第２１卷第６期 ２０１３年１２月 环境卫生工程 Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓａｎｉｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＶｏＬ２１ Ｎｏ．６ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０１３ ・３３・ 现场废弃混凝土制造再生混凝土 冻融前后性能的研究串 孙连波 ，葛大勇 ，任福民 ，梁锐２王（１．中铁建设集团北京分公司第十三项目部，北京摘政ｚ，郝慧明ｚ １０００４４） １０００４０；２．北京交通大学土木建筑工程学院，北京要：采用施工现场废弃混凝土制备再生骨料混凝土试验结果表明：替换７０％￣Ｘ下的天然骨料时，可以配置比 设计强度低１个标号的混凝土，其强度和劈裂强度均满足要求。其冻融循环２００次后抗压强度增加明显，劈裂强度有 增加，也有降低，材料脆性增大。 关键词：废弃混凝土；再生骨料混凝土；强度 中图分类号：ＴＵ５２８．７９文献标识码：Ａ文章编号：１００５—８２０６（２０１３）０６—００３３—０３ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｒｅｃｙｃｌｅｄ Ａｇｇｒｅａｔｅ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｍａｄｅ ｆｒｏｍ Ｗａｓｔｅ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｉｔｅ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ Ｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗ Ｓｕｎ Ｌｉａｎｂｏ’，Ｇｅ Ｄａｙｏｎｇ ，Ｒｅｎ Ｆｕｍｉｎ ，Ｌｉａｎｇ Ｒｕｉ ，Ｗａｎｇ Ｚｈｅｎｇ ，Ｈａｏ Ｈｕｉｍｉｎｇ （１．Ｎ０．１ ３ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｄｅｐａ￣ｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４０；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ａｇｇｒｅａｔｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍａｄｅ ｆｒｏｍ ｗａｓｔｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｉｔｅ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｒｅｐｌａｃｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｕｎｄｅｒ ７０％ｎａｔｕｒａｌ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｈａｓ ｏｎｅ ｃｅｍｅｎｔ ｍａｒｋ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｄｅｓｉｇｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｎｄ ｉｔｓ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ａｆｔｅｒ ２００ ｃｙｃｌｅｓ ｏｆ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ａｎｄ ｔｈａｗｉｎｇ， ｔｈｅ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｃｈａｎｇｅｄ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｓｔｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｒｅｃｙｃｌｅｄ ａｇｇｒｅａｔｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｓｔｒｅｎｇｔｈ 利用废弃混凝土再生骨料拌制的再生骨料混 的配合比，水泥选用４２．５强度等级，胶凝材料 凝土是发展绿色混凝土的主要措施之一。再生混 中水泥可用等质量二级粉煤灰替换，这里设定水 凝土与天然骨料混凝土相比，其抗拉强度、抗压 泥用量３２３ ｋｇ／ｍ。、二级粉煤灰７３ ｋｇ／ｍ 、矿粉 强度和坍落度都比较低。但如果在其配制过程中 １０８ ｋｇ／ｍ。、胶凝材料总量５０４ ｋｇ／ｍ 。拌合水１７２ 加入微细硅粉和高效减水剂，则以上３个及其他 ｋｇ／ｍ。，水胶比０．３８７，砂率采用４２．７８％，采用 性能就会较大幅度地提高，与天然混凝土的性能 中砂中粗砂，砂含水率３．１％。石子采用最大粒 相近。所以，使用废弃混凝土作为骨料生产再生 度２２．５ １Ｔｉｍ，５～２２．５ ｍｍ连续级配。使用萘系高 混凝土是非常可行的。 １使用施工现场废弃混凝土制备再生骨料混凝土 的试验 效减水剂，添加量２．２％。 采用破碎后废弃混凝土替换石子，分别以 Ｏ％、３０％、５０％、７０％、１００％比例替换石子，相 １．１制备再生骨料 应１０ Ｌ混凝土拌合物需各种材料量（以ｋｇ计） 废弃混凝土采用颚式破碎机破碎，颚式破碎 如表１所示。 机有多种结构形式，工作原理是相同的，即通过 通过对上述配合比混凝土拌合物的制备，装 动颚的周期性运动来破碎物料。随着电动机连续 人１０ ｃｍｘｌ０ ｃｍ模具，振捣，标准养护２８ ｄ，测 转动而破碎机动颚作周期运动压碎和排泄物料， 抗压强度、劈裂强度和抗冻性能。对比分析不同 实现批量生产。 １．２制备再生骨料混凝土的配合比设计 水胶比和再生骨料掺混比例对混凝土强度和耐久 性影响，选出最佳配合比。用照相机照相，观察 在实现和易性要求前提下，如塌落度１ ８０ ｍｍ， 试件的断面形貌，分析再生骨料性质对混凝土性 在一定水胶比下，通过选用外加剂和适当增加水 能影响的机理。 泥浆量（５％～１０％）。按照搅拌站生产Ｃ４０混凝土 ２试验结果 ２．１养护２８ ｄ的抗压强度和劈裂强度 基金项目：铁道部科技研究计划项目（２０１ ｌＺＯ０１Ａ） 收稿日期：２０１３—０６—０６ 养护２８ ｄ的抗压和劈裂强度见表２。试验结 果表明，采用施工现场废弃混凝土作为再生骨料， ・３４・ 表１再生混凝土试件的混合比设计 环境卫生工程 ｋｇ 第２１卷 二级粉煤灰７３ ｋｇ／ｍ 、矿粉１０８ ｋｇ／ｍ 、胶凝材 料总量５０４ ｋｇ／ｍ ，采用水胶比０．３８７，砂率 ４２．７８％，现场废弃混凝土再生骨料替换比例不 超过７０％。配置Ｃ２５混凝土时，４２．５强度等级 水泥用量２４１ ｋｇ／ｍ 、二级粉煤灰８０ ｋｇ／ｍ 、矿 粉９０ ｋｇ／ｍ ，胶凝材料总量４１ｌ ｋｇ／ｍ。。拌合水 １７５ ｋｇ／ｍ。，水胶比０．４８，砂率４７．３７％，现场 废弃混凝土再生骨料替换比例不超过７０％。 ２．２现场废弃混凝土作为再生骨料材料制造的 混凝土冻融循环试验 现场废弃混凝土作为再生骨料材料制造的 混凝土，进行冻融循环试验。按照ＧＢ／Ｔ ５００８２－－２００９普通混凝土长期性能和耐久性能试 替换７０％以下的天然骨料时，可以配置低１个标 验方法标准，冷冻温度一２０℃以上，时间８ ｈ 号的混凝土，比如采用Ｃ４０混凝土配比，可以生 以上，融化试验温度２０ ｃＩ＝以上，融化时间８ ｈ 产出Ｃ３５混凝土，其强度和劈裂强度均满足Ｃ３５ 以上。经过３个多月试验，４０块试件冻融循环 混凝土要求。采用Ｃ３０混凝土配比，可以生产出 次数达２００次，质量损失均小于５％，尺寸没有 Ｃ２５混凝土，其强度和劈裂强度均满足Ｃ２５混凝 明显变化。说明设计的配合比耐久性合格。 土要求。在生产Ｃ４０以下混凝土时，随着再生骨 对冻融２００次试件测试抗压强度和劈裂强度 料替换比例的增大，抗压强度和劈裂强度的下降 （见表３），发现抗压强度增加显著，水胶比较低 趋势，随着强度等级越低，下降趋势越明显。 表２再生骨料混凝土试件２８ ｄ养护后的抗压强度和劈裂强度 （０．３８７）时劈裂强度增加；水胶比较高（０．４８） 时劈裂强度有的增加，有的减少。劈裂强度试验 后部分试件断面见图ｌ。 表３再生骨料混凝土试件２８ ｄ养护后的抗压强度和劈裂 强度与冻融２００次后比较 因为再生骨料的脆性，配置混凝土的劈 裂强度达不到其抗压强度的１／１Ｏ。这是和天 然骨料混凝土性质的显著区别。砂率和水胶 比对流动性影响较大。配置时和易性对强度 影响较大。 在和易性、强度、耐久性合格前提下，综 合考虑成本因素，推荐合适的配合比方案，在 ３＃誓－ ４＃６＃ 中铁建商品混凝土搅拌站扩大试验。配置Ｃ３５ 图１ 冻融循环２００次后实验试件劈裂强度测试后试件界面照片 混凝土时，４２．５强度等级水泥用量３２３ ｋｇ／ｍｓ、 （下转第３７页） 第６期 朱卫兵，等常州市餐厨垃圾应急预处理工程实例分析 ・３７・ 合填埋处理的。在常州市２００ ｔ／ｄ餐厨垃圾处理 化处理，尤其适宜已经具有填埋场和渗沥液处理 项目中，将采用水解工艺，将可降解有机质水解 设施的中小型城市。 并与其他杂质分离后进行厌氧消化处理。 ７结论 ｊ Ｌ ｊ ｍ 常州市餐厨垃圾应急预处理系统工程，采用 自动分选、固液分离和油水分离等工艺，固渣填 埋、废油脂回收、废水作为垃圾填埋场渗沥液处 预处理后的废水主要来自油水分离后的废水 理的补充碳源进行利用，收运信息数据可同步上 和地面冲洗水，有机物浓度高，可生化性强。化 传监管平台。工程建设周期短、投资成本小、运 验分析其水质数值情况见表４。 行费用低。工艺操作简便，管理方便，初步达到 表４预处理后的废水水质 “集中收运、专业处置”的目标。 项目 数值 本应急工程所采用的工艺，可以作为餐厨垃 ９０ Ｏ００～１５０ ０００ 圾厌氧消化处理的预处理系统，将成分复杂的餐 ３０ ０００－６０ ｏｏ０ ３００￣５ｏｏ 厨垃圾转化为高浓度的有机液体进行处理，降低 ３ ｏｏＯ一４ ０ｏＯ 厌氧消化的技术风险，利于加强餐厨垃圾管理， ９ ００Ｏ～１２ ０００ 控制二次污染，促进餐厨废弃物的资源化利用和 １８－２２ 无害化处理，推进处置工程建设，为餐厨废弃物 ６效益分析 管理工作的全面开展奠定基础，也为餐厨垃圾快 适应应急项目的特点和要求，常州市餐厨垃 速实现有效处理处置提供了典范。 圾应急工程结合了现有垃圾卫生填埋场、渗沥液 参考文献 处理厂现有设施条件而建设，解决了餐厨垃圾的 ［１］马磊，刘肃．城市餐厨垃圾的厌氧消化处理研究［Ｊ］＿环境卫生工程， 出路问题。①塑料纤维等粗大杂物直接填埋和焚 ２０１２．２０（４）：１２—１４． ［２］靳俊平，王琦，韩正平，等．中小城市有机废物的共同处置探讨［Ｊ］ｌ 烧处理；②回收的废油脂作为化工原料进行资源 环境卫生工程，２０１２，２０（６）：１０—１１． 化利用；③固液分离的固相渣直接填埋处理；④ ［３］曹书翰，陈立功，刘先杰．餐厨垃圾油水分离技术与方法研究［Ｊｌｌ环 其余为高浓度有机液体，作为渗沥液处理的补充 境卫牛工程．２０１２．２０（４）：３９—４２． 碳源进行资源化利用。 作者简介：朱卫兵（１９７ｌ一），高级工程师，主要从事垃圾及渗沥液处理 因此，即使本应急工程没有采用厌氧消化工 技术研发。 艺，也是一种适度餐厨垃圾资源化的处理利用工 Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｕｗｅｉｂｉｎｇ２００４＠１２６．ｃｏｍ。 艺，具有明显的投资小、实施快、运行成本低的 （责任编辑：张艺） 特点，可以因地制宜地进行餐厨垃圾收集和资源 （上接第３４页） ３结论 显变化。说明设计的配合比耐久性合格。对冻融 １）首先实现和易性要求前提下，如塌落度 ２００次试件测试抗压强度和劈裂强度，发现抗压 １８０ ｍｍ，可以在一定水胶比下，通过选用外加剂 强度增加显著，水胶比较低（０．３８７）时劈裂强 和适当增加水泥浆量（５％～１０％），再满足强度和 度增加，水胶比较高（Ｏ．４８）时劈裂强度有的增 耐久性要求。 加，有的减少。材料脆性增加。 ２）采用施工现场废弃混凝土作为再生骨料， ４）施工现场废弃混凝土作为再生骨料，可以 替换７０％以下的天然骨料时，可以配置设计强度 配置再生骨料混凝土，主要用于地基加固、道路 低１个标号的混凝土，其强度和劈裂强度均满足 工程的垫层、室内地坪垫层、砌块砖等方面。 要求。 ３）现场废弃混凝土作为再生骨料材料制造的 作者简介：孙连波（１９７６一），高级工程师，主要从事房屋建筑工程的项 目管理工作。 混凝土冻融循环试验发现，４０块试件冻融循环次 Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｎｌｉａｎｂｏ＠ｚｔｊｓ．ｅｎ。 数达２００次，质量损失均小于５％，尺寸没有明 （责任编辑：刘冬梅）
