武漢地區再生混凝土非承重墻板配合比的試驗研究

趙夢霄

摘要：本文基于前人試驗，采用100%再生粗骨料替代率，在15%粉煤灰等量取代的基礎上，設置了礦渣粉摻量分別為5%、10%、15%的三組配合比。在對三組試件進行抗壓強度和抗滲等級測定后進行成本分析，得出15%粉煤灰，15%礦渣粉等量取代的再生混凝土配合比，既滿足武漢地區非承重墻板的強度和抗滲要求，又相對于前兩組，進一步節約了成本。

Abstract： Based on predecessor's experiments， this paper adopted the substitution rate of 100% recycled coarse aggregate and the equivalent substitution rate of 15% fly ash， and set three mixing ratios of 5%， 10% and 15% slag powder. After the determination of compressive strength and impermeability grade of the three groups of specimens， the cost analysis was carried out， and the proportion of recycled concrete equivalent to 15% fly ash and 15% slag powder was obtained， which not only met the requirements of strength and impermeability of non-load-bearing wallboard? in Wuhan area， but also further saved the cost compared with the first two groups.

關鍵詞：再生混凝土;再生骨料;非承重墻板;配合比

Key words： recycled concrete;recycled aggregate;non-load-bearing wallboard;mix ratio

中圖分類號：TU528? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）24-0151-02

0? 引言

隨著城市化建設不斷加快，建筑材料消耗量日益增大，我國每年消耗天然骨料超過200億t[1]，超全球總體用量的一半。而砂石骨料屬于不可再生資源，在如此龐大的消耗量下，骨料儲量急劇減少。另一方面，拆遷、建設、裝修等生產活動產生的建筑垃圾日益增多，結合住建部規劃，到2020年我國還將新建住宅300億m2，按每萬m2建筑施工面積平均產生550t建筑垃圾測算，預計屆時我國建筑垃圾產生量將突破16億t，其中80%以上是廢混凝土塊、磚瓦碎塊、廢塑料等建筑材料。

再生混凝土是指將廢棄的混凝土塊經過破碎、清洗、分級后，按一定比例與級配混合，部分或全部代替砂石等天然骨料（主要是粗骨料），再加入水泥、水等配成的新混凝土[2]。合理利用廢棄混凝土，將再生混凝土用于工程建設中，不僅能節約天然砂石資源，還能保護環境，減少建筑垃圾對環境的污染。

1? 試驗材料及配合比

本試驗目的為對應用于武漢地區裝配式建筑非承重墻板的再生混凝土配合比的確定提供一定的參考，設定目標抗壓強度等級為C25，目標抗滲等級為P6。

1.1 試驗參數確定

本試驗配合比設置思路為在基于前人[3]研究結果，在保證抗壓強度等級上的基礎上，提高抗滲性能并盡量降低混凝土造價。

本試驗試驗采用100%再生粗骨料取代率，再生混凝土水灰比定為0.55，設定粉煤灰摻量為15%。因礦渣微粉和粉煤灰復摻可使水泥獲得較為密實的組織，高效增進混凝土性能，且可降低材料成本，故選取另一摻合料為礦渣粉，由于二者復摻總取代量不宜超過50%，設置三組礦渣粉摻量分別為5%、10%、15%，對摻合料目標效果為節約水泥，提高混凝土抗滲性，均采用等量取代法摻入。為克服再生骨料需水量大和粉煤灰增大混凝土需水量的缺點，摻入高效減水劑改善混凝土性能。

1.2 試驗原材料

①水泥：山東省某公司產P·O 42.5R水泥，性能指標見表1;②粉煤灰：河南某公司生產的I級粉煤灰;③礦渣粉：河南某公司生產的S95級高爐礦渣粉;④減水劑：河南某公司生產的ST-01A聚羧酸系高性能減水劑，減水率為25%-40%;⑤砂：天然河砂，細度模數為2.4，含水率為1.58%，屬中砂;⑥水：武漢市自來水;⑦再生粗骨料：由武漢工程大學材料樓及東配樓廢棄混凝土破碎篩分而成，采取廢棄混凝土高級利用方式[4]，即將廢棄混凝土破碎、篩分作為再生骨料，用于生產再生骨料混凝土，再生骨料不經其他化學處理。各項性能見表2。

1.3 試驗配合比

混凝土配合比設計參照JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》進行，在試驗過程中根據實際情況進行調整，具體配合比見表3。

2? 試驗結果與成本分析

2.1 抗壓試驗結果

混凝土抗壓試驗按照GBT50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行，采用100mm×100mm×100mm的立方體試塊，測定混凝土3d和28d抗壓強度。試驗結果見表4，柱狀圖見圖1。

由表4和圖1可知，混凝土抗壓強度隨礦渣粉摻量的增加呈增大趨勢，且均高于試驗目標強度值。

2.2 抗滲試驗

抗滲試驗按照GB50164《混凝土質量控制標準》進行，采用頂面直徑175mm，底面直徑185mm，高度150mm的圓臺體試件，6個為1組。養護60d后取出處理后進行抗滲試驗。試驗水壓初值為0.1MPa，并每隔8h增加0.1MPa，試驗過程中隨時注意觀察試件端面滲水情況，當6個試件中3個試件端面出現滲水時，即停止試驗，記下當時水壓值。抗滲等級P計算式為P=10H-1，式中：P為混凝土抗滲等級，H為6個試件中3個試件滲水時的水壓力，單位MPa，試驗結果見表5。

試驗設計抗滲水壓值0.7MPa，三組試塊實際抗滲等級均為大于P12，抗滲水壓值均高于設計值0.2MPa以上，符合抗滲要求。

2.3 成本分析

試驗所用各項原材料單價情況如表6所示。

計算得三組配合比再生混凝土1m3成本單價如表7所示。

由表7可知，試驗三組配合比中，每多5%摻量的礦粉等量取代，再生混凝土成本降低3.9元/m3。

3? 結論

本文在100%再生粗骨料取代率和15%粉煤灰摻量的基礎上，設置了礦粉摻量為5%，10%，15%的三組配合比，分別測定了其3d和28d抗壓強度和抗滲等級，并進行了成本分析。得出如下結論：

①15%的礦粉摻量不僅抗滲能力強，3d和28d抗壓強度最優，成本單價也為最低，具有成本優勢。從性能指標和經濟角度考慮，再生混凝土中粉煤灰摻量15%，礦渣粉摻量15%為本文最佳配合比。

②本試驗所用材料和各項參數設置均出于降低成本造價的目的，且試驗組數有限，所得結果具有一定的局限性，僅供實際工程參考。

參考文獻：

[1]胡幼奕.轉型中的中國砂石工業——談砂石行業未來發展大趨勢[J].中國建材，2018（07）：36-38.

[2]鄭建軍，盛毅生.再生混凝土技術與展望[J].浙江工業大學學報，2006，34（1）：1-7.

[3]鄭志毅.裝配式框架結構再生混凝土掛墻板的應用研究[D].武漢工程大學，2017.

[4]胡幼奕.建筑垃圾的回收與利用勢在必行[N].中國建材報，2015-07-30（002）.