建筑垃圾在水泥混凝土中的应用探究
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作者: 张浩
摘 要：改革开放以来，得益于我国经济社会迅猛增长，建筑工程行业得到了极大程度地发展，并取得了不俗的成绩。但我们在面临其所取得巨大成就之时，也不得不直面当前为数众多的旧建筑物和构筑物拆除后所产生的庞大建筑垃圾处理难题。目前在建筑垃圾处理上普遍采取露天堆放和填埋这两种方式，但结合实践来看这不仅占用大量土地，而且更为严重的是导致环境和人身安全受到极大程度的危害，有鉴于此将建筑垃圾资源化利用就显得尤为迫切。
关键词：建筑垃圾；废气混凝土粉；超细粉；混凝土；应用探究
建筑垃圾的组成主要包括渣土、废旧混凝土块、废砂浆、砖瓦碎块、碎玻璃、碎瓷砖、废旧沥青块、废塑料、废金属料和废竹木等，其中绝大部分建筑垃圾，尤其是建筑物拆迁所产生的建筑垃圾，经过分拣、剔除或粉碎之后是可以重新被资源化利用的。但目前我国的建筑垃圾绝大部分都没有被利用，而是将建筑垃圾运往郊外或乡村，采用露天堆放或填埋的方式进行。采用堆放或填埋的方式处理建筑垃圾，需要占用大量的耕地，长时间的堆放或填埋还会污染土壤、地下水和大气。而且，建筑垃圾在清运过程中大多采用非封闭式的运输车，在运输过程中造成的垃圾遗撒、粉尘和灰砂飞扬等问题，也会严重影响市容和环境卫生。由此可见，目前建筑垃圾的处理方式已无法满足城市可持续发展的需要，建筑垃圾的资源化利用势在必行。
1 废弃混凝土粉在混凝土中的应用研究
1.1 废弃混凝土粉对混凝土拌合物工作性能的影响
根据相关研究表明，随着废弃混凝土粉替代率的增加，混凝土的坍落度逐渐提高，流动性逐渐增大。用废弃混凝土粉作矿物掺和料取代部分水泥制备混凝土，废弃混凝土粉的加入使混凝土的坍落度略有降低，但不会对混凝土的坍落度及工作性能带来不利影响。目前对于混凝土中掺入废弃混凝土粉的研究工作主要集中在废弃混凝土粉取代的成分和掺量对混凝土拌合物工作性能（坍落度、流动性）的影响。一般认为掺入废弃混凝土粉可以提高混凝土拌合物的坍落度和流动性。
1.2 废弃混凝土粉对混凝土力学性能的影响
废弃混凝土粉掺入混凝土中取代部分水泥后，由于废弃混凝土粉具有显著的“微集料填充效应”、“微晶核效应”和“活性效应”，对改善混凝土的力学性能有一定影响。随着废弃混凝土粉替代率的增加，混凝土7d和28d抗压强度虽下降的趋势，当掺量不超过20%时，抗压强度仍高于对比组。
1.3 废弃混凝土粉对混凝土耐久性能的影响
废弃混凝土粉掺入混凝土中取代部分水泥后，废弃混凝土粉的“微集料填充效应”对改善混凝土的耐久性能有一定影响。试验表明，掺矿粉和废弃混凝土粉的混凝土28d干缩变形均低于基准混凝土，粒径越细小的废弃混凝土粉掺入混凝土后，混凝土的干缩变形越小。目前对于混凝土中掺入废弃混凝土粉的研究工作主要集中在废弃凝土粉取代的成分和不同细度对混凝土耐久性能（干缩）的影响。一般认为掺入废弃混凝土粉可以降低混凝土的干缩变形，粒径越小，降低作用越大。废弃混凝土粉掺入混凝土中部分取代水泥的掺量不超过20%时，可有效改善其工作性能（坍落度、流动性）、力学性能（抗压强度）和耐久性能（干缩变形）。
2 建筑垃圾粉在混凝土中的应用探究
建筑垃圾粉具有一定的活性，将其掺入混凝土中替代部分水泥或粉煤灰，可降低混凝土生产成本，消耗大量建筑垃圾，减少天然资源的耗用。目前的研究主要集中在建筑垃圾粉对混凝土的坍落度、抗压强度、收缩和膨胀等方面，并取得了一定的成果。
2.1 建筑垃圾粉对混凝土拌合物工作性能的影响
建筑垃圾粉掺入混凝土中取代部分水泥后，由于建筑垃圾粉具有显著的“微集料填充效应”，且吸水性比水泥大，可改善混凝土拌合物的工作性能。当水胶比不变，建筑垃圾粉总掺量相同时，随着废砖粉含量的增加，混凝土的坍落度逐渐变大；当高效减水剂掺量不变时，建筑垃圾粉总掺量增加，会使混凝土的黏聚性变好。建筑垃圾粉的掺量对不同强度等级混凝土工作性能的影响，使用建筑垃圾粉会降低混凝土拌合物的流动性。目前对于混凝土中掺入建筑垃圾粉的研究工作主要集中在建筑垃圾粉的各成分含量、取代成分、水胶比和高效减水剂掺量对混凝土拌合物工作性能（坍落度、黏聚性和流动性）的影响。一般认为建筑垃圾粉中废砖粉含量的增加会提高混凝土的坍落度，且随着建筑垃圾粉掺量的增加，混凝土拌合物的黏聚性变好，流动性降低。
2.2 建筑垃圾粉对混凝土力学性能的影响
建筑垃圾粉掺入混凝土中取代部分水泥后，由于建筑垃圾粉吸水性比水泥大，使得混凝土的抗压强度稍有降低。建筑垃圾粉对混凝土抗压强度有重要影响，混凝土的28d抗压强度最大的影响因素是建筑垃圾粉中废砖粉的含量和水胶比，且随着砖粉含量和水胶比的增大而减小。在15%的掺量水平下，各龄期的抗压强度均能维持在所对应的基础混凝土的抗压强度80%～90%的范围内。目前对混凝土中掺入建筑垃圾粉的研究工作主要集中在建筑垃圾粉的各成分含量、取代的成分、掺量和水胶比对混凝土抗压强度的影响。一般为了保证混凝土的抗压强度降低量不超过20%，建筑垃圾粉掺量不应超过15%。
2.3 建筑垃圾粉对混凝土耐久性能的影响
建筑垃圾粉掺入混凝土中完全替代粉煤灰后，对改善混凝土的耐久性能有一定作用。建筑垃圾粉完全替代粉煤灰后，混凝土的综合耐久性能优异，建筑垃圾粉可以作为矿物掺合料用来制备C60以下各等级的大流动性能混凝土。目前对于混凝土中掺入建筑垃圾粉的研究工作主要集中在建筑垃圾粉取代的成分对不同强度等级混凝土耐久性能抗水渗透性能、抗氯离子渗透性能、抗碳化性能、抗冻融性能、抗硫酸盐侵蚀性能的影响。一般认为建筑垃圾粉完全替代粉煤灰可以改善C60以下各等级的大流动性能混凝土的耐久性能。综上所述，建筑垃圾粉可以掺到混凝土中代替部分水泥或粉煤灰，但掺量应控制在15%内。
3 结语
总而言之，面对当前日益庞大的建筑垃圾处理难题，对其进行资源化利用已经成为社会所关注的热点。而将建筑垃圾经过粉碎之后变成超细粉掺加到混凝土中代替水泥或作为掺和料是其资源化利用的重要方向，广大科研人员应当不断完善相关生产设备以及工艺，逐渐统一试验方法和标准，从而为不断提升我国建筑垃圾资源化利用水平做出积极的贡献。
参考文献
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