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[摘 要]随着社会经济的发展和城市化进程的进一步加快，建筑施工的同时也会有建筑拆除的存在，大量建筑垃圾由此产生，如果不将建筑垃圾及时清理，将会严重污染城市环境，不利于城市内的美观，建筑垃圾在城市垃圾总量中占据百分之三十，其中有一半为废弃混凝土，如果将其再生利用即可减少矛盾的存在。基于此，本文以建筑垃圾再生骨料混凝土的受力性能作为研究对象，探究实验原材料的科学选择，做好再生混凝土的配合比，完善搅拌和养护工作，对建筑垃圾再生骨料混凝土的受力性能做出实验，并分析实验结果，从坍落度和抗压度几方面详细参数建筑垃圾再生骨料混凝土的性能，在分析其耐久性，从而得到强度更高的混凝土。
[关键词]建筑施工；建筑垃圾；再生骨料；混凝土受力性能
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0099-02
引言：改革开放以来，随着社会主义市场经济的繁荣与发展，我国建筑事业得到了广阔的发展空间，建国初期的建筑物如今基本达到了使用年限，我国混凝土行业不得不面临着严峻的稳态，浇筑混凝土需要天热骨料，而天然骨料如今却十分匮乏；建筑垃圾大量存在，导致自然环境遭受巨大的危害，已经拆除的建筑物和已经达到报废标准的建筑物产生的混凝土，不仅污染环境，还会浪费土地，因此回收建筑垃圾，并将混凝土再利用对当前建筑施工行业有着重要的现实意义。
1. 建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能試验研究
1.1实验原材料选择
建筑垃圾再生骨料混凝土中，骨料不仅仅是混凝土骨架的构成物，而是会影响混凝土的性能、强度以及耐久性，内部形成的骨架可以有效提高混凝土的强度，改变再生混凝土的变形性能，防止混凝土在接下来的施工中有裂缝的可能，不同的混凝土应用时骨料却有着高强度，一般情况不会因为混凝土的破坏导致骨料破坏，因此废弃建筑物的建筑垃圾可以作为新的骨料，继续使用在接下来的建筑施工中。骨料中有粗骨料和细骨料之分，在选择骨料的时候需要根据实际情况进行，本次建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能试验中，选择的天然细骨料是兰州中川砂，细度模数为2.8，选择的天然粗骨料是卵石，粒级最小为5毫米，最大为31毫米。本次建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能试验中选择的再生粗骨料是某建筑工地被拆除的废旧房屋，这些建筑垃圾可以作为原料，在机械的作用下经过破碎与筛分后得到再生骨料。
从再生骨料的表面经过分析得知，表观的密度以及堆积密度是研究的重点，筛选出来的粗骨料最小为5毫米，最大为31毫米，细骨料最小为0.6毫米，最大为4.75毫米。经过配比后呈现出良好的配合比，不管是再生粗骨料还是再生细骨料，表观密度与堆积密度比天然的骨料要小。其中具体试验数据如下：天然粗骨料二十四小时吸水率为0.42%，表观密度为2682千克每立方米，堆积密度中松堆积密度为1694千克每立方米，紧堆积密度为1840千克每立方米，压碎指标为10.4%；天然细骨料的二十四小时吸水率为3.15%，表观密度为2609千克每立方米，松堆积密度为1588千克每立方米，细度模式为2.8；再生粗骨料中二十四小时吸水率为3.26%，表观密度为2587千克每立方米，松堆积密度为1270千克每立方米，紧堆积密度为1536千克每立方米，压碎指标为13.2%；再生细骨料中二十四小时吸水率为6.17%，表观密度为2299千克每立方米，松堆积密度为1189千克每立方米，细度模式为3.2，经过分析得知，造成这种情况主要是因为骨料自身特性决定的，天然的骨料从结构上讲比较坚硬且密度高，空隙小，而再生骨料表面不仅粗糙且有棱角，在骨料的表面上还有着水泥砂浆，而且经过损伤积累，再生骨料内部已经有了大量的裂纹存在，所以再生骨料的表观密度会比较低[1]。
1.2再生混凝土配合比
在本次建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能试验研究中，以再生粗骨料质量占全部粗骨料质量百分比作为再生粗骨料的代替率，本文将混凝土的设计强度等级定在C25，由于再生混凝土的耐久性有要求，本次实验中将水胶比控制在0.52，砂率控制在百分之三十，配合比按照我国相关标准严格进行，保证配合比工作是按照《再生骨料应用技术规程》中的内容进行的。再生骨料和天然骨料之间的吸水率不同，二者之间吸水率的差异比较大，为了保证搅拌物的工作性能不会因此受到影响，因此在进行配合比设计的时候要保证物料是饱和的状态，而且对再生混凝土做搅拌的时候用水量中要有基准用水量和附加用水量，其中基准用水量和普通混凝土的用水量要相同，附加用水量要从再生骨料的吸水情况考虑，在饱和的状态下，建筑垃圾再生骨料混凝土的水灰比应该保持不变。
1.3搅拌与养护
建筑垃圾再生骨料混凝土的搅拌和养护工作需要结合实际情况，使其符合我国国家的相关标准，按照《混凝土质量标准》中提到的规定做好搅拌工作，完善搅拌程序。本次建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能实验中，选择的搅拌设备是50L的强制搅拌机，在搅拌的时候先加入水泥以及细骨料，打开机械设备搅拌三十秒钟，然后在其中加入适量的水搅拌九十秒，最后加入粗骨料以及减水剂，同样搅拌九十秒，完成后需要对建筑垃圾再生骨料混凝土租出坍落度的测试，将其装模成型，放在标准养护箱里加以养护工作，标准养护箱中的温度应该控制在最低18摄氏度，最高22摄氏度，湿度达到95%即可[2]。
2. 建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能试验结果分析
2.1坍落度
在建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能实验室中，根据一定的配合比制作出四组再生混凝土，然后在水胶比为0.52和砂率为33%的时候，设计坍落度按照最小30毫米，最大50毫米，最终得知：（1）在不同的影响条件下，建筑垃圾再生骨料混凝土坍落度最低29毫米，最高55毫米，当前基本符合要求；（2）水胶比相同的实验条件下，建筑垃圾再生骨料混凝土坍落度比普通混凝土的坍落度小，这是因为建筑垃圾再生骨料混凝土的表面比较粗糙，而且孔隙比较多，吸水率比较大，这就在一定程度上降低了建筑垃圾再生骨料混凝土的坍落度。建筑垃圾再生骨料混凝土的粗糙表面增加了搅拌混合物的摩擦力，建筑垃圾再生骨料混凝土的粘聚性以及保水性比起天然骨料要好一些；（3）建筑垃圾再生骨料混凝土中，随着粗骨料取代率的增加，建筑垃圾再生骨料混凝土的坍落度呈现下降的趋势，不同的取代率呈现出相性关系，当取代率达到百分之百的时候建筑垃圾再生骨料混凝土坍落度明显有了增加的趋势，这可能是因为建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能实验中附加用水比较多，或者在试验过程中条件发生了变化；（4）建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能实验中，粗骨料取代率增加，坍落度变小，且建筑垃圾再生骨料混凝土的保水性和粘聚性加强，这是因为再生粗骨料的孔隙率提高，吸水率较大[3]。 2.2抗压强度
经过分析得知，建筑垃圾再生骨料混凝土的7d立方体抗压强度在取代率提高的同时，有了递减的趋势，最高时取代率可以达到27.2MPa，是设计强度的108%。不同的影响因素条件下，每组7d混凝土，四组一共28d建筑垃圾再生骨料混凝土，其抗压强度经过实验得知均可以满足C25标准的要求，建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能实验中，破坏形态和普通强度下的破坏形态基本相同，但是有的建筑垃圾再生骨料混凝土破坏面上骨料有断裂的现象，这很有可能是骨料在制作的过程中因为损伤导致的。
近年来，为全面提升建筑业技术水平，住房城乡建设部公布了关于做好《建筑业10项新技术（2017版）》推广应用的通知，再生骨料混凝土的轴心抗压强度标准值、轴心抗压强度设计值、轴心抗拉强度标准值、轴心抗拉强度设计值、剪切变形模量和泊松比均可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定取值。再生骨料混凝土的温度线膨胀系数、比热容和导热系数宜通过试验确定。当缺乏试验条件或技术资料时，可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《民用建筑热工设计规范》GB 50176的规定取值[4]。
3. 建筑垃圾再生骨料混凝土的耐久性
3.1干缩性
建筑垃圾再生骨料混凝土在空气当中会有结硬的过程，导致建筑垃圾再生骨料混凝土的体积逐渐变小，这一变小的现象被称之为混凝土的收缩现象，当混凝土不受力的时候很容易因为温度和湿度的原因导致自身自发变形，如果收到了支承条件和内部钢筋的约束，混凝土中会有拉应力的存在，严重情况下混凝土会因此开裂。建筑垃圾再生骨料混凝土与天然骨料混凝土一样会有结硬和收缩的可能，混凝土发生收缩的种类会有很多，例如干燥收缩。干燥收缩发生的情况下，一般是因为建筑垃圾再生骨料混凝土没有进行养护工作，不饱和的空气中没有毛细孔和凝胶孔的吸附水，导致不可逆收缩情况出现，影响这种情况的原因有很多，有建筑垃圾再生骨料混凝土的水灰比和水化程度，有水泥成分与用量因素，也有骨料的详细品种以及用量情况。
某两条公路在进行施工的时候，提前对混凝土做了实验研究，从干拌时间、再生骨料来源进行分析得知，其中23号公路的建筑垃圾再生骨料混凝土，如果不进行干拌的话，提高骨料的最大粒径会导致建筑垃圾再生骨料混凝土增大收缩率，如果进行干拌，即可减少混凝土的收缩率；但是75号公路中，建筑垃圾再生骨料混凝土不管是否进行干拌，收缩率都会增加，收缩性能会受到影响。
3.2耐冻性
一般情况下，在严寒地区，建筑垃圾再生骨料混凝土因为受冻融循环的影响，很容易导致混凝土的质量降低，冰盐作用下会加剧建筑垃圾再生骨料混凝土质量的劣化。混凝土的抗凍性可以成为建筑垃圾再生骨料混凝土耐久性指标，表（1）为建筑垃圾再生骨料混凝土的抗冻性，得知使用建筑垃圾再生骨料混凝土搅拌得到的混凝土，抗冻性能与天然混凝土基本相同，也就是说再生骨料的用量不会因此影响到建筑垃圾再生骨料混凝土的抗冻性，有关研究表明，即使使用再生骨料，对建筑垃圾再生骨料混凝土也不会有抗冻性的影响。
某研究团队研究发明的一种再生骨料透水性混凝土，是由部分或全部再生粗骨料、水泥、二氧化硅微粉和水按照不同的比例搅拌制备而成。由于再生骨料透水性混凝土属于大孔混凝土，须采用插捣成型或碾压成型，保证力学性能和透水性能都在可控范围之内，研究团队已经委托建筑工程质量检测中心对再生透水混凝土的四项关键性能指标进行权威检测，检测结果全部符合行业标准的要求，研究的创新性也通过了教育部的科技查新。
总结：总而言之，随着社会经济的发展和科学技术的进步，以建筑垃圾作为原料的再生骨料可以作为可再生原料应用在当前建筑施工中，符合人们保护环境的现代观念，通过有效的方式可以提高混凝土的抗压强度和抗冻性，从而实现混凝土的高效利用。
参考文献：
[1]张. 建筑垃圾废砖再生粗骨料混凝土及预制墙板受力性能研究[D].郑州大学，2014.
[2]杜朝华. 建筑垃圾再生骨料混凝土及构件受力性能研究[D].郑州大学，2012.
[3]付俊飞. 建筑垃圾再生骨料混凝土及构件受力性能试验研究[D].郑州大学，2011.
[4]周清长. 建筑垃圾再生混合骨料混凝土的受力性能及透水性研究[D].厦门大学，2009.
作者简介：蒋伟勤（1984-），广西桂林人，汉族，讲师，工程硕士，主要研究方向：土木工程材料应用。
*项目基金：2017年广西自治区级大学生创新训练计划项目“建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能研究”（项目编号：201713639042）
[关键词]建筑施工；建筑垃圾；再生骨料；混凝土受力性能
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0099-02
引言：改革开放以来，随着社会主义市场经济的繁荣与发展，我国建筑事业得到了广阔的发展空间，建国初期的建筑物如今基本达到了使用年限，我国混凝土行业不得不面临着严峻的稳态，浇筑混凝土需要天热骨料，而天然骨料如今却十分匮乏；建筑垃圾大量存在，导致自然环境遭受巨大的危害，已经拆除的建筑物和已经达到报废标准的建筑物产生的混凝土，不仅污染环境，还会浪费土地，因此回收建筑垃圾，并将混凝土再利用对当前建筑施工行业有着重要的现实意义。
1. 建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能試验研究
1.1实验原材料选择
建筑垃圾再生骨料混凝土中，骨料不仅仅是混凝土骨架的构成物，而是会影响混凝土的性能、强度以及耐久性，内部形成的骨架可以有效提高混凝土的强度，改变再生混凝土的变形性能，防止混凝土在接下来的施工中有裂缝的可能，不同的混凝土应用时骨料却有着高强度，一般情况不会因为混凝土的破坏导致骨料破坏，因此废弃建筑物的建筑垃圾可以作为新的骨料，继续使用在接下来的建筑施工中。骨料中有粗骨料和细骨料之分，在选择骨料的时候需要根据实际情况进行，本次建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能试验中，选择的天然细骨料是兰州中川砂，细度模数为2.8，选择的天然粗骨料是卵石，粒级最小为5毫米，最大为31毫米。本次建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能试验中选择的再生粗骨料是某建筑工地被拆除的废旧房屋，这些建筑垃圾可以作为原料，在机械的作用下经过破碎与筛分后得到再生骨料。
从再生骨料的表面经过分析得知，表观的密度以及堆积密度是研究的重点，筛选出来的粗骨料最小为5毫米，最大为31毫米，细骨料最小为0.6毫米，最大为4.75毫米。经过配比后呈现出良好的配合比，不管是再生粗骨料还是再生细骨料，表观密度与堆积密度比天然的骨料要小。其中具体试验数据如下：天然粗骨料二十四小时吸水率为0.42%，表观密度为2682千克每立方米，堆积密度中松堆积密度为1694千克每立方米，紧堆积密度为1840千克每立方米，压碎指标为10.4%；天然细骨料的二十四小时吸水率为3.15%，表观密度为2609千克每立方米，松堆积密度为1588千克每立方米，细度模式为2.8；再生粗骨料中二十四小时吸水率为3.26%，表观密度为2587千克每立方米，松堆积密度为1270千克每立方米，紧堆积密度为1536千克每立方米，压碎指标为13.2%；再生细骨料中二十四小时吸水率为6.17%，表观密度为2299千克每立方米，松堆积密度为1189千克每立方米，细度模式为3.2，经过分析得知，造成这种情况主要是因为骨料自身特性决定的，天然的骨料从结构上讲比较坚硬且密度高，空隙小，而再生骨料表面不仅粗糙且有棱角，在骨料的表面上还有着水泥砂浆，而且经过损伤积累，再生骨料内部已经有了大量的裂纹存在，所以再生骨料的表观密度会比较低[1]。
1.2再生混凝土配合比
在本次建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能试验研究中，以再生粗骨料质量占全部粗骨料质量百分比作为再生粗骨料的代替率，本文将混凝土的设计强度等级定在C25，由于再生混凝土的耐久性有要求，本次实验中将水胶比控制在0.52，砂率控制在百分之三十，配合比按照我国相关标准严格进行，保证配合比工作是按照《再生骨料应用技术规程》中的内容进行的。再生骨料和天然骨料之间的吸水率不同，二者之间吸水率的差异比较大，为了保证搅拌物的工作性能不会因此受到影响，因此在进行配合比设计的时候要保证物料是饱和的状态，而且对再生混凝土做搅拌的时候用水量中要有基准用水量和附加用水量，其中基准用水量和普通混凝土的用水量要相同，附加用水量要从再生骨料的吸水情况考虑，在饱和的状态下，建筑垃圾再生骨料混凝土的水灰比应该保持不变。
1.3搅拌与养护
建筑垃圾再生骨料混凝土的搅拌和养护工作需要结合实际情况，使其符合我国国家的相关标准，按照《混凝土质量标准》中提到的规定做好搅拌工作，完善搅拌程序。本次建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能实验中，选择的搅拌设备是50L的强制搅拌机，在搅拌的时候先加入水泥以及细骨料，打开机械设备搅拌三十秒钟，然后在其中加入适量的水搅拌九十秒，最后加入粗骨料以及减水剂，同样搅拌九十秒，完成后需要对建筑垃圾再生骨料混凝土租出坍落度的测试，将其装模成型，放在标准养护箱里加以养护工作，标准养护箱中的温度应该控制在最低18摄氏度，最高22摄氏度，湿度达到95%即可[2]。
2. 建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能试验结果分析
2.1坍落度
在建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能实验室中，根据一定的配合比制作出四组再生混凝土，然后在水胶比为0.52和砂率为33%的时候，设计坍落度按照最小30毫米，最大50毫米，最终得知：（1）在不同的影响条件下，建筑垃圾再生骨料混凝土坍落度最低29毫米，最高55毫米，当前基本符合要求；（2）水胶比相同的实验条件下，建筑垃圾再生骨料混凝土坍落度比普通混凝土的坍落度小，这是因为建筑垃圾再生骨料混凝土的表面比较粗糙，而且孔隙比较多，吸水率比较大，这就在一定程度上降低了建筑垃圾再生骨料混凝土的坍落度。建筑垃圾再生骨料混凝土的粗糙表面增加了搅拌混合物的摩擦力，建筑垃圾再生骨料混凝土的粘聚性以及保水性比起天然骨料要好一些；（3）建筑垃圾再生骨料混凝土中，随着粗骨料取代率的增加，建筑垃圾再生骨料混凝土的坍落度呈现下降的趋势，不同的取代率呈现出相性关系，当取代率达到百分之百的时候建筑垃圾再生骨料混凝土坍落度明显有了增加的趋势，这可能是因为建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能实验中附加用水比较多，或者在试验过程中条件发生了变化；（4）建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能实验中，粗骨料取代率增加，坍落度变小，且建筑垃圾再生骨料混凝土的保水性和粘聚性加强，这是因为再生粗骨料的孔隙率提高，吸水率较大[3]。 2.2抗压强度
经过分析得知，建筑垃圾再生骨料混凝土的7d立方体抗压强度在取代率提高的同时，有了递减的趋势，最高时取代率可以达到27.2MPa，是设计强度的108%。不同的影响因素条件下，每组7d混凝土，四组一共28d建筑垃圾再生骨料混凝土，其抗压强度经过实验得知均可以满足C25标准的要求，建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能实验中，破坏形态和普通强度下的破坏形态基本相同，但是有的建筑垃圾再生骨料混凝土破坏面上骨料有断裂的现象，这很有可能是骨料在制作的过程中因为损伤导致的。
近年来，为全面提升建筑业技术水平，住房城乡建设部公布了关于做好《建筑业10项新技术（2017版）》推广应用的通知，再生骨料混凝土的轴心抗压强度标准值、轴心抗压强度设计值、轴心抗拉强度标准值、轴心抗拉强度设计值、剪切变形模量和泊松比均可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定取值。再生骨料混凝土的温度线膨胀系数、比热容和导热系数宜通过试验确定。当缺乏试验条件或技术资料时，可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《民用建筑热工设计规范》GB 50176的规定取值[4]。
3. 建筑垃圾再生骨料混凝土的耐久性
3.1干缩性
建筑垃圾再生骨料混凝土在空气当中会有结硬的过程，导致建筑垃圾再生骨料混凝土的体积逐渐变小，这一变小的现象被称之为混凝土的收缩现象，当混凝土不受力的时候很容易因为温度和湿度的原因导致自身自发变形，如果收到了支承条件和内部钢筋的约束，混凝土中会有拉应力的存在，严重情况下混凝土会因此开裂。建筑垃圾再生骨料混凝土与天然骨料混凝土一样会有结硬和收缩的可能，混凝土发生收缩的种类会有很多，例如干燥收缩。干燥收缩发生的情况下，一般是因为建筑垃圾再生骨料混凝土没有进行养护工作，不饱和的空气中没有毛细孔和凝胶孔的吸附水，导致不可逆收缩情况出现，影响这种情况的原因有很多，有建筑垃圾再生骨料混凝土的水灰比和水化程度，有水泥成分与用量因素，也有骨料的详细品种以及用量情况。
某两条公路在进行施工的时候，提前对混凝土做了实验研究，从干拌时间、再生骨料来源进行分析得知，其中23号公路的建筑垃圾再生骨料混凝土，如果不进行干拌的话，提高骨料的最大粒径会导致建筑垃圾再生骨料混凝土增大收缩率，如果进行干拌，即可减少混凝土的收缩率；但是75号公路中，建筑垃圾再生骨料混凝土不管是否进行干拌，收缩率都会增加，收缩性能会受到影响。
3.2耐冻性
一般情况下，在严寒地区，建筑垃圾再生骨料混凝土因为受冻融循环的影响，很容易导致混凝土的质量降低，冰盐作用下会加剧建筑垃圾再生骨料混凝土质量的劣化。混凝土的抗凍性可以成为建筑垃圾再生骨料混凝土耐久性指标，表（1）为建筑垃圾再生骨料混凝土的抗冻性，得知使用建筑垃圾再生骨料混凝土搅拌得到的混凝土，抗冻性能与天然混凝土基本相同，也就是说再生骨料的用量不会因此影响到建筑垃圾再生骨料混凝土的抗冻性，有关研究表明，即使使用再生骨料，对建筑垃圾再生骨料混凝土也不会有抗冻性的影响。
某研究团队研究发明的一种再生骨料透水性混凝土，是由部分或全部再生粗骨料、水泥、二氧化硅微粉和水按照不同的比例搅拌制备而成。由于再生骨料透水性混凝土属于大孔混凝土，须采用插捣成型或碾压成型，保证力学性能和透水性能都在可控范围之内，研究团队已经委托建筑工程质量检测中心对再生透水混凝土的四项关键性能指标进行权威检测，检测结果全部符合行业标准的要求，研究的创新性也通过了教育部的科技查新。
总结：总而言之，随着社会经济的发展和科学技术的进步，以建筑垃圾作为原料的再生骨料可以作为可再生原料应用在当前建筑施工中，符合人们保护环境的现代观念，通过有效的方式可以提高混凝土的抗压强度和抗冻性，从而实现混凝土的高效利用。
参考文献：
[1]张. 建筑垃圾废砖再生粗骨料混凝土及预制墙板受力性能研究[D].郑州大学，2014.
[2]杜朝华. 建筑垃圾再生骨料混凝土及构件受力性能研究[D].郑州大学，2012.
[3]付俊飞. 建筑垃圾再生骨料混凝土及构件受力性能试验研究[D].郑州大学，2011.
[4]周清长. 建筑垃圾再生混合骨料混凝土的受力性能及透水性研究[D].厦门大学，2009.
作者简介：蒋伟勤（1984-），广西桂林人，汉族，讲师，工程硕士，主要研究方向：土木工程材料应用。
*项目基金：2017年广西自治区级大学生创新训练计划项目“建筑垃圾再生骨料混凝土受力性能研究”（项目编号：201713639042）