建筑廢棄物回收再生混凝土關(guān)鍵技術(shù)研究

1、“建筑廢棄物回收再生混凝土保溫承重砌塊關(guān)鍵技術(shù)研究”項目工作報告本項目組于2007年主持了國家863計劃重點(diǎn)項目“再生混凝土和新型鋼結(jié)構(gòu)建筑材料關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”的子課題之一“建筑廢棄物回收再生混凝土關(guān)鍵技術(shù)研究”，現(xiàn)已完成全部研究工作，將工作情況匯報如下。1 項目背景在固體建筑廢棄材料再生混凝土資源化綜合利用方面，廢棄混凝土的再利用開始于1976年歐洲以當(dāng)時的西德、比利時和荷蘭為主成立了“混凝土解體與再利用委員會”，隨后日本也相繼開始了對廢棄混凝土再生利用的研究。1977年制訂了再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范，1991年制訂了資源重新利用促進(jìn)法，規(guī)定建筑施工過程中產(chǎn)生的渣土、混凝土塊、瀝青混凝土

2、塊、木材、金屬等建筑廢棄物，必須送往“再資源化設(shè)施”進(jìn)行處理。東京都在1988年對于建筑廢棄物的重新利用率就已達(dá)到了56%。美國再生利用的建筑廢棄物約占70%，其余30%的建筑廢棄物“填埋”（利用）在需要的地方。新加坡2006年98%的建筑廢棄物都得到了處理，其中50%60%的建筑廢棄物實(shí)現(xiàn)了循環(huán)利用。我國每年施工建設(shè)產(chǎn)生的建筑垃圾達(dá)1億噸以上，絕大部分都未經(jīng)任何處理，有的對方在露天，有的填埋在地勢低洼的地方，造成環(huán)境污染和資源的浪費(fèi)。再生混凝土用于民用房屋建筑的承重構(gòu)件，再生混凝土需具備良好的力學(xué)性能、耐久性能與工作性能，再生混凝土梁柱及框架還需具有良好的抗震性能。目前，國內(nèi)外再生混凝土應(yīng)用

3、性能方面的研究開展得并不多，在我國還沒有相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。隨著國家環(huán)保政策的不斷深化實(shí)施，該技術(shù)的發(fā)展必將提速，本項目研究產(chǎn)生的新材料、新工藝和新技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，并會極大地促進(jìn)技術(shù)發(fā)展。西南科技大學(xué)再生混凝土項目組于2007年主持了國家863計劃重點(diǎn)項目“再生混凝土和新型鋼結(jié)構(gòu)建筑材料關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”子課題“建筑廢棄物回收再生混凝土關(guān)鍵技術(shù)研究”，并與綿陽市西蜀新型建材有限公司聯(lián)合成立“建筑固體廢棄物再生利用工程技術(shù)研究中心”，成功利用本技術(shù)開發(fā)了“KS-J建筑廢棄物復(fù)合硅酸鹽保溫空心砌塊”，并成功申請發(fā)明專利“建筑廢棄物復(fù)合硅酸鹽保溫空心砌塊及其制備方法”，專利號為ZL200910058

4、702.4。2 主要研究工作與研究成果關(guān)鍵技術(shù)研究包括建筑廢棄物的分選、原材料配方設(shè)計以及提高再生混凝土性能的研究，為實(shí)現(xiàn)“建筑廢棄物回收再生混凝土保溫承重砌塊”的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。其主要內(nèi)容與研究成果如下。2.1 原材料制備工藝（破碎、粒徑、級配、強(qiáng)度、孔隙率、吸水性、熱工性能）2.1.1 再生粗骨料的來源 隨著建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展和更新的加快，產(chǎn)生了越來越多的廢棄混凝土，這些混凝土經(jīng)過粉碎加工可以生產(chǎn)出再生粗骨料重新加以利用，變廢為寶，再生混凝土按其來源主要包括：1.混凝土建筑物、道路及重大基礎(chǔ)設(shè)施因達(dá)到使用年限或因老化被拆毀，產(chǎn)生廢棄混凝土塊，經(jīng)回收、破碎、篩分及沖洗后可作為粗，細(xì)再生粗骨料

5、。研究表明：混凝土的凝結(jié)硬化是一個非常緩慢的過程，齡期28d的混凝土，水泥的水化程度只有60%左右，一些混凝土經(jīng)過20a的時間凝結(jié)硬化還沒有完全結(jié)束!因此，廢混凝土加工后充當(dāng)再生混凝土的集料是完全可行、有利的。2.商品混凝土工廠產(chǎn)生的廢棄混凝土.每個攪拌站在生產(chǎn)過程中都或多或少的生產(chǎn)出廢混凝土，同時清洗攪拌機(jī)及運(yùn)輸車輛時殘留的新拌混凝土的數(shù)量約占混凝土生產(chǎn)量的2.2%。若充分利用這些廢料，經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。3. 意外原因如地震、臺風(fēng)、洪水等造成建筑物破壞，而產(chǎn)生廢棄混凝土塊。特別是5.12特大地震后產(chǎn)生了大量的廢棄混凝土?？梢猿浞掷卯?dāng)?shù)氐膹U棄混凝土粉碎成再生粗骨料循環(huán)利用。試驗用再生粗骨料來

6、源于第三類混凝土建筑物因地震被催毀，產(chǎn)生廢棄混凝土塊，經(jīng)回收、破碎、篩分及沖洗后可作為粗，細(xì)再生骨料。被拆遷的混凝土由于粒徑太大不能直接加以利用，必須經(jīng)過回收、破碎、篩分及沖洗等生產(chǎn)過程。例如最大粒徑為40mm的粗骨料生產(chǎn)工藝如圖1： 圖1 最大粒徑為40mm的粗骨料生產(chǎn)工藝1、回收 混凝土的回收比較方便，且成本較低，一般在一些房屋建筑的拆遷、道路的重建等地方都可以找到大量的廢棄混凝土，回收廢棄混凝土的成本也很低，平常只需考慮運(yùn)輸成本，所以在回收廢棄混凝土?xí)r先調(diào)查清楚周邊那些地方有廢棄混凝土，然后選擇去較近的地方回收。回收后除去廢棄混凝土中的其他雜質(zhì)。2、破碎 廢棄混凝土的破碎機(jī)械有很多種類型

7、，有顎式破碎機(jī)、立式復(fù)合破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、對輥式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)等。這些破碎機(jī)有很多種型號，可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)破碎粗骨料的最大粒徑。比較常用的是顎式破碎機(jī)（見右圖2）。其工作原理是：電動機(jī)驅(qū)動皮帶和皮帶輪，通過偏心軸使動鄂上下運(yùn)動，當(dāng)動鄂上升時與動鄂間夾角變大，從而推動鄂板向固定鄂板接近，同時物料被壓破或劈碎，達(dá)到破碎的目的；當(dāng)動鄂下行時，肘板與動鄂間夾角變小，動鄂板在拉 桿、彈簧的作用下，離開固定鄂板，此時已破碎物料從破碎腔下口排出。隨著電動機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動而破碎機(jī)動鄂作周期性的壓碎和排泄物料，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。 圖2 試驗用顎式破碎機(jī)3、 篩分 再生粗骨料經(jīng)破碎后其級配可能不滿足生

8、產(chǎn)規(guī)定的級配，應(yīng)進(jìn)行篩分后按生產(chǎn)需要的級配進(jìn)行配合。另外粗骨料經(jīng)過過篩，除去水泥和砂漿等細(xì)小穎粒，最后得到的即為高性能再生粗骨料。粗骨料的篩分可以用篩分機(jī)進(jìn)行機(jī)械篩分，也可以采用人工篩分。這根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選用。4、 沖洗 再生粗骨料凈破碎后粗骨料含泥量較高，還有大量的水泥和砂漿顆粒依附在其表面，通過沖洗可以去除這些雜質(zhì)，使粗骨料的性能得到提高。2.1.2 再生骨料顆粒級配與最大粒徑要求再生粗骨料的顆粒級配目前處于探索階段，其級配主要是依據(jù)石子的顆粒級配進(jìn)行分類，分為單粒級和連續(xù)粒級，再生粗骨料的級配通過篩分試驗確定，一套標(biāo)準(zhǔn)的篩有孔徑為2.50、5.00、10.0、16.0、25.0、31.

9、5、40、0、50.0、63.0、80。0、100（mm）共12個篩子，可按需要選用篩號進(jìn)行篩分，然后計算每個篩號的分計篩余百分率和累計篩余百分率。再生粗骨料的顆粒級配范圍按照碎石或卵石的顆粒級配范圍。 本試驗在研究再生粗粗骨料性能時，擬采取對最大粒徑為20mm和40mm的連續(xù)粒級和單粒級分別進(jìn)行對比檢驗，由于采用人工級配組合，試樣在取量時各粒徑的篩分應(yīng)符合碎石和卵石的級配規(guī)定，見表1：表1 不同級配的取值表級配情況公稱粒級mm累積篩余（按質(zhì)量計），%篩孔尺寸（圓孔篩），mm2.505.010.016.020.025.031.540連續(xù)級配5201009555554010082.542.52.

10、5單粒級102010092.57.52040100905同時，骨料最大粒徑對再生混凝土強(qiáng)度也有直接的影響，當(dāng)粗骨料的粒徑增大時，其總表面積減少，因此包裹它表面所需要的水泥漿數(shù)量相應(yīng)減少，可節(jié)約水泥，所以在條件許可的情況下，再生粗骨料最大粒徑應(yīng)盡量用得大些。在普通混凝土中，骨料粒徑大于40mm有可能造成混凝土強(qiáng)度下降，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范GB502042002的規(guī)定，混凝土粗骨料的最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋間最小間距的3/4；對于混凝土實(shí)心板，骨料的最大粒徑不宜超過板厚的1/2，且不得超過50mm；對于泵送混凝土，骨料的最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比，碎石不

11、宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5。石子粒徑過大，對運(yùn)輸和攪拌都不方便，所以，再生粗骨料也應(yīng)滿足施工過程中對骨料粒徑的這些要求。 再生骨料試驗及數(shù)據(jù)分析采用顎式破碎機(jī)破碎后進(jìn)行篩分，把粒徑<5mm的細(xì)顆粒除去，目前由于機(jī)械生產(chǎn)出來的再生粗骨料既不能滿足連續(xù)級配也不符合單粒級要求。因此，本次試驗通過人工級配研究再生粗骨料物理力學(xué)性能及設(shè)計三種不同最大粒徑的再生混凝土，分別是520、531.5、540mm，然后測定不同最大粒徑對再生混凝土強(qiáng)度有無直接或間接地影響。目前針對再生骨料尚無統(tǒng)一的試驗規(guī)范，本試驗主要以再生混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（DG/TJ 08-2018-2007）和建筑用卵石、碎石

12、（GB/T14685-2001）為依據(jù)研究再生骨料混凝土的以下性能指標(biāo)：l 再生混凝土骨料不同級配的表觀密度、堆積密度l 加外摻料后再生混凝土的坍落度情況l 不同級配再生粗骨料吸水情況l 再生骨料壓碎指標(biāo)值l 不同最大粒徑的再生混凝土試塊28d抗壓強(qiáng)度l 再生混凝土電鏡掃描及分析l 超細(xì)粉煤灰摻入比例根據(jù)前面所述試驗材料和方案，進(jìn)行不同級配下再生混凝土骨料性能的試驗及再生混凝土強(qiáng)度的試驗，試驗情況及數(shù)據(jù)分析如下：表2 不同最大粒徑再生粗骨料性能指標(biāo)級 配表觀密度(kg/m3)吸水率（%）含水率（%）堆積密度(kg/m3 )壓碎指標(biāo)(%)單粒級(1020)25206.191.5124514.8單

13、粒級(2040)25895.072.1127514.6連續(xù)粒級(520)24845.792.5122315.2連續(xù)粒級(540)25915.942.0128314.7普通碎石26702.19<0.5139210.1 表觀密度和堆積密度石材的表觀密度與其礦物組成和孔隙率有關(guān)，它能間接反映石材的致密程度和孔隙多少，在通常情況下，同種石材的表觀密度愈大，其抗壓強(qiáng)度愈高，吸水率愈小，耐久性愈好。天然石材按表觀密度大小分為：輕質(zhì)石材（表觀密度1800kg/m3）；重質(zhì)石材（表觀密度1800kg/m3）。（1）無論是連續(xù)粒級還是單粒級的再生粗骨料，最大粒徑無論是20mm還是40mm，其表觀密度和堆積

14、密度都比碎石的要小（表2），降低了約5%10%。這是由于天然碎石結(jié)構(gòu)堅硬致密，孔隙率低。而對再生粗骨料而言，其表面粗糙，棱角較多，并且骨料表面還包裹著相當(dāng)數(shù)量的水泥砂漿(孔隙率大，吸水率高)，再加上混凝土塊在解體、破碎過程中由于損傷積累使再生骨料內(nèi)部存在大量微裂紋。圖3 不同最大粒徑下表觀密度和堆積密度（2）連續(xù)粒級和單粒級其表觀密度與最大粒徑持同向變化（圖3），即隨著再生骨料粒徑的增大而增大,由于等質(zhì)量的再生粗骨料粒徑越大，其表面積減少，表面砂漿的空隙率也降低。當(dāng)最大粒徑為20mm時，單粒級的表觀密度比連續(xù)粒級相差不大（約大1.5%），而最大粒徑為40mm時，連續(xù)粒級和單粒級則更接近一些。（

15、3）堆積密度（連續(xù)粒級和單粒級）都表現(xiàn)出隨著最大粒徑的增加而增大。對于連續(xù)粒級，540mm比520mm大4.9%左右，而單粒級2040mm比1020mm只大于2.4%左右。 吸水率與含水率圖4 不同最大粒徑下吸水率和含水率（1）再生粗骨料的含水率、吸水率遠(yuǎn)大于碎石。碎石的含水率一般不會超過0.5%，吸水率在2.19%左右，而再生粗骨料的含水率、吸水率是碎石的2.43倍。這主要是由于再生骨料表面的舊砂漿以及破碎等過程中出現(xiàn)的裂紋引起的。（2）再生粗骨料粒徑小的含水率反而大。連續(xù)粒級中公稱粒級為520mm的再生粗骨料含水率比540mm大12%左右，而單粒級公稱粒級為1020mm的再生粗骨料含水率比

16、2040mm高6%左右。（3）相同最大粒徑的再生粗骨料，單粒級比連續(xù)粒級的含水率高。當(dāng)最大粒徑都20mm時，單粒級和比連續(xù)粒級的再生粗骨料含水率大2%左右，相差不大，而最大粒徑為40mm時，單粒級再生骨料的含水率比連續(xù)粒級高7.7%左右。 壓碎指標(biāo)值從上面的試驗數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)果看，本試驗壓碎指標(biāo)均值為14.83%，而一般情況下，天然骨料的壓碎指標(biāo)為10.1%左右，所以再生粗骨料抵抗壓碎的能力要比天然骨料小，主要是由于再生粗骨料包裹的砂漿以及其他外力（如破碎）破壞了骨料本身的結(jié)構(gòu)造成的。圖5 不同粒級再生粗骨料的壓碎指標(biāo)值2.1.4 再生骨料壓碎指標(biāo)與加載力關(guān)系石子的壓碎指標(biāo)值用于相對的衡量石子在逐漸

17、增加的荷載下抵抗壓碎的能力。工程施工單位可采用壓碎指標(biāo)值進(jìn)行質(zhì)量控制。1. 主要儀器設(shè)備：壓力試驗機(jī)（量程600kN）、壓碎值測定儀（見圖6）、墊棒（10mm，長500mm）、天平（稱量1kg，感量1g）、 方孔篩（孔徑分別為2.36mm、9.50mm和19.0mm）。 圖6壓碎值測定儀2. 試驗方法及步驟（1）將石料試樣風(fēng)干。篩除大于19.0mm及小于9.50mm的顆粒，并除去針片狀顆粒。（2）稱取11份試樣，每份3000g（m1），精確至1g。（3）將試樣分兩層裝入圓模，每裝完一層試樣后，在底盤下墊10mm墊棒，將筒按住，左右交替顛擊地面各25次，平整模內(nèi)試樣表面，蓋上壓頭。（4）將壓碎值

18、測定儀放在壓力機(jī)上，按1kN/s速度均勻地施加荷載從100KN至300kN，每次穩(wěn)定5s后卸載。圖7 再生骨料壓碎后試樣（5）取出試樣，用2.36mm的篩篩除被壓碎的細(xì)粒，稱出篩余質(zhì)量（m2），精確至1g。圖8 再生骨料壓碎后的篩分（6）壓碎指標(biāo)值按下式計算，精確至0.1%。Qe=（m1-m2）/m1*100%式中：Qe壓碎指標(biāo)值（%）；m1試樣的質(zhì)量（g）；m2壓碎試驗后篩余的質(zhì)量（g）。表3 再生骨料試樣情況表壓碎前骨料重量(kg)加載力(KN)壓碎后剩余骨料重量(kg)壓失百分率(%)31002.6212.6731202.641231402.5913.6731602.516.673180

19、2.491732002.3820.6732202.323.3332402.252532602.226.6732802.2425.3333002.2425.33圖9 再生骨料壓碎指標(biāo)與加載曲線圖從圖9可以看出，再生骨料壓失的百分率與加載力有直接的關(guān)系，總體說來，再生骨料壓失的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨加載力的增大而增加。而在160KN和180KN時，再生骨料壓失的百分率分別為16.67%和17.00%，基本相同。由于再生骨料中天然卵石的表面包括一部分舊的水泥砂漿，在骨料破碎、篩分及壓碎的過程中，由于舊水泥砂漿的彈性模量及強(qiáng)度遠(yuǎn)小于天然骨料。因此，在加載過程中，加載力增大時達(dá)到舊水泥砂漿的破壞強(qiáng)度，造成包裹在原生

20、骨料外的舊水泥砂漿首先發(fā)生剝離，剝離后，再生骨料的壓失百分率與加載力呈現(xiàn)正常的（即加載力與壓失百分比成正比例）變化過程。通過該試驗，我們可以對再生粗骨料的分級又增加一個新的評判標(biāo)準(zhǔn)，即在舊水泥砂漿剝離時所需加載力越大，則其等級較高，反之則較低，這種方法更直接地反映了再生骨料本身的強(qiáng)度。2.2 再生骨料混凝土配合比及抗壓強(qiáng)度 再生混凝土強(qiáng)度等級的合理范圍再生混凝土的強(qiáng)度等級劃分為6種，即RCl5、RC20、RC25、RC30、RC35和RC40。盡管高強(qiáng)度再生混凝土的配制在技術(shù)上是可行的，但是試驗表明，該類混凝土的界面強(qiáng)度明顯低于水泥石基體強(qiáng)度。破壞時很快從界面開始破壞，因此再生骨料不宜用于配制

21、高強(qiáng)度的再生混凝土。鑒于這一點(diǎn)，再生混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程中規(guī)定再生混凝土的強(qiáng)度等級上限為RC40。各再生混凝土強(qiáng)度等級的合理范圍見表4。表4 再生混凝土強(qiáng)度等級的合理范圍類別名稱混凝土強(qiáng)度等級的用途合理范圍砌塊用再生混凝土RC15主要用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)或其他承重砌體RC20RC25RC30RC35RC40道路用再生混凝土RC30主要用于道路路面RC35RC40結(jié)構(gòu)用再生混凝土RC15主要用于承重構(gòu)件RC20RC25RC30RC35RC40 國內(nèi)外許多學(xué)者對再生混凝土強(qiáng)度進(jìn)行了大量的研究，Travakoli和soroushian強(qiáng)調(diào)影響再生混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素是再生骨料的強(qiáng)度、粒徑分布和吸水率；Amno

22、n Katz認(rèn)為再生骨料的性能及其對混凝土的影響與輕骨料和輕骨料混凝土有著類似的規(guī)律，尤其是在強(qiáng)度和彈性模量方面，普遍的結(jié)論是利用再生粗骨料配制的混凝土與天然骨料混凝土相比，強(qiáng)度較低，彈性模量較小，徐變和收縮較大。為此，通過正交設(shè)計試驗優(yōu)先混凝土配合比的基礎(chǔ)上，配制了不同最大粒徑的再生混凝土試塊150mm×150mm×150mm各3組，同時分別做1組將粉煤灰和額外用水量對再生混凝土進(jìn)行改性，改善其界面過渡區(qū)性能，提高其力學(xué)性能及耐久性，以滿足其工藝、環(huán)境要求并降低成本造價，使之向高強(qiáng)高性能化方向發(fā)展。該試驗中粉煤灰用量取代了30%的水泥，額外用水量為再生混凝土單位體積用水量

23、在普通混凝土的基礎(chǔ)上應(yīng)增加額外用水量，考慮再生骨料表面包裹舊砂漿所增加的用水量，主要是為提高混凝土和易性而采取的措施，再生骨料混凝土立方體標(biāo)準(zhǔn)試塊配制強(qiáng)度fcu,0=38.23MPa。2.2.2 再生混凝土坍落度試驗表明：再生混凝土坍落度與包裹在天然粗骨料外的舊水泥砂漿以及粉煤灰的摻入有很大關(guān)系，當(dāng)未考慮再生粗骨料的吸水特性時，其坍落度偏小，約為普通混凝土的2075；考慮再生粗骨料的吸水特性時，其坍落度與普通混凝土相近，原因是再生粗骨料吸水率較高，故未考慮其吸水特性時，在混凝土拌制過程中，再生粗骨料要吸收部分水分，使實(shí)際拌合水減少，故坍落度變??；而考慮了其吸水特性后，補(bǔ)充了拌合水，故使坍落度有

24、所增加。再生混凝土中加入粉煤灰，可以顯著改善混凝土拌合物的和易性，減少用水量，提高混凝土強(qiáng)度并改善其耐久性能，收到很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。邢振賢37指出粉煤灰取代水泥量30時再生混凝土強(qiáng)度最高。從圖10可以看出，當(dāng)再生混凝土采用基準(zhǔn)配合比時，坍落度非常小，只有1cm左右。而加入粉煤灰后，再生混凝土的坍落度值增大為7cm，比采用基準(zhǔn)配合比時增加了7倍，極大地提高了再生混凝土的和易性（見圖11）。 圖10 基準(zhǔn)配比時再生混凝土坍落度 圖11 加粉煤灰后再生混凝土坍落度2.2.3 不同最大粒徑的再生混凝土抗壓強(qiáng)度再生混凝土試塊在適當(dāng)養(yǎng)護(hù)條件下（溫度20，相對濕度為95%）養(yǎng)護(hù)28d后，采用萬能材料試驗機(jī)

25、（最大荷載1000KN）測試塊的強(qiáng)度，其結(jié)果見表5。表5 不同最大粒徑及外摻料下的再生混凝土試塊28d抗壓強(qiáng)度粗骨料最大粒徑（mm）水泥強(qiáng)度（MPa）砂率（%）每立方米用料量（kg）強(qiáng)度平均值（MPa）水水泥砂再生粗骨料額外用水量粉煤灰2032.533205539546111031.720553954611103923.8205377546111016219.431.532195513541115130.319551354111514022.8195359541115115417.54031185487536119230.618548753611924225.01853415361192146

26、17.4（1）由表5可知，全部采用再生粗骨料的再生混凝土強(qiáng)度在30.331.7MPa,比設(shè)計強(qiáng)度下降了17.120.7%，而文獻(xiàn)總結(jié)出：再生骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度低于基體混凝土或相同配比的普通混凝上的抗壓強(qiáng)度，降低范圍為0%一30%，平均降低15%,再生混凝土抗壓強(qiáng)度降低的主要原因是再生骨料與新舊水泥漿之間在一些區(qū)域結(jié)合較弱。（2）再生混凝土的強(qiáng)度與最大粒徑?jīng)]有明顯的關(guān)系，同時加入粉煤灰和額外用水量，雖然改善了再生混凝土的工作性能，但卻降低了再生混凝土的抗壓強(qiáng)度，從表中我們可以看出，三種最大粒徑下加入了額外用水量的再生混凝土的強(qiáng)度在22.825MPa之間，比不加的再生混凝土強(qiáng)度降低了18.324

27、.9%，比設(shè)計強(qiáng)度下降了34.640.4%。而加入粉煤灰后再生混凝土的強(qiáng)度在17.419.4MPa，比不加的再生混凝土強(qiáng)度降低了38.843.1%，比設(shè)計強(qiáng)度降低了49.354.5%，因此在配制再生混凝土?xí)r，需考慮對兩者的優(yōu)化。圖12 不同情況下再生粗骨料的抗壓強(qiáng)度2.3 承重墻用保溫空心砌塊塊型設(shè)計及熱工性能項目組申請發(fā)明專利的三排孔空心砌塊，其規(guī)格為390mm×220mm×190mm,按照標(biāo)準(zhǔn)DB51/T5027-2002，材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)和蓄熱系數(shù)修正系數(shù)a為1.0。(1)-一層材料的平均導(dǎo)熱系數(shù)，單位：W/m·K。、-各個傳熱面積上材料的導(dǎo)熱系數(shù)，單位：W

28、/m·K。、-各該層中按平行于熱流劃分的各個傳熱面積，單位： m2。(2)=+,-材料層熱阻，單位：m2·K/W，、-各層材料的熱阻，單位：m2·K /W。(3)-傳熱系數(shù)，單位：W/(m2·K)。(4)-材料的蓄熱系數(shù)，單位：W/(m2·K)。、-該層各個傳熱面積上材料的蓄熱系數(shù)，單位：W/(m2·K)。(5)，-材料的熱惰性指標(biāo)，、-各層材料的熱惰性指標(biāo)。圖13 砌塊示意圖 表6 熱傳導(dǎo)系數(shù)和蓄熱系數(shù)實(shí)體熱傳導(dǎo)系數(shù)（實(shí)際檢測值）空氣層熱傳導(dǎo)系數(shù)（DB51標(biāo)準(zhǔn)引用）實(shí)體的蓄熱系數(shù)（實(shí)際檢測值）空氣層的蓄熱系數(shù)（DB51標(biāo)準(zhǔn)引用）0.

29、213W/m·K0.18W/m·K5.5 W/(m2·K)0設(shè)面積為垂直熱流方向劃分，厚度為平行熱流方向劃分。砌塊的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖13所示。砌塊共分七層，現(xiàn)在分別計算每一層的熱工指標(biāo)。第一層:由公式(1)知， W/m·K由公式(2)知， m2·K/W由公式(4)知， W/(m2·K)由公式(5)知， 第二層： W/m·K m2·K/W W/(m2·K)第三層： W/m·K m2·K/W W/(m2·K) 第四層： W/m·K m2·K/W W/(m2

30、83;K) 第五層： W/m·K m2·K/W W/(m2·K) 第六層： W/m·K m2·K/W W/(m2·K) 第七層： W/m·K m2·K/W W/(m2·K) 砌塊匯總： W/m·K m2·K/W W/(m2·K) W/(m2·K) 將結(jié)果如表所表7所示： 表7 砌塊的熱工指標(biāo)平均熱傳導(dǎo)系數(shù)(W/m·K)厚度(m)熱阻R(m2·K/W)平均蓄熱系數(shù)S(W/(m2·K)熱惰性指標(biāo)D傳熱系數(shù)K(W/(m2·K)第一層

31、0.2130.0350.164 5.50.902 第二層0.188 0.030.160 1.27 0.203 第三層0.2130.030.141 5.50.776 第四層0.188 0.030.160 1.27 0.203 第五層0.2130.030.141 5.50.776第六層0.188 0.030.160 1.27 0.203 第七層0.2130.0350.164 5.50.902 砌塊匯總0.202 0.221.090 3.69 3.97 0.917 按照標(biāo)準(zhǔn)DB51/T5027-2002，熱工指標(biāo)如表12所示意： 表8 砂漿的熱工指標(biāo)熱傳導(dǎo)系數(shù)W/m·K厚度m熱阻m2

32、83;K /W蓄熱系數(shù)W/(m2·K)熱惰性指標(biāo)傳熱系數(shù)W/(m2·K)0.93 （DB51）0.220.236611.37（DB51）2.6904.2272.5 承重墻用建筑廢棄物保溫空心砌塊生產(chǎn)流程：承重墻用建筑廢棄物保溫空心砌塊，其重量百分比例組成包括：建筑廢棄物再生骨料30%-50%，超細(xì)粉煤灰25%-35%，硅酸鹽水泥10%-20%，工業(yè)廢料5%-15%，粘結(jié)劑1%-2%，建筑廢棄物再生粉末和纖維5%左右，廢秸稈5%-10%；其特征是：建筑廢棄物再生骨料主要是從建筑廢棄物中分選出的廢棄混凝土、廢棄砂灰和廢棄磚瓦，經(jīng)過預(yù)浸泡、兩次機(jī)械破碎、高溫處理、篩分、水洗后制成

33、的顆粒，顆粒粒徑小于10mm。超細(xì)粉煤灰的平均粒徑在2mm左右。硅酸鹽水泥是強(qiáng)度等級大于或等于32.5的復(fù)合硅酸鹽水泥。工業(yè)廢料是工業(yè)排放物輕集料爐渣、碳灰等顆粒，顆粒粒徑為2.5mm-20mm。粘結(jié)劑是制備建筑廢棄物再生骨料清洗或水洗步驟中得到的粉塵和泥漿，烘干后經(jīng)過研磨制成的再生粉，按再生粉：甲基纖維素或羥丙基甲基纖維素為100：2-6的重量比例取量，再通過球磨機(jī)球磨加工成200左右目的粉末，制成混凝土粘結(jié)劑。再生粉末和纖維主要是建筑廢棄物中分選出的塑料、木質(zhì)材料、玻璃等部分，經(jīng)過球磨機(jī)球磨加工成200-500目的粉末或纖維。廢秸稈是由高粱、水稻、小麥等廢棄秸稈通過加工制成200-500目

34、的粉末。建筑廢棄物再生骨料是再生粗細(xì)骨料按6：4左右的比例配合。所述的再生細(xì)骨料粒徑為0.15-2.5mm，再生粗骨料粒徑小于10mm。承重墻用建筑廢棄物保溫空心砌塊的生產(chǎn)工藝包括以下步驟：1）初次分選 通過人工分選將建筑廢棄物中的廢塑料、廢鋼筋、廢木質(zhì)材料等與廢棄混凝土、廢棄砂和廢棄磚瓦分開，分別單獨(dú)處理；2）清洗 將初次分選后的廢棄混凝土、廢棄砂和廢棄磚瓦中的大量泥土清洗掉，然后在將該部分放在一個大的水池中進(jìn)行預(yù)浸泡2個小時左右，泥土沉淀后重新利用；3）制備再生骨料 a)將預(yù)浸泡過的廢棄混凝土、廢棄砂和廢棄磚瓦部分送入顎式破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，初次破碎后的尺寸一般小于40mm；b)通過磁選把初

35、次破碎后的混凝土骨料中未清理完的鋼筋清選出來，通過風(fēng)選把未清理完的紙、塑料、木屑、紡織品等清選出來；c)把通過磁選、風(fēng)選的混凝土骨料再次送入顎式破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，得到再生骨料，其粒徑小于10mm；d)將再生骨料送入高溫蒸汽機(jī)中進(jìn)行高溫處理，以便盡量除去附在再生骨料上的水泥砂漿，降低再生骨料的吸水率；e)將高溫處理后的再生骨料通過不同的篩分網(wǎng)進(jìn)行篩分，水浸洗后制成粒徑為0.16-5mm的再生細(xì)骨料和粒徑小于10mm的再生粗骨料；4）制備其它原料 a)在制備建筑廢棄物再生骨料步驟中得到的粉塵和泥漿，烘干后經(jīng)過研磨制成再生粉，按再生粉：甲基纖維素或羥丙基甲基纖維素為100：2-6的重量比例取量，再通

36、過球磨機(jī)球磨加工成200左右的目的粉末，制成混凝土粘結(jié)劑；b)將建筑廢棄物中分選出的塑料、木質(zhì)材料、玻璃等部分，經(jīng)過球磨機(jī)球磨加工成200-500目的粉末或纖維；c）將由高粱、水稻、小麥等廢棄秸稈通過加工制成200-500目的粉末；d) 將工業(yè)排放物輕集料爐渣、碳灰制成顆粒粒徑為2.5mm-10mm的工業(yè)廢料；5）配料 按超細(xì)粉煤灰25%-35%，建筑廢棄物再生骨料30%-50%，硅酸鹽水泥10%-20%，工業(yè)廢料5%-15%，粘結(jié)劑1%-2%，建筑廢棄物再生粉末和纖維5%左右，廢秸稈5%-10%的重量百分比例取各組分，其中再生骨料中粗細(xì)骨料的比例在6：4左右；6）制備干性混凝土 因二次投料攪

37、拌工藝拌合的混凝土具有較好的和易性，所以在該過程中采用二次投料攪拌工藝，將再生骨料、超細(xì)粉煤灰、建筑廢棄物再生粉末或纖維、廢秸稈以及工業(yè)廢料送入強(qiáng)制式攪拌機(jī)中攪拌，拌合均勻制成集料混合物，再加入復(fù)合硅酸鹽水泥，攪拌均勻制成混合物料，再加入粘結(jié)劑和適量的水，攪拌均勻即制得干性混凝土，其中硅酸鹽水泥是等級大于或等于32.5的復(fù)合硅酸鹽水泥；7）成型 將干性混凝土經(jīng)皮帶輸送機(jī)送入產(chǎn)品成型機(jī)，用100噸壓力震動加壓成型為產(chǎn)品；8）養(yǎng)護(hù) 將產(chǎn)品靜放一天后，再集中干濕養(yǎng)護(hù)14天，再自然養(yǎng)護(hù)自靜放起滿28天，即制得承重墻用建筑廢棄物保溫空心砌塊產(chǎn)品。2.5 承重墻用砌體的熱工性能計算截取圖13示砌體進(jìn)行熱工

38、計算： 圖13 砌體示意圖為了計算的方便，現(xiàn)對上述砌體做如下處理，如圖14所示意。 圖 14 砌體面積組成簡化簡化示意圖其中，磚面積為：1.47444m2，砂漿面積為0.18156m2，總面積為1.656m2。由公式(1)知：平均傳熱系數(shù)：W/m·K由公式(2)知：平均熱阻：m2·K /W由公式(3)知：傳熱系數(shù)： W/(m2·K)由公式(4)知：材料的平均蓄熱系數(shù)： W/(m2·K)由公式（5）知：材料的熱惰性指標(biāo)： 表9 砌體的熱工指標(biāo)磚熱傳導(dǎo)系數(shù)W/m·K砂漿熱傳導(dǎo)系數(shù)W/m·K平均熱傳導(dǎo)系數(shù)W/m·K厚度m熱阻m2&

39、#183;K /W磚蓄熱系數(shù)W/(m2·K)砂漿的蓄熱系數(shù)W/(m2·K)平均蓄熱系數(shù)W/(m2·K)熱惰性指標(biāo)傳熱系數(shù)W/(m2·K)0.202 （DB51）0.930.282 0.220.780 3.69 （DB51）11.374.532 3.535 1.282 1. 項目主要技術(shù)內(nèi)容研究成果是按建筑廢棄物再生骨料2068%、建筑廢棄物再生砂1040%、建筑廢棄物再生粉末和纖維520%、硅酸鹽水泥620%、工業(yè)廢料或生活泡沫廢料1058%、粘結(jié)劑12%的組成范圍和重量百分比例，經(jīng)過分選建筑廢棄物、配料、制備干性混凝土、成型、養(yǎng)護(hù)等步驟制作而成。(1)

40、生產(chǎn)工藝的確定包括廢棄物清理收集、運(yùn)輸裝卸、分選儲存、初加工、深加工、廢棄物資源化產(chǎn)品的使用、新一輪廢棄物的再利用等環(huán)節(jié)，本技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢棄物的反復(fù)循環(huán)利用，利用比較徹底，除鋼筋部分全部得到有效利用。(2)原材料配方、比例確定配料：按建筑廢棄物再生骨料2068%、建筑廢棄物再生砂1040%、建筑廢棄物再生粉末和纖維520%、硅酸鹽水泥620%、工業(yè)廢料或生活泡沫廢料1058%、粘結(jié)劑12%的組成范圍和重量百分比例取各組份。其中，工業(yè)廢料是工業(yè)排放物輕集料礦石渣、胡渣或和粉煤灰顆粒，顆粒粒徑為4.7520mm。(3)粘結(jié)劑的生產(chǎn)方式將建筑廢棄物再生骨料的水洗步驟和再生砂的水浸洗步驟得到的粉塵和泥漿，

41、烘干后制成再生粉，再按再生砂：聚乙醇顆?；蚓垡蚁┐挤勰?00：38的重量比例取量，經(jīng)球磨機(jī)加工成目數(shù)1801000的粉末，制成混凝土粘結(jié)劑。(4)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的確定形狀構(gòu)造為分布有開口向下的矩形盲孔的直角六面體，矩形盲孔的數(shù)量為117個，外形尺寸規(guī)格為：長90390寬190240高100190mm。在排列空洞時盡量考慮傳熱斷橋，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)性保溫隔熱性能，封底盲孔，孔洞率較好的是保持在3050%。矩形盲孔的數(shù)量較好的為7個，分3排平行間隔分布，外側(cè)兩排孔各為2個、中間一排孔位3個，中間一排孔與外側(cè)兩排孔錯位排列，從而達(dá)到保溫隔熱的目的。2. 項目技術(shù)路線(這里主要是產(chǎn)品生產(chǎn)過程，不知道要不要)建筑廢棄物復(fù)合硅酸鹽保溫空心砌塊的生產(chǎn)步驟如下：(1)分選建筑廢棄物：從建筑廢棄物中分選出