建筑垃圾粉土对水泥砂浆性能影响的研究

叶友志

(泉州信息工程学院，福建 泉州 362000)

建筑垃圾粉土对水泥砂浆性能影响的研究

叶友志

(泉州信息工程学院，福建 泉州 362000)

本研究采用正交试验法，开展建筑废弃物的再利用和绿色环保新材料的研发。试验中，将建筑垃圾破碎过筛筛选出细度小于75μm的粉土掺入水泥砂浆，探讨掺量对其抗压强度和流度值的影响。结果表明，水灰比和粉土掺量都会影响水泥砂浆流度值和抗压强度。建筑垃圾粉土掺量相同时，水泥砂浆的流度值随水灰比的增加而增大；水灰比相同时，水泥砂浆的抗压强度随建筑垃圾粉土掺量增加而降低；当建筑垃圾粉土掺量相同时，水泥砂浆的最佳水灰比在0.5～0.6取值。

建筑垃圾粉土;水泥砂浆;抗压强度;流度值

1. 引言

目前，我国正处于经济建设发展迅猛的的重要阶段，尤其在房地产建设上，更是走在各行业发展的前列，随之带来大量的建筑垃圾。我国在建筑施工和建筑拆除中产生的建筑垃圾在城市垃圾中占到了30%-40%，而这些建筑垃圾一般都直接废弃或者很少有效的合理利用，这造成了极大的环境污染和资源的浪费。随着环保意识逐渐加强，环境保护与废弃物利用日益受到全球的重视，许多研究学者不断探讨建筑绿色环保材料的研发和建筑废弃物的利用，以降低目前水泥与砂石的用量，不仅减少对环境的破坏，而且满足建筑材料在工程上的需求。经过国内外有关专家学者的多年研究，使用建筑垃圾粉土采用不同比例拌制水泥砂浆可有效的降低成本，减少建筑废弃物的数量，让建筑废弃物得到再次利用，从而达到满足节约成本与环境保护的目的。

本研究主要是将建筑垃圾破碎过筛后筛选出细度小于75μm的建筑垃圾粉土，并使用其不同比例取代水泥拌制成水泥砂浆，以确定建筑垃圾粉土含量对水泥砂浆性能的影响。

2.原材料及试验方法

2.1 原材料

1.水泥：采用泉州本地制造的42.5R普通硅酸盐水泥。

2.细粒料：采用一般天然砂(河沙)。

3.建筑垃圾粉土：建筑垃圾经破碎后，筛选细度小于75μm的建筑垃圾粉土。

4.水：城市普通自来水。

2.2 试验方法

1.试件尺寸及形状

试件尺寸为5cm×5cm×5cm正方体试样(如图1所示)，试件共分成2批。实验每组分别添加不同比例的粉土取代水泥，取代比例分别为0%、5%、10%、15%、20%、 25%、30%，水灰比分别为0.4、0.5、0.6、0.7、0.8，每批共35组配比，总计70组配比。

图1

2.试验方法

本研究采用正交试验法，以建筑垃圾作为主要试验材料，将建筑垃圾破碎过筛筛选出建筑垃圾中细度小于75μm的粉土。研究粉土的掺量对水泥砂浆试样的抗压强度、流度值等性能的影响程度,并观察其变化情况。

(1)抗压强度试验

水泥砂浆立体抗压试验(T0507-2005)，试样在标准养护室养护达到28天后，在试样顶部表面使用石膏抹平试件，以防止试件抗压时表面不平整出现的应力集中现象。加载速度控制在4.5kN/s-5kN/s，从而确定抗压破坏的最大荷重fcu(单位：kN)，假设试样断面积为A(单位：cm2)，抗压强度用μσcu表示，则试验计算公式如(1)所示：

σcu=fcu/A

(1)

(2)流度试验

本试验在测定水泥砂浆标准流度值为110±5%下的含水量，据此确定水泥砂浆中流度与含水量之间的关系。水泥砂浆的流度值与含水量成正比，含水量越大，则流度值越大；反之则越小。

3. 试验过程

试验材料主要采用天然砂、水泥、建筑垃圾粉土以及水。在水泥砂浆每立方米配比中，添加天然砂1600kg，水泥400kg，水灰比分别为0.4、0.5、0.6、0.7、0.8，此5组试样作为参照组。试验将建筑垃圾破碎过筛筛选出建筑垃圾中细度小于75μm的粉土，并且添加不同比例的粉土取代水泥，取代比例分别为0%、5%、10%、15%、20%、 25%、30%，水灰比分别为0.4、0.5、0.6、0.7、0.8，每批共35组配比，共2批，总计70组配比，试件成型后，在标准养护室里统一养护28天后，对试件进行拆模并测试。整个试验采用正交试验法，观测水泥砂浆试件的流度值与抗压强度的变化。

4.试验结果与分析

图1 水泥砂浆28天的流度值

图1为试验中不同掺量对水泥砂浆流度值的影响图。据图可知，在建筑垃圾粉土掺量不变时，除水灰比0.4和水灰比0.5外，其他各组水泥砂浆的流度值随着水灰比的增加而增加；在水灰比不变时，除水灰比0.4和水灰比0.5外，其他各组水泥砂浆的流度值与建筑垃圾粉土掺量成正比例关系；选用水灰比0.4和水灰比0.5时，水泥砂浆的流度值几乎为0，当选用水灰比0.8时，不同掺量的水泥砂浆流度值都达到了110%。

由上述实验数据可知，使用不同掺量的建筑垃圾粉土可以有效提高水泥砂浆的流度值。

图2 水泥砂浆28天的抗压强度

图2为试验中不同掺量对水泥砂浆抗压强度的影响图，建筑垃圾粉土细度小于75μm，掺量为0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%，水灰比选用0.4-0.8，在标准养护室养护28d后进行抗压试验。如图所示，在水灰比不变时，水泥砂浆的抗压强度随着建筑垃圾粉土掺量比例的减少而降低；在建筑垃圾粉土掺量相同时，各组水泥砂浆的抗压强度呈现中间高两边低的趋势，并在水灰比为0.5-0.6时，水泥砂浆的抗压强度达到最高。

综上所述，建筑垃圾粉土会导致水泥砂浆的抗压强度降低。

5.结论

(1)使用不同掺量的建筑垃圾粉土可以有效提高水泥砂浆的流度值。 (2)在水灰比相同时，水泥砂浆的抗压强度随着建筑垃圾粉土掺量比例的增加而降低。

(3)在建筑垃圾粉土掺量不变时，各组水泥砂浆的抗压强度呈现中间高两边低的趋势，并在水灰比为0.5～0.6时，水泥砂浆的抗压强度达到最高。

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StudyontheEffectofConstructionWasteSiltySoilonthePropertiesofCementMortar

YE You-zhi
(Quanzhou Institute of Information Engineering, Quanzhou FUjian 362000, China)

In this study, the reuse of construction waste and the development of new green environmental protection materials were studied by orthogonal test. To study the influence of the amount of admixture on the compressive strength and fluidity value of the cement mortar, the construction waste was broken and screened, and the silty soil with fineness less than 75was added to cement mortar in the test. The results show that both the water-cement ratio and the silt content affect the fluidity value and compressive strength of cement mortar. With the same amount of construction waste silty soil mixed, the higher water-cement ratio, the higher fluidity value; With the same water-cement ratio, the higher construction waste silty soil mixed, the lower compressive strength of cement mortar; when the same amount of cement mortar mixed with the construction waste silty soil, the optimum water-cement ratio falls with in range of 0.5 ～ 0.6.

construction waste silty soil; cement mortar; compressive strength; fluidity value

TQ177.62

A

1671-3974(2017)04-0055-03

2017-09-26

2015年度福建省中青年教师教育科研项目计划(科技类)立项课题《道路混凝土路面砖的主要性能和构件的关系》(JA15597)的阶段性研究成果。

叶友志(1989- )，男，大学，福州大学在读研究生，泉州信息工程学院土木工程学院工程造价专业主任，研究方向：工程造价。