再生混凝土空心砌块配合比设计初探.pdf

2 0 1 3年 第 8期 (总 第 2 8 6 期 ) Nu mb e r 8i n2 0 1 3 ( T o t a l No ． 2 8 6 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 混凝土制品 C0NCRET E P RODUCTS d o i ： 1 0 ．3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 2 — 3 5 5 0 ． 2 0 1 3 ． 0 8 ．0 3 5 再生混凝土空心砌块配合比设计初探 卢凌寰 ’ ，朱惠英 ’ ，冯庆革 。李贞 ’ ( 1 ． 广西建筑科学研究设计院，广西 南宁 5 3 0 0 1 1 ； 2 ． 广西大学，广西 南宁 5 3 0 0 0 4 ) 摘要： 再生混凝土空心砌块是利用建筑垃圾中的废弃混凝土进行再利用制备的绿色建材。 提出了利用建筑垃圾制备再生混 凝土空心砌块配合 比设计的程序和计算方法 ， 并以强度等级 MU 5 ．0的再生混凝土空心砌块为例进行了实例计算 。 关键词 ： 再生混凝土 ；空心砌块；配合 比设计 中图分类号 ： T U 5 2 8 ． 0 6 2 文献标志码 ： A 文章编号： 1 0 0 2 — 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 8 — 0 1 2 7 — 0 2 Di s c u s s i o n 01 1 d e s i gn o f m i x p r o p or t i on o f c o n c r e t e h o l l o w b l o c k L UL i n g h u a n1 ， Z HUHu i y i n g ， F E NGQi n g g e 2 , L I Z h e n ( 1 ． Gu a n g x i R e s e a r c hI n s t i t u t e Bu i l d i n g ， Na n n i n g5 3 0 0 1 1 ， Ch i n a ； 2 ． Co l l e g e o f E n v i r o n me n t ， Gu a n g x i Un i v e r s i t y ， Na n n i n g5 3 0 0 0 4 ， Ch i n a ) Ab s t r a c t ： Ho l l o w b l o c k wi t h r e g e n e r a t i o n c o n c r e t e wa s a k i n d o f g r e e n b ml din g ma t e r i a l s wh i c h wa s p r e p a r a t e d wi t h wa s t e c o n c r e t e i n c o n s t r u c t i o n wa s t e r e c y c l i n g ． De s i gn p r o c e d u r e a nd c a l c u l a t i o n me t h o d o fmi x p r o p o r t i o n o fr e c y c l e d c o n c r e t e h o l l o w b l o c k u s i n g t h e c on - s t r uc t i o n wast e．As a l l e x a mpl e of c a l c ul a t i o n， t he mi x p r o po r t i on o f r e g e n e r a t i o n c o n c r e t e h o l l o w b l o c k wi t h s ~e n g t h gra d e MU5 ． 0 wa s d i s c u s s e d ． Ke yw o r ds ： r e g e n e r a t i o n c o n c r e t e ； h o l l o wb l o c k； mi xp r o p o r t i o nd e s i gn O 引 言 在建筑垃圾资源化综合利用 中， 利用建筑垃圾 中的废 弃混凝土制备再生骨料 ( 包括粗骨料和细骨料 ) ， 再利用再 生骨料制备再生混凝 土或再生新型墙 材 ， 例如再生混凝 土 空心砌块 ， 可以有效实现建筑垃圾的减排 目标 。 国家发布并 实施的 G B ／ T 2 5 1 7 6 - - 2 0 1 0 (( ~凝土和砂浆用再生细骨料》 和 G B ／ T 2 5 1 7 7 --2 0 1 0 (( 混凝土用再生粗骨料》 ， 为再生细骨料 和粗骨料 在再生混凝土及砂浆 中的利用提供了技术依据。 制备再生混凝土空心砌块所需 的再生骨料主要来源是 建筑垃圾 中的废弃混凝土。 目 前虽然 国内外对再生混凝土的 研究已经进入 比较深入的阶段， 但对于采用再生骨料制备的 再生混凝土空心砌块， 尚无计算砌块配合比的定型公式。 根 据对再生混凝土及再生混凝土空心砌块研究积累的经验 ， 提 出再生混凝土空心砌块配合比的计算方法， 但采用不同再生 骨料的实际配合比， 还需要根据具体 隋况去摸索和实践。 1 再 生混凝 土空心砌 块配合 比设计 流程 再生混凝土空心砌块配合 比的设计流程如图 1 所示 。 在选择水泥 、 天然骨料用量 、 再生骨料 的用量时 ， 在保 证所制备的再生混凝土空心砌块的性能的同时还应该考 虑经济性 。 孳 蠹 寰 婪 望 H 曩 量 磊 鑫 H H篇 H凳 青 水i t 等 级 及 块 型 l ’ l块 混 凝 土 的 强 度 l 。 l 用 水 量 l 。 l 水 灰 比 I 。 I 泥 用 、 H 誓 董 帚 鍪 、 卜匡 篓 蕃 琵 细 骨 料 )用 量 r]再 生 骨 料 用 量r ]兰 ! ! 竺 r]认 配 合 比 图 1 再 生混凝 土 空心砌 块 配合 比的设 计流 程 1 ． 1 计算再生混凝土空心砌块所用混凝土的配料 强度 按多因素组成计算 ， 其计算式为 ： 砌块混凝 土配料 强度 R h ---- - ( 砌块设计强度 R 砌块 总 面积 ／ 砌块净面积 + 1 ． 6 4 5 x 均方差 ) 成型工 艺系数 B x 养 护条件系数 Hx 空心率调整 系数 Mx ( 1 一 再 生骨料调整 系 数 ) 。 当砌块设计强度不超过 2 0 ／ V ~ P a 时 ， 均方差取 4 MP a 。 成型工艺系数 B ： 自动计量的震动加压成型 B = I ； 震动 加压成型 B = I ． 0 5 ； 震动成型 B = I ． 1 5 ； 人工振捣成型 ， B = I ． 3 6 。 养 护条件系数 ： 蒸汽养护 H = I ． 0 ； 淋水养 护 H = I ． 1 ； 自然养护 H = I ． 3 。 空心率与强度变化系数可根据表 1 进行选择。 再生骨料调整 系数 ， 由于掺人的再生粗 、 细骨料 ( 微 粉) 的性能( 包括级配等) ， 取代天然骨料的比例不同， 应对 收稿 日期 ：2 0 1 3 - 0 2 - 2 6 基金项 目：广东省建筑 节能与应用技术重点实验室开放基金项 目( 2 0 0 9 A 0 6 0 8 0 0 0 2 1 ) ； 广西科学研究与技术开发计划( 桂科攻 1 1 1 0 7 0 1 6 ． 1 1 与桂科攻1 1 1 4 5 0 0 1 ． 3 ) ； 广西建筑节能技术重点实验室( 项目建设) 1 2 7 表 1 空心率与空心率调整系数查用表 所用等 比例再生骨料制备再生混凝 土进行强度测试 ， 以获 得对应 的同配合 比下采用天然骨料制备混凝 土的强度 变 化率的再生骨料替代系数 R = ( 再生混凝土强度一 普通混凝 土强度 ) ／ 普通混凝土强度x l O 0 ％。 1 ． 2确定用水量 混凝土空心砌块成型用的是干硬性混凝土， 坍落度为 0 mm。 水被吸去后 ， 物料剩余的用水量约为 1 3 5 ～ 1 4 5 k g ／ m 3 ， 故其计算用水量固定为 1 4 0 k g ／ m3 o 实际操作 中， 应根据所 用物料的实际含水率及制备新拌混凝土的工作性能进行 调整 。 1 ． 3 确定空心砌块所用混凝土的水灰比及水泥用量 水灰 比( w／ c ) 的计算按式( 1 ) 进行 ： W／ C = a ／ ，0 + 。 ‘ O ／ b ) ( 1 ) 式 中 ： 、 O ／ —— 回归系数 ， 碎石分别 为 0 ． 4 6 、 O ． 0 7 ， 卵石为 0 ． 4 8、 0 ． 3 3； ． ，。 — —混凝土配制强度 ， MP a ； —— 水泥 2 8 d 抗压强度 ， 。 MP a ； 。—— 水泥强度富余 系数 ； ， —— 水泥强度等级值， MP a 。 水泥用量 ： m。 o = = m们／ 【 W／ C) ( 2 ) 1 ．4 确定骨料用量 砂率的选择可根据查表 的方法确定 。 表 2 为再生混凝 土的砂率选用表 。 表 2 再生混凝土的砂率 ％ 也可采用经验公式计算， 砂率( ) 具体计算公式为： 卵石 ： 3 = 0 ． 1 7 5 + 0 ． 3 W／ C - O ． 3 2 1 g 1 0 D 2 计算实例 以强度等级 MU5 ． 0 ， 尺寸 3 9 0 mmx 1 9 0 mmx l 9 0 mm， 空心率 4 7 ％的再生混 凝土空心砌块 为例进行计算 。 采 用 3 2 ． 5 MP a的普 通水 泥 ， 最大 粒径 为 2 0 mm碎 石 和天 然 河砂 ， 振 动加 压成型 ， 定时淋水养 护。 采用再 生粗骨料 替 代 3 0 ％天 然粗 骨 料 ， 制备 的再 生混 凝 土 的强 度 降低 约 l 0％ 。 外形体积 = 0 ． 3 9 x 0 ． 1 9 x 0 ． 1 9 = 0 ． 0 1 4 7 9 m 砌块毛面积 ： 0 ． 3 9 x 0 ． 1 9 = 0 ． 0 7 4 1 m2 砌块净面积 ： O ． 0 7 4 1 ( 1 - 0 ．4 7 ) = 0 ． 0 3 9 2 m 再生混凝土配料强度 = ( 5 x O ． 0 7 4 1 ／ 0 ． 0 3 9 2 + 1 ． 6 4 5 ~ 4 ) 1 ． 0 5 x1 ． 1 4x1 ． 1 1 ． 1 =2 3 ． 2Ⅳ a 水灰比 = 0 ．4 6 x 3 5 x 1 ． 0 8 ／ ( 2 3 ． 2 + 0 ． 4 6 ~ 0 ． 0 7 x 3 5 x 1 ． 0 8 ) = 0 ． 7 1 水泥用量 = 1 4 0 ／ 0 ． 7 1 = 1 9 7 k g 砂率 = ( 0 ． 2 1 5 + 0 ． 3 x 0 ． 6 4 — 0 ．0 4) x 1 0 0 ％= 4 0 ％ 粗、 细骨料用量 = l 9 0 0 — 1 4 0 — 1 9 7 = 1 5 6 3 k g 细骨料用量 = 1 5 6 3 x 4 0 ％= 6 2 5 k g 天然粗骨料用量 = ( 1 5 6 3 — 6 2 5 ) x 7 0 ％= 6 5 7 k g 再生粗骨料用量 = ( 1 5 6 3 — 6 2 5 ) x 3 ％= 2 8 1 k g 根据实测混凝土的真实密度， 对各物料用量分布进行校 正 ， 确定最终配合 比。 实 际制备中 ， 制备干硬性混凝土实际 用水量为 1 3 5 k g ／ m ， 测试 的砌块的抗压强度为 5 ． 2 6 MP a ， 满足设计要求。 3结 语 再生混凝土空心砌块所使用 的混凝土 的配制强度 不 能根据空心砌块 的设计强度直接确定 。 再 生骨料 的性 能 、 砌块制备养护的制度等因素都影响再生混凝土空心砌块 配合 比设计。 在实践 的基础上 ， 提出再生混凝土空心砌块配 合 比设计程序和一些优化参数 的经验公式 ， 其重点在于考 虑再生骨料替代天然骨料时对所 制备的再生混凝土空心 砌块性能的影响 ， 确定再 生混凝土配料强度 、 水灰 比 、 用水 量 、 水 泥用量 、 砂率等参数方法 ， 可供从事再生混凝 土空心 砌块的相关科研 、 生产人员进行参考 。 参考文献： [ 1 ] G B ／ T 2 5 1 7 6 --2 0 1 0 ， 混凝土和砂浆用再生细骨料[ s ] ． [ 2 ] G B ／ T 2 5 1 7 7 --2 0 1 0 ， 混凝土用再生粗骨料[ s 】 ． [ 3 ] 单维升， 陈素华． 普通混凝土小型空心砌块配合比设计【 J ] ．砖瓦， 2 o 0 5 ( 5 ) ： 8 0 — 8 4 ． 作者简介 ( 3) 碎石 ： -- 0 ． 2 1 5 + 0 ． 3 W／ C 一 0 ． O 1 ( 0 ． 6 D lT 广 8 ) ( 4) 式中： D —— 粗骨料的最大粒径 ， m m。 当采用再生细骨料及微粉替代天然细骨料时 ， 由于一 般再 生细骨料较粗 ， 故可适 当提高砂率。 1 2R 联系地址： 联系电话 ： 卢凌寰( 1 9 8 3 一 ) ， 男， 研究生， 助理工程师， 主要研究 方向为建筑垃圾的资源化利用、 绿色建材及节能建 材研发等。 广西南宁市北大南路 1 7号 广西建筑科学研究t ,~t - 院 ( 5 3 0 0 1 1 ) 】 8 9 7 8 9 91 4 5】