废弃陶瓷替代混凝土粗骨料可行性研究

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发布时间：2021-09-11

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废弃陶瓷替代混凝土粗骨料可行性研究
何浩，杨传礼，王鹏，张悦，吴强，鞠泽青
(山东理工大学建筑工程学院，山东淄博255000)
[摘要]随着我国经济社会和陶瓷产业的迅猛发展，废弃陶瓷越来越多，对环境的危害也越来越大，因此成为许多社会人
士和学者所关注的焦点。通过对陶瓷再生骨料吸水率和压碎值的测定及陶瓷再生骨料混凝土物理力学性能、研究现状、经济方
面进行分析来最终得出其实施是可行的。
[关键词]废弃陶瓷；陶瓷再生粗骨料混凝土；可行性
[中图分类号]TU523 [文献标志码]A [文章编号]1001—523X (2016)09—0003—02
Feasibility Study of Replacing Concrete Coarse Aggregate with W aste Ceramics
He Hao，Yang Chuan—li，Wang Peng，Zhang Yue，Wu Qiang，Ju ze-qing
【Abstract]With the rapid development of China’S economy and society and the ceramic industry,more and more waste ceramics．
the harm to the environment is also growing，SO many people and scholars have become the focus of attention
．Based on recycled
ceramic aggregate on water absorbing rate and crush value determination，and ceramic aggregate physical and mechanical properties
of concrete，research status and economic aspects of feasibility analysis to finally comes to the conclusion that its implementation is
feasible．
【Keywords J waste ceramic；ceramic recycled coarse aggregate Concrete；feasibility
我国的陶瓷历史源远流长，生产技术相对成熟，是世界上
最大的陶瓷生产国和消费国，陶瓷产量多年居世界第一。国
家统计局数据显示，2015年第一季度陶瓷砖产量21亿m ，而
废品率大约为5 ～ 26％，另外，由于陶瓷在运输过程中容易
损坏，也会产生废弃陶瓷，由此可见我国的废旧陶瓷产量是
巨大的，而且，由于目前我国对于废旧陶瓷的处理技术非常
不成熟，可以回收利用的只有-d,部分，大部分废旧陶瓷仍
然采用填埋的方法。由于陶瓷的性质决定了陶瓷难以风化分
解，占用土地，因此废旧陶瓷的重新利用就变得非常重要。
目前，我国对废旧陶瓷回收利用的研究已经取得了一些
成果，但由于陶瓷种类繁多，已有的研究成果难免以偏概全，
故决定针对陶瓷地板砖此具体种类进行研究分析，以便得出
具体结论。
1 试验方法及材料性能
1．1 试验方法
配合比设计时，选用替代率分别为0％，20％，40％，60％，
80％，100％，100％ (等体积)的7组混凝土试件，试件采用
非标准尺寸lOOmm×100mm~100mm，换算系数为0．95。固
定水灰比0．54，坍落度控制在30～ 50mm。实测碎石表观密
度为2．88×10 kg／m ，陶瓷颗粒的表观密度为2．4×10 kg／m ，
考虑到在试验过程中其坍落度会减小，所以通过调整水泥浆
含量来满足坍落度要求。具体配合比见表1，其中JZ为对照组，
RC表示再生骨料，RC．1．5为粗骨料等体积替代组。
表1 混凝土配合比 kg／m
编号水泥水砂碎石陶瓷
JZ 361．11 195 644．72 l199．17 O
RC．1 (20％ ) 476-83 257．84 644．72 957．736 239．4
RC．2 (40％ ) 476 83 257 84 644 72 718．2 478．8
RC．3 (60％ ) 476．83 257．84 644．72 478．8 718．2
RC．4 (80％) 476．83 257．84 644．72 239．4 957．736
RC．5 (100％) 476．83 257．84 644 72 0 ll99．17
RC．1．5 (100％) 476．83 257．84 644．72 0 999．3l
收稿日期：2016_J06_J01
作者简介：何浩(1994一)，男，陕西富平人，主要研究方向为房建工程。
一般情况下，为形成坚固、稳定的混凝土骨架，粗骨料
颗粒的三维尺寸应尽可能接近。但在破碎过程中难免会出现
一些不大规则的形状。在JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石
质量及检验方法标准》中关于针片状颗粒作了如下规定：凡
岩石颗粒的长度大于该颗粒所属粒级平均粒径的2．4倍者为针
状颗粒；厚度小于平均粒径0．4倍者为片状颗粒。由于所采用
的陶瓷厚度在10mm左右，所以在试验过程中，陶瓷颗粒的级
配5～ 20mm连续粒级，碎石的级配也控制在5～20mm。水
泥采用强度为42．5MPa普通硅酸盐水泥。
1．2 材料性能
普通混凝土的受力破坏一般出现在骨料与水泥石的界面
上，或者是水泥石本身的破坏。因此对于普通混凝土，水泥
石自身的强度和其与粗细骨料之间的粘结情况是影响混凝土
强度的主导因素。根据已有研究结果表明，再生骨料的压碎
值和吸水率分别是决定高强再生混凝土与中低强再生混凝土
力学性能的一个主要因素。
1．2．1 压碎指标值测定
通常情况下，陶瓷企业所提供的有关陶瓷技术参数是不
包含材料的压碎指标的，依据GB／T 14685-2011《建筑用卵
石、碎石》，试件应取3份，每份3kg，由于陶瓷颗粒的堆积密
度比碎石要小很多，规范规定试件高度以距圆模上口10mm准，
所以称取陶瓷颗粒3份每份2．5kg。将试件分两层装入圆模内，
每装完一层后，在底盘下面放置一直径为10mm的圆钢，将
桶左右颠倒25次，两层颠实后平整模内试件表面，盖上压头，
放置于试验机上，以1kN／s的速度加至200kN并稳定5s，然后
卸载，用2．36mm的筛子筛出被压碎的细粒，通过计算得出气
干状态压碎指标(％)：天然骨料为8．0，陶瓷再生骨料为4．9。
1．2．2 吸水率测定
依据GB／T 14685-2011《建筑用卵石、碎石》，称取陶瓷
再生骨料和碎石各4kg，每样2份。取试件置于水中，水面需
高出试件表面5mm，浸泡24h后，从水中取出，用湿毛巾擦
干颗粒表面，得饱和面干试件，称其质量。然后烘干至恒重，
再称其质量。通过计算得陶瓷再生骨料的吸水率为1．8％，
碎石的吸水率为0．7％。根据表2，可以推出陶瓷再生骨料满足
C30～ C60及抗冻、抗渗或有其他要求的混凝土。