庞登峰 李 晖 李 莉 覃伊宁 苏树年 郭军华

（南宁市建筑科学研究设计院，广西 南宁 530000）

建筑固体废弃物再生砖利用的材料配合比研究

庞登峰 李 晖 李 莉 覃伊宁 苏树年 郭军华

（南宁市建筑科学研究设计院，广西 南宁 530000）

建筑固体废弃物日益增多，更好地循环利用建筑固体废弃物具有必要性和重要性。本次建筑固体废弃物再生砖利用的材料配合比研究表明，在达到再生砖强度要求的前提下，综合经济效益因素，确定最佳配合比为水泥∶水∶砂∶再生骨料；10∶6∶10.8∶50.7kg；1∶0.60∶1.08∶5.07；300∶180∶326∶1520kg/m3。加入2%添加剂可以在抗压强度不变的情况下节省水泥用量，从而降低生产成本。

建筑固体废弃物；再生砖利用；材料配合比

1 概述：建筑固体废弃物再生制砖背景

1.1 建筑固体废弃物的现状

跟据有关数据统计，国内建筑固体废弃物的排放量占城市垃圾总量的35%～45%，我国年均产生的建筑固体废弃物超过1 亿吨，一部分用于回填，大多数直接运往城郊或者乡村，采用露天堆放或填埋处理，这样不仅占用耕地、耗用大量的垃圾清运及填埋等建设费用，还对大气和水域造成严重的污染，破坏自然生态环境[1]。

本研究主要对建筑固体废弃物再生砖利用的材料配合比，添加剂的配合比，合理制作成本等各项技术研究。这项技术的研发产品“建筑固体废弃物再生制砖”是粘土砖一种理想的替代材料，生产建筑固体废弃物再生制砖可利用大量建筑垃圾及粉煤灰等废料，净化了环境、节约了能源、保护了土地资源，是一种具有巨大的经济效益和社会效益的制品。

1.2 建筑固体废弃物再生制砖研发必要性、紧迫性

循环利用建筑固体废弃物，可以大大减少资源浪费和环境污染。建筑废弃物再生技术已成为当今社会关注的课题，也符合国家鼓励和支持的政策。因此，建筑固体废弃物再生制砖技术的研究应运而生，以求较大程度上解决建筑固体废弃物的处理问题，提高能耗资源的综合利用率，实现建筑材料可持续发展十分必要。

以建筑固体废弃物为主要生产原材料的再生砖生产企业，可以有效的利用大量的建筑固体废弃物，快速形成产业化，规模化的绿色循环经济，替代泥土制砖。广西作为中国辐射东盟各国的前沿，在北部湾经济区开发和城镇化的背景下，需要大量的建筑砌砖作为城市化建设的原材料。而目前传统的粘土砖因环境破坏、能耗大、资源浪费严重终究要进行产业化淘汰，这一部分市场空缺，亟需大量绿色环保的建筑固体废弃物砌块尽快实现产业化。

2 建筑固体废弃物材料成分分析

建筑施工和旧建筑拆除过程中，产生的固体垃圾量巨大。通过对国内施工和旧建筑拆除过程中建筑垃圾的组成成分与所占比例分析[2]，结果如下表1。

表1 施工和拆除过程中建筑垃圾组成比例（%）

通过表1可以看出，在旧砖混结构建筑物中，瓦砾、砖块约占80%，其余主要为碎玻璃、木料、渣土、石灰等，现阶段拆除的旧建筑大多属于砖混结构的居民房；废旧框架、剪力墙结构的建筑物中，废混凝土块约占50%～60%，其余多为砖块、砌块、塑料制品、金属等。随着建筑设计与新材料的使用，废旧建筑拆除固体垃圾的组成成分也会发生变化，主要成分由废砖块、瓦砾向废混凝土块转变。因此，建筑固废中瓦砾、砖块、混凝土块所占的比例最大，是生产再生骨料的可靠来源，回收利用价值和可靠性比较高。

3 建筑固体废弃物再生制砖材料配合比试验

再生制砖材料配合比是指再生砖中各组成材料之间的比例关系。设计再生制砖材料配合比的基本要求：第一、满足再生砖的强度等级。 第二、满足施工要求。第三、满足上述条件下做到节约水泥和降低制砖成本。从表面上看，再生制砖材料配合比计算只是水泥、砂子、再生骨料、水这四种组成材料的用量。实质上是根据组成材料的情况，确定满足上述三项基本要求的三大参数：水灰比、单位用水量和砂率，为降低生产成本，本试验还增加外加剂试验。

在本实验设计中，再生制砖材料配合比通常用每立方米再生砖中各种材料的质量来表示，或以各种材料用料量的比例表示（水泥的质量为1）。再生制砖材料配合比试验执行JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》[3]。

3.1 原材料的选择

水泥：选用海螺牌P042.5；

石：建筑垃圾固体废料，主要包括砖渣、废混凝土（粒径范围4.85～10.00mm），建筑垃圾取自南宁市建筑科学研究设计院建筑垃圾堆场；

砂：中（河）；

水：配料用水为自来水；

助剂：为南宁市建筑科学研究设计院自主研发配制。

3.2 再生制砖材料配合比参数确定

（1）再生砖配制强度的确定

混凝土配制强度应按下式计算：

其中：σ——混凝土强度标准差（N/mm2）。取σ=5.00（N/mm2）；

f cu，0——混凝土配制强度（N/mm2）；

f cu，k——混凝土立方体抗压强度标准值（N/mm2），取f cu，k=23（N/mm2）；

经过计算得：f cu，0=23+1.645×5.00=30.23（N/mm2）。（2）水灰比计算

再生砖水灰比按下式计算：

W/C=σa*fce/(f cu，0+σa*σb*fce)

其中：σa，σb——回归系数，由于粗骨料为碎石，根据规程查表取σa=0.46，取σb＝0.07；

fce——水泥28d抗压强度实测值，取48.00（N/mm2）；

经过计算得：W/C=0.46×48.00/（30.23+0.46×0.07× 48.00）=0.69。

（3）用水量选择

根据坍落度数值及所用再生骨料粒径≤10mm，用水量mwo选用180kg。

（4）水泥用量计算

M co=180/0.6=300kg。

（5）再生骨料、砂用量的计算

M go=Mcp-Mwo-M co-M so =1520kg

（6）配合比

根据以上计算得：水泥∶水∶砂∶再生骨料；每m³混凝土用料（Kg）300∶180∶326∶1520；重量配合比1∶ 0.60∶1.08∶5.07。

3.3 配合比的试配、调整与确定

（1）试用配合比1和2，分别进行试拌

配合比1：水泥∶水∶砂∶再生骨料= 300∶180∶326∶1520=1∶0.60∶1.08∶5.07；试拌材料用量为：水泥∶水∶砂∶再生骨料=10∶6∶10.8∶50.7kg；拌和后，60min坍落度保留值50mm，抗压强度28d,23.3Mpa,达到设计要求；

配合比2：水泥∶水∶砂∶再生骨料= 350∶180∶326∶1520=1∶0.50∶0.93∶4.34；试拌材料用量为：水泥∶水∶砂∶再生骨料=10∶5∶9.3∶43.4kg；拌和后，坍落度仅35mm,达不到设计要求，故保持水灰比不变，增加水泥用量500g，增加拌和用水220g，再拌和后，坍落度达到65mm，符合设计要求。此时，实际各材料用量为：水泥∶水∶砂∶再生骨料= 10.5∶5.4∶9.3∶43.4kg。

（2）强度检测

依据GB/T15229-2011《轻集料混凝土小型空心砌块》、GB/T4111-1997《混凝土小型空心砌块试验方法》进行强度检测；第1、2组配合比强度均达到试配强度要求，综合经济效益因素、生产成本，确定配合比为第1组，即：水泥∶水∶砂∶再生骨料；10∶6∶10.8∶50.7kg；1∶0.60∶1.08∶5.07；300∶180∶326∶1520kg/m3。

3.4 外加剂试验与结果

在以上配合比试验的基础上，为了寻求最佳配合比配方，降低生产成本，我们进行了多次试验，现将其中较有代表性的4次列表见表2：

表2 配合比试验结果

根据表2所列数据，从1#与2#对比可知，水泥放得越多，砌块强度越高。从2#与3#对比可知，加入添加剂可减少水泥用量而强度基本不变（还可提高早期强度），从3#与4#对比当小概率事件的概率P取5%时，取地震等级最高的9次，即当地震等级为6.3级及以上的时候就认为是小概率事件。因此在分配风险责任的时候，应当以此作为一个参考，分配合同双方的责任。

当地震级别小于6.3级时，说明是大概率事件，是施工方所能合理预测到的。地震发生之前，施工方应该做好相应的防范措施，合理的安排施工进度，应对地震带来的成本和时间损失，地震带来的成本和时间损失也应该有施工方全部承担。

当地震级别大于等于6.3级时，说明是小概率事件，是施工方所不能合理预测到的。地震发生之前，施工方做了相应的防范措施，但地震级别较大，超出了预测，带来的成本和时间损失应该由业主负责。

根据这一风险分配原则，当地震灾害发生以后，首先确定地震的等级，然后再根据上述分析来确定业主和承包商的地震风险责任分配。

7 结论

在整个建设过程中，施工合同对当事双方的权利和义务进行详尽说明，规定了双方的责任，保障了工程顺利开展。施工合同中关于风险责任的明确描述，是合同双方进行各自工作的参考，也让合同双方积极主动地去应对风险，做好风险防范准备，尽量降低风险带来的损失。当风险发生以后，也能够依据合同来划分风险责任，避免工程纠纷。

[1] 李洲.建筑工程项目的风险分析和管理[J].北京:建材世界,2010,31(6):116-118.

[2] 韩国波.建设工程项目管理[M].重庆:重庆大学出版社,2011:272-277.

[3] 杨辉丽.工程建设项目合同风险管理的分析[J].大众科技,2007,(7):21-23.

[4] 卿姚.我国工程项目风险管理研究综述[J].四川建筑科学研究,2007,33(2),193-196.

[5] 何佰洲,宿辉.建设工程施工合同(示范文本)条文注释与应用指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2013:93-95.

[6] 郭章林,李丽.基于FIDIC条款的施工合同双方地震风险责任分担研究[A].风险分析和危机反应的创新理论和方法——中国灾害防御协会风险分析专业委员会第五届年会论文集[C].2001:53-56.

Construction of solid waste material with the use of recycled brick Ratio

Building solid waste is increasing, a better circulation has the necessity and importance of building solid waste utilization. With this construction solid waste recycled brick with material than research shows that, in the premise to achieve requirements of strength of recycled brick, factors of comprehensive economic benefit, determine the best mix cement∶water∶Sand∶recycled aggregate; 10∶6∶10.8∶50.7kg; 1∶0.60∶1.08∶5.07; 300∶180∶326∶1520kg/m3. Save the amount of cement adding 2% additives can be constant in the compressive strength of the case, thus reducing the production cost.

Building solid waste; the use of recycled brick; material mixing ratio

TU5;X799

A

1008-1151(2015)01-0054-02

2014-12-11

庞登峰，供职于南宁市建筑科学研究设计院。