武汉地区再生混凝土非承重墙板配合比的试验研究

赵梦霄

摘要：本文基于前人试验，采用100%再生粗骨料替代率，在15%粉煤灰等量取代的基础上，设置了矿渣粉掺量分别为5%、10%、15%的三组配合比。在对三组试件进行抗压强度和抗渗等级测定后进行成本分析，得出15%粉煤灰，15%矿渣粉等量取代的再生混凝土配合比，既滿足武汉地区非承重墙板的强度和抗渗要求，又相对于前两组，进一步节约了成本。

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.

关键词：再生混凝土;再生骨料;非承重墙板;配合比

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

中图分类号：TU528                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）24-0151-02

0  引言

随着城市化建设不断加快，建筑材料消耗量日益增大，我国每年消耗天然骨料超过200亿t[1]，超全球总体用量的一半。而砂石骨料属于不可再生资源，在如此庞大的消耗量下，骨料储量急剧减少。另一方面，拆迁、建设、装修等生产活动产生的建筑垃圾日益增多，结合住建部规划，到2020年我国还将新建住宅300亿m2，按每万m2建筑施工面积平均产生550t建筑垃圾测算，预计届时我国建筑垃圾产生量将突破16亿t，其中80%以上是废混凝土块、砖瓦碎块、废塑料等建筑材料。

再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后，按一定比例与级配混合，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]。合理利用废弃混凝土，将再生混凝土用于工程建设中，不仅能节约天然砂石资源，还能保护环境，减少建筑垃圾对环境的污染。

1  试验材料及配合比

本试验目的为对应用于武汉地区装配式建筑非承重墙板的再生混凝土配合比的确定提供一定的参考，设定目标抗压强度等级为C25，目标抗渗等级为P6。

1.1 试验参数确定

本试验配合比设置思路为在基于前人[3]研究结果，在保证抗压强度等级上的基础上，提高抗渗性能并尽量降低混凝土造价。

本试验试验采用100%再生粗骨料取代率，再生混凝土水灰比定为0.55，设定粉煤灰掺量为15%。因矿渣微粉和粉煤灰复掺可使水泥获得较为密实的组织，高效增进混凝土性能，且可降低材料成本，故选取另一掺合料为矿渣粉，由于二者复掺总取代量不宜超过50%，设置三组矿渣粉掺量分别为5%、10%、15%，对掺合料目标效果为节约水泥，提高混凝土抗渗性，均采用等量取代法掺入。为克服再生骨料需水量大和粉煤灰增大混凝土需水量的缺点，掺入高效减水剂改善混凝土性能。

1.2 试验原材料

①水泥：山东省某公司产P·O 42.5R水泥，性能指标见表1;②粉煤灰：河南某公司生产的I级粉煤灰;③矿渣粉：河南某公司生产的S95级高炉矿渣粉;④减水剂：河南某公司生产的ST-01A聚羧酸系高性能减水剂，减水率为25%-40%;⑤砂：天然河砂，细度模数为2.4，含水率为1.58%，属中砂;⑥水：武汉市自来水;⑦再生粗骨料：由武汉工程大学材料楼及东配楼废弃混凝土破碎筛分而成，采取废弃混凝土高级利用方式[4]，即将废弃混凝土破碎、筛分作为再生骨料，用于生产再生骨料混凝土，再生骨料不经其他化学处理。各项性能见表2。

1.3 试验配合比

混凝土配合比设计参照JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》进行，在试验过程中根据实际情况进行调整，具体配合比见表3。

2  试验结果与成本分析

2.1 抗压试验结果

混凝土抗压试验按照GBT50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行，采用100mm×100mm×100mm的立方體试块，测定混凝土3d和28d抗压强度。试验结果见表4，柱状图见图1。

由表4和图1可知，混凝土抗压强度随矿渣粉掺量的增加呈增大趋势，且均高于试验目标强度值。

2.2 抗渗试验

抗渗试验按照GB50164《混凝土质量控制标准》进行，采用顶面直径175mm，底面直径185mm，高度150mm的圆台体试件，6个为1组。养护60d后取出处理后进行抗渗试验。试验水压初值为0.1MPa，并每隔8h增加0.1MPa，试验过程中随时注意观察试件端面渗水情况，当6个试件中3个试件端面出现渗水时，即停止试验，记下当时水压值。抗渗等级P计算式为P=10H-1，式中：P为混凝土抗渗等级，H为6个试件中3个试件渗水时的水压力，单位MPa，试验结果见表5。

试验设计抗渗水压值0.7MPa，三组试块实际抗渗等级均为大于P12，抗渗水压值均高于设计值0.2MPa以上，符合抗渗要求。

2.3 成本分析

试验所用各项原材料单价情况如表6所示。

计算得三组配合比再生混凝土1m3成本单价如表7所示。

由表7可知，试验三组配合比中，每多5%掺量的矿粉等量取代，再生混凝土成本降低3.9元/m3。

3  结论

本文在100%再生粗骨料取代率和15%粉煤灰掺量的基础上，设置了矿粉掺量为5%，10%，15%的三组配合比，分别测定了其3d和28d抗压强度和抗渗等级，并进行了成本分析。得出如下结论：

①15%的矿粉掺量不仅抗渗能力强，3d和28d抗压强度最优，成本单价也为最低，具有成本优势。从性能指标和经济角度考虑，再生混凝土中粉煤灰掺量15%，矿渣粉掺量15%为本文最佳配合比。

②本试验所用材料和各项参数设置均出于降低成本造价的目的，且试验组数有限，所得结果具有一定的局限性，仅供实际工程参考。

参考文献：

[1]胡幼奕.转型中的中国砂石工业——谈砂石行业未来发展大趋势[J].中国建材，2018（07）：36-38.

[2]郑建军，盛毅生.再生混凝土技术与展望[J].浙江工业大学学报，2006，34（1）：1-7.

[3]郑志毅.装配式框架结构再生混凝土挂墙板的应用研究[D].武汉工程大学，2017.

[4]胡幼奕.建筑垃圾的回收与利用势在必行[N].中国建材报，2015-07-30（002）.