汶川地震建筑垃圾再生骨料物理力学性能研究

摘要：建筑废物的再生资源化利用是使建筑业实现可持续发展、建设循环经济和构建节约型社会的一个重要方面。近年来我国建筑业的快速发展和降耗减排的科学要求，使得在土木工程领域开展废混凝土的循环再生和高效利用有了可能和勃勃生机。该文对中国四川汶川大地震产生的建筑废混凝土进行采样，经破碎处理后进行了各方面研究，包括在建材实验室进行了粗骨料的基本物理性质试验，以及不同级配下再生粗骨料的基本物理性质试验，在力学实验室进行了再生混凝土块试样的抗压强度试验以及试验方法的改进。经过对试验得出的结论进行分析，表明在该试验中配合比和水灰比为0.62的情况下，再生混凝土同一龄期抗压强度高于普通混凝土。该论文主要对配合比设计及再生骨料的基本性质对再生混凝土抗压强度的影响进行了阐述，该试验结果为再生混凝土后期研究提供了基本数据和依据。
关键词：废混凝土；再生粗骨料；再生细骨料；配合比设计；抗压强度试验
2008年5月12日发生在四川省汶川县的8.0级特大地震，受灾地区涉及四川、甘肃、陕西、重庆、云南等16个省市，417个县、4624个乡(镇)、46574个村庄受灾，受灾人口4561万人，破坏特别严重的地区超过10万平方公里。据有关部门统计，这次地震造成倒塌房屋530万间，损坏房屋1561万间，地震给四川乃至中国人民带来了深重的灾难。汶川大地震是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广的地震。
这样的损毁程度，会产生多少建筑垃圾？到目前为止，尚无准确的统计数字。住房和城乡建设部专家委员会环境卫生专家、中国城市建设研究院总工程师徐海云认为，从这次受灾人口和倒塌裂损房屋的数量初步估计，建筑垃圾量有可能超过5000万立方米。住房和城乡建设部制定的《地震灾区建筑垃圾处理技术导则（试行）》在评估部分提出，预估灾区建筑垃圾量宜以现场测量为准，并给出以下经验数据[1]：城镇地区砖混和框架结构的建筑物，建筑垃圾产生量约为1.0-1.5吨／平方米；其他木质和钢结构的建筑物，产生量约为0.5-1.0吨／平方米。由此估算这次地震产生的建筑垃圾可高达约3亿吨。
本研究试验中取材（废混凝土块）于四川汶川大地震灾区，成都市都江堰区，在彭州市经过破碎处理运回实验室。
1试验方案
试验主要采用破碎后的废混凝土块4.75mm以上作为再生粗集料，研究其物理性能，与天然卵石（相近级配）做比较。以及同种设计强度、配合比的状态下，再生混凝土与普通混凝土在3、7、14、28天的抗压强度、屈服极限比较，研究其力学性能。整个试验分为三大部分[2]
1.1混凝土粗骨料物理性质试验
（1）再生粗骨料与天然粗骨料的筛分析试验
（2）再生粗骨料与天然粗骨料的表观密度试验
（3）再生粗骨料与天然粗骨料的吸水率试验
（4）再生粗骨料与天然粗骨料的堆积密度、紧密密度试验
（5）再生粗骨料的密实密度试验
（6）天然细骨料的堆积密度试验
（7）天然细骨料的表观密度试验
1.2新拌再生混凝土的工作性能试验
（1）坍落度试验
（2）和易性试验
1.3混凝土力学性质试验
（1）再生混凝土抗压强度试验
（2）普通混凝土抗压强度试验
2试验数据结果
2.1级配
表1粗骨料筛分数据

试验测得天然粗骨料与再生粗骨料的级配曲线如图1所示。由图1可以看出两种粗骨料的级配曲线类似，均落在《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JCJ53-92）要求的范围之内，表明再生粗骨料的级配可以满足要求。但再生粗骨料较天然粗骨料粗，细度模数高。

图1天然粗骨料与再生粗骨料级配曲线