方米。破碎压密法,将现有的混凝土路面被破碎之后,使石块都成为直径不超过15厘米的碎石。无论是采用破裂压密法,还是破碎压密法,碎石的处理符合规定的标准之后,在经过压密后,都可以用来摊铺罩面了。采用这两种方法进行摊铺,可以避免出现发射裂缝。

2. 骨料厂再生技术

骨料厂再生技术,就是将就的水泥混凝土路面进行破碎之后,将其作为骨料成分进行技术处理,从而加工成为新的骨料用于新的混凝土路面。这种新配置的骨料用途非常广泛,可以用于新的路面结构中的非稳定层以及稳定层。使用这种方式所加工出来的骨料,并不会对于混凝土施工的工序产生影响,无论是浇注还是养护,都是按照常规的工序进行。

(三)将建筑废弃物用于制作再生骨料

随着社会环境的质量要求越来越高,对于建筑废弃物的处理的投入也相对较高。包括废弃的混凝土以及砖块等等,要经过破碎,技术处理,然后加工成为可以再利用的材料。目前世界上的一些发达国家,将建筑废弃物加工成为循环再生骨料,成为了实现环境保护的一个有效途径。从再生骨料的加工工艺上分析,要生产再生骨料需要解决混凝土废弃物的回收,进行破碎处理和筛分等等环节。

我国目前在再生骨料的制备生产流程上,已经相对成熟。包括块体破碎、骨料筛分等等,都能够保证在工艺技术上达标。在整个的生产过程中,较为关键的环节,就是要对于骨料碎石进行筛选,并做好清洁工作。采用这一工艺流程,可以制造出高品质的再生骨料。在经过了高温加热之后,实现二级破坏,然后对于材料进行筛分。从原理上来解释,在天然岩石骨料外的水泥石,要使其自动脱落,就可以采用高温加热的方式,使其破损,然后在二级转筒式或者是球磨式的碾压过程中实现自动脱落。一般而言,当温度达到或超过300℃的时候,只要骨料外所包裹的水泥有所破损,就可以采用这种方法成功脱落。经过如此处理后所剩下的骨料都具有很高的强度。但是,就目前国内的经济状况来看,对于建筑废弃物以及垃圾进行再利用,一个重要的目的就是为了降低材料成本,然而采用这种工艺却对使骨料再生产的成本有所提升。鉴于目前中国劳动力的成本相比较于机械设备要地很多,在废弃建筑物混凝土的处理上,部分环节可以采用人工处理的方法进行。比如在大块再是的挑选上,将混凝土中的一些不需要的杂质,包括木料、钢筋等等,都可以人工法挑选出去。为了提高骨料的质量,对于一些较为细微的杂质采用人工法很难去除的,则可以使用磁铁分离器将一些铁质的杂质分离出去。从工艺水平上,我国对于粒径小于0.5厘米再生骨料的研究设计不多,一般都是粒径局限在0.5～4厘米之间。对于筛分完毕的再生骨料要进行清洁工作,这是因为经过了充分处理后的骨料,会粘有细屑、粘土等等物质,其会对于骨料的强度造成影响,而且这些杂质往往会具有较强的吸水性能,无形中提高了混凝土的用水量。所以,要经过清洁处理,以提高骨料的质量。

(四)将建筑废弃物以及生产垃圾制造建筑砌筑用砖

传统的方法烧砖,都是从耕地中取粘土进行烧制,不但破坏了耕地质量,而且还不利于节能环保。在建筑行业中,砌体结构是较为传统的结构形式,虽然目前很多的建筑物已经采用了框架结构,但是一些墙体中还是需要大量的填充材料。将建筑废弃物以及各种生产垃圾经过技术处理后,填充到墙体中,不但节省了环境资源,而且还实现了废弃资源合理再利用,对于推动社会的可持续发展具有重要的意义。

在建筑砌块的加工过程中,将废弃建筑物或生产垃圾作为主要的构成材料,在其中加入水泥材料,采用适当的工艺技术,就可以生产出环保型的多孔砖。这种砖的主要用途是作为墙体材料,用来填充墙体,或者是作为承重墙体材料来使用。所以,多孔砖在规格上,主要考虑节能环保,尺寸规格为24厘米×12厘米×9厘米,那么空洞率要高于23%,体积质量要低于23%。同时,多孔砖要具有一定的抗压强度,标准值要大于10兆帕,其在干燥的环境中,平均每米的收缩值要小于0.3毫米,而且还要具备其他材质的墙体性能,不但要具有良好的隔音效果,而且还要隔热,具有抗冻融性。在多孔砖的设计上,最好是采用盲孔的形式。则会使因为多孔砖具有多孔的特点,所以,在工程施工的过程中,很容易出现漏浆的现象,从而提高了砂浆用量。为了降低成本,可以而在砖的设计上,其四周设置竖向的浅槽,并且在砌筑的时候,将砖与砂浆的粘结性相对增强,这样可以使抹灰砂浆层更为牢固。

三、总结:

综上所述,近些年来,工业化程度不断提高,城市的发展进程快速推进,建筑作为社会经济发展的一项重要指标,呈现出崛起的态势,同时建筑废弃物以及生产垃圾越来越多,影响了居民的生活质量。对于垃圾进行循环再利用才成为了维护生态系统有效途径。

参考文献

[1]王晓渡.建筑垃圾在水泥生产中的再利用研究[D].济南大学,2011

[2]王晖.关于垃圾处理及资源循环利用的中日对比研究[D]青岛大学,2009.

[3]苗晶晶.废弃建筑或生产垃圾的再生利用[J].城市建设理论研究,2011(18)

建筑垃圾再生砖 篇8

随着我国城市化进程的发展, 每年约产生15亿t建筑垃圾, 而在建筑垃圾再生处理过程中不可避免的会产生大量细粉[1]。若不对其加以研究利用, 不仅浪费资源, 还会给生态环境造成巨大的危害。

建筑垃圾再生细粉具有孔隙率高、含水率低, 表面粗糙, 比表面积大, 与水泥的粘结较好, 含有少量的活性成分等特点[2]。胶粉聚苯颗粒复合保温材料保温隔热性能好、导热系数低、粘接力强、抗压强度高、不易开裂空鼓、耐冻融、干燥收缩率及浸水线性变形率小[3], 且聚苯颗粒保温砂浆与其他保温材料相比总体造价较低, 能满足国家相关节能规范要求, 特别适用于建筑造型复杂节点处理难度大的各种外墙保温工程。从建筑垃圾再生细粉和保温材料的特点及发展前景看, 可以将建筑垃圾再生细粉应用于聚苯颗粒保温砂浆中。

本文以不同粒径、掺量再生细粉来替代保温砂浆中的灰钙粉或水泥, 研究其对胶粉聚苯颗粒保温砂浆的表观密度、立方体抗压强度、软化系数、导热系数等性能的影响。

2 原材料及试验方案

2.1 原材料

(1) 水泥:北京金隅P.O42.5水泥, 水泥性能见表1。

(2) 建筑垃圾再生细粉:三种粒级, 其最大粒径分别是:0.3mm、0.15mm、0.075mm。其主要化学成分见表2。

(3) 硅灰:Ⅱ级硅灰, 平均粒径为0.16μm, 比表面积为24m2/g。

(4) 聚苯颗粒:聚苯乙烯颗粒简称EPS;粒径2.2~5mm, 平均粒径3.8mm, 表观密度12.45kg/m3, 其导热系数≤0.032W/ (m·K) 。

(5) 纤维素醚:三星化学公司MECELLOSE羟丙基甲基纤维素醚。

(6) 可分散乳胶粉:瓦克公司VINNAPAS RE5010N。

(7) 其它。

2.2 试验方法

干表观密度测量参照《无机硬质绝热制品试验方法》GB/T5486.2008;砂浆抗压强度测量参照《水泥胶砂检验方法 (ISO法) 》 (GB/T 17671.1999) ;软化系数试验根据《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统材料》 (JG T158.2013) 的规定执行;导热系数测量根据《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定—防护热板法》GB/T10294.2008进行。

2.3 基础配合比

砂浆基础材料用量见表3。3种建筑垃圾再生细粉取代水泥的比例分别为10%、20%、30%;取代灰钙粉的比例分别为20%、40%、60%。

3 试验结果与分析

3.1 再生细粉替代灰钙粉对砂浆性能影响的结果与分析

(1) 试验结果。再生细粉替代灰钙粉的聚苯颗粒保温砂浆配合比及试验结果见表4。

2结果分析

再生细粉替代灰钙粉对砂浆干表观密度、28d抗压强度、软化系数性能的影响分析见图1~3。

由图1可知, 整体来看, 当再生细粉颗粒替代灰钙粉时, 砂浆的干表观密度比不加细粉的砂浆的干表观密度低;当再生细粉的粒径为0.075mm时, 砂浆的干表观密度最小, 其最小值为208.6kg/m3。综合不同粒径、掺量而言, 表观密度值变化明显, 其中最大值为270.6kg/m3, 最小值为208.6kg/m3相差较大。

由表4、图2可知, 掺入再生细粉砂浆的28d抗压强度基本上都小于未掺入再生细粉的砂浆28d抗压强度。由此可见, 再生细粉在砂浆中的密实填充作用的效应要小于其吸水作用的效应。当再生细粉掺量为20%时, 随着细粉最大粒径的降低, 砂浆的28d抗压强度呈现出升高的趋势。这主要是由于, 再生细粉颗粒越细, 其表面吸附的浆体层越厚, 导致其强度越高。当再生细粉掺量大于20%时, 砂浆的28d抗压强度变化幅度不大, 均在0.240MPa左右, 这主要由于, 再生细粉掺量较大时, 其吸水率明显升高, 导致水泥水化用水量降低、砂浆强度降低, 所以即使改变再生细粉的最大粒径, 对砂浆的28d强度仍无明显作用。

由图3可知, 当建筑垃圾再生细粉掺量不变的情况下, 随着再生细粉最大粒径的减小, 砂浆的软化系数呈现降低的趋势。这主要是由于随着再生细粉最大粒径的降低, 细粉空隙中外表面孔隙增多, 而内部孔隙减小。而再生细粉主要是通过外部孔隙进行吸水, 所以再生细粉最大粒径越小, 其吸水作用越明显, 导致其吸水后砂浆软化系数值逐渐降低。

3.2 再生细粉替代水泥对砂浆性能影响的结果与分析

(1) 试验结果。再生细粉替代水泥的聚苯颗粒保温砂浆配合比及试验结果见表5。

(2) 结果分析。再生细粉替代水泥对砂浆干表观密度、28d抗压强度、软化系数性能的影响分析见图4~6。

由图4可知, 当建筑垃圾再生细粉掺量为10%时, 随着建筑垃圾再生细粉最大粒径的降低, 砂浆的干表观密度呈现出升高的趋势;当建筑垃圾再生细粉掺量为20%、30%时, 随着建筑垃圾再生细粉最大粒径的降低, 砂浆的干表观密度呈现出先升高再降低的趋势。总体来看, 干表观密度值相差不大。这主要由于当再生细粉掺量较低时, 随着细粉最大粒径的降低, 再生细粉的可填充区域增多, 导致砂浆的密实度升高;当再生细粉掺量较高时, 砂浆内部填充区域已被一部分再生细粉填满, 另一部分再生细粉分布于孔隙之外, 反而会破坏砂浆粉料颗粒级配, 降低砂浆的表观密度。

由上图可知, 对于相同掺量建筑垃圾再生细粉, 其最大粒径为0.075mm砂浆的抗压强度最大;而随着再生细粉掺量的增加, 砂浆的28d抗压强度明显降低。这主要是由于:一方面颗粒越细, 其表面吸收的浆体层越厚, 导致砂浆强度增大;另一方面, 随着再生细粉取代率的提高, 水泥用量减少, 直接降低了砂浆的强度;最后, 随着再生细粉掺量的增加, 砂浆吸水率增加, 而用水量不变, 导致水泥水化用水量降低, 从而使砂浆强度降低。

由图6可知, 当建筑垃圾再生细粉最大粒径不变时, 随着再生细粉掺量的增加, 砂浆的软化系数逐渐增大。这主要是由于再生细粉的吸水率有限, 导致其强度的降低存在下限值, 当再生细粉掺量较大时, 由于胶凝材料用量较少, 产生的水化产物很少, 在其吸水前抗压强度已很低, 与之相比吸水后抗压强度降低空间较小, 所以反而导致其软化系数变大。

3.3 建筑垃圾再生细粉保温砂浆导热系数试验结果

聚苯颗粒保温砂浆导热系数试验结果见表6。

由表6可知, 砂浆的导热系数随着砂浆容重的增大而逐渐增加, 且都满足保温砂浆导热系数标准 (保温砂浆导热系数≤0.060W/ (m·K) ) 的要求。

3结论

(1) 再生细粉替代灰钙粉时, 当细粉最大粒径为0.075mm时砂浆干表观密度最小;细粉的掺入降低了砂浆的抗压强度, 但改变细粉的粒径和掺量对砂浆抗压强度无明显影响;而对于砂浆的软化系数来说, 再生细粉粒径越小, 其软化系数越小。所以建筑垃圾掺入可以优化聚苯颗粒保温砂浆的内部孔隙, 在不提高砂浆干表观密度情况下, 改善砂浆的保温性能。

(2) 再生细粉替代水泥时, 当掺量为20%时, 砂浆干表观密度较大;随着再生细粉掺量的增加, 砂浆28d抗压强度逐渐下降, 而软化系数呈现增大的趋势, 0.15mm再生细粉掺入时, 砂浆的整体效果比其他组要好, 有利于砂浆保温性能的发挥。

(3) 总体来看, 将建筑垃圾再生细粉应用于聚苯颗粒保温砂浆中, 可以满足保温砂浆标准 (抗压强度≥0.2MPa, 软化系数>0.5, 导热系数≤0.060W/ (m·K) ) 的要求。

摘要：本文研究不同粒径、掺量的建筑垃圾再生细粉对聚苯颗粒保温砂浆性能的影响。试验结果表明:再生细粉替代灰钙粉, 细粉最大粒径为0.075mm时砂浆干表观密度最小, 改变细粉粒径和掺量对砂浆的抗压强度无明显影响, 但粒径越小砂浆软化系数越小;再生细粉替代水泥时, 砂浆干表观密度值较低, 对于不同细粉粒径, 随着掺量的增加, 28d抗压强度逐渐降低, 而软化系数逐渐增大。

关键词：建筑垃圾,再生细粉,聚苯颗粒,保温砂浆

参考文献

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[2]朱银春, 潘刚华, 李敏等.固体废弃物在预拌砂浆中应用的若干技术问题探讨[J].江苏建材, 2009, (3) :33-35.