再生混凝土空心砌块配合比试验研究.pdf

姜淼等 ： 再生混凝土空心砌块 配合 比试验研究 l 7 DOI ： 1 0 1 3 9 0 5 j c n k i a w j z 2 0 1 6 0 2 0 0 6 再 生混凝 土空心砌块 配合 比试 验研 究 姜淼 ， 李晓明 ， 隋义 ， 丁岚。 ( 1 辽宁省建设科学研 究院。 辽宁沈 阳1 1 0 0 0 5； 2 辽宁方正检测 技术有 限公 司。 辽宁沈阳1 1 0 0 4 2； 3 辽宁三强建设集团有限公司 ， 辽宁绥中1 2 5 2 0 0) 【 摘要】 为进一步改善再生混凝土空心砌块的性能 ， 文中采取正交试验法， 以再生粗骨料取代率、 粉煤灰 掺量和减水剂掺量为变化因素， 进行配合比优化设计， 以寻求无机预处理再生粗骨料的最佳取代率。结果表明， 当水泥砂浆预处理再生粗骨料所制备的混凝土空心砌块物理力学性能达到国家标准时的最优配合 比组成为： 再 生粗骨料取代率为4 0 ， 粉煤灰掺量为2 0 ， 减水剂掺量为0 5 。 【 关键词】 再生粗骨料 ； 配合比； 优化设计 【 中图分类号】 T U 5 2 2 3 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 6 ) 0 2 0 0 1 7 0 3 0引言 目前国内废弃粘土砖制备混凝土空心砌块 的研 究尚属空白， 从技术上来说还缺少完善的技术规程和 标准， 使用者对砌块的质量也难以控制 。预处理后 的废弃粘土砖再生粗骨料的吸水率比天然碎石或卵 石骨料大， 再生混凝土的配合比不能简单地套用普通 混 凝土配合 比的设 计方法 ， 必须 考虑 粘土砖 再生 粗 骨料吸水率大、 流动性差的特征进行调整 。为了进 一 步改善再生混凝土空心砌块的性能 、 优化配合 比， 寻求无机预处理再生粗骨料的最佳取代率 ， 文中采取 正交试验法， 以再生粗骨料取代率、 粉煤灰掺量和减 水剂掺量为变化因素 ， 选取 L 9 ( 3 ) 的正交试验表格 进 行试验 。 1 试验原 材料 水泥为沈 阳冀 东水 泥有 限公 司生产 的 P 0 4 2 5 普通硅酸盐水 泥。 再生粗骨 料 的原 材 料为 沈 阳孤 家子 动 迁 民宅 的 建筑废弃黏土砖 ， 采用水泥砂浆对废弃黏土砖进行表 面预处理 。经水 泥砂 浆 预处 理 后所 制 得 的再 生粗 骨 换算系数分别为 0 8 1 7 ， 1 0 7 6和弯曲抗拉强度尺寸换 算系数为 0 8 4 5 。 ( 3 ) 对玄武岩纤维混凝土进行 电镜扫描试验， 玄武岩纤维的加入， 优化了混凝土的微观结构， 改善 了混凝土脆性破坏情况 。 ( 4 ) 玄武岩纤维混凝 土结构 内部 随混 凝土 强度 等级的提高， 呈现出 由低 强度等级混凝土 中拔出破 坏， 转变为较高强度等级混凝土的拔断破坏 ， 且其脆 性 破坏特征越 明显 。 料 的性能指标如表 1 所 示 。 表 1 再 生粗 骨料 的基本 性能 细骨 料 为 河 砂 ， 细 度 模 数 为 2 7 ， 含 泥 量 低 于 2 0 。 减水剂为萘系高效减水剂， 棕黄色粉状 固体， 掺 量为 1 ， 减水率在 1 2 1 5 。 2 试验 结果与分析 2 1 再生粗骨料吸水率对空心砌块配合比设计的 影响 再生粗骨料的吸水率较大， 这对再生混凝土的配 合比设计有很大影响。为了客观反映再生粗骨料吸 水率对混凝土流动性和力学性能的影响， 试验将用 自 然干燥和浸水表干 的再生粗骨料配制混凝土 。 如表 2 所示 ， 再生粗骨料吸水率大小对混凝土流 动性和强度影响较大。为使混凝土具有良好 的流动 参考文献 1 汤寄予 纤维高强混凝土基本力学性能的试验研究 D 郑 州 ： 郑州大学 ， 2 0 0 3 2 钱觉时 ， 黄煜镔 混凝土 强度尺 寸效 应的研究 进展 J 混凝 土与水泥制 品， 2 0 0 3， ( 3 ) ： 1 5 3 张野 短切玄武岩 纤维混凝 土基 本力学 性能研究 D 哈尔 滨 ： 东北林业大学 ， 2 0 1 1 ： 1 51 7 收稿 日期 2 0 1 51 1 0 4 【 作者简介 郭大鹏 ( 1 9 9 0一) ， 男 ， 黑龙江哈尔滨人 ， 硕士研究 生 ， 从事混凝土结构理论研究。 1 8 低温建筑技术 2 0 1 6年第 2期( 总第 2 1 2期 ) 性和强度， 以及系统的设计再生混凝土的配合比， 所 以试验中再 生混 凝 土配制 前应 将再 生粗 骨料 浸水 后 放置表干。 表 2 再生粗骨料吸水率对混凝土抗压强度 和流动性的影响 2 2 再生粗骨料取代率对空心砌块配合 比设计 的 影响 试验研究 了相 同配合 比条 件下再 生 混凝 土立 方 体试块与混凝土空心砌块的 2 8 d抗压强度折算系数 ， 是为了反过来指导再生混凝土空心砌块 的配合 比设 计。清楚二者的强度折算系数 ， 就可以根据要试配的 混凝土空心砌块的强度推算出混凝土立方体试块的 强度 ， 从而进行混凝 土的配合 比设 计 。试验 结果见 表 3 、 图 1 。 由图 1 可知， 再生混凝土立方体试块与再生混凝 土空心砌块的强度折算系数随着再生粗骨料取代率 的增加 而减小。当标准混凝土配合 比设计 强度为 3 0 M P a ， 再生粗骨料取代率在 0 4 0 时， 混凝土空心 砌块与混凝土立方体试块的强度折算系数在 0 2 2 0 2 7范围内； 而再生粗骨料取代率大于 6 0 时， 二者 强度折算系数在 0 1 4 0 1 8范 围 内。强度 折算 系数 在一定范 围内变化， 是 由于组成材料、 骨料集配以及 骨料吸水率不同等原因而引起的。 表3 混凝土立方体试块和混凝土空心砌块 抗压强度的关系 2 3 正交试验设计 正交设计试 验是 利用 “ 正交表 ” 进行 科学 的安 排 与分析多因素试验方法。从试验结果可知， 当再生粗 骨料取代率超过 6 0 后， 再生混凝土空心砌块的各项 物理力学性能明显下降， 同时考虑到再生粗骨料的利 用率 ， 本试验 因素 、 水 平选取 为 A： 再 生粗骨 料 的取 代 率( 2 0 ， 4 0 ， 6 0 ) ， B ： 粉煤 灰 ( 1 0 ， 1 5 ， 2 0 ) ， C ： 减水 剂( 0 5 0 ， 0 7 5 ， 1 0 0 ) ， 见表 4 ， 正交试验 考核指标选取混凝土空心砌块 2 8 d 抗压强度。根据试 验特点将按照 L 9 ( 3 ) 的正交表来安排试验。考虑到 各因素 之 间的交互作 用， L 9( 3 ) 的表设计 如表 5 所示 。 f o 5 r 、 f 0 3 = = i02 籁 琳 辖 嚷 取代率 一再生混凝土立方体试块 再生混凝土空心砌块 一强度折算系数 图 1 混凝土试块与空心砌块抗压强度及强度折算系数关系 表4 正交设计因素水平 参照正交 试验 设计 和 普通 混凝 土空 心砌 块 配合 比计算， 再生混凝土空心砌块配合比共 9 组 ， 见表 6 。 依据表 8 、 图 2 ， 采用综合平衡法以确定最优方案： 从直观分析和方 差分析 的结果来看 ， 因素 B为混凝 土 空心砌块 2 8 d 抗压强度 的主要 影 响因素 ， 随着 粉煤 灰 掺入量 的增加 ， 混凝土空 心砌块 的抗压 强度 也随着 增 加， 而且增加的趋势明显 ， 因此因素 B取 B ， 最好。因 素 A为混凝 土 空心砌 块 2 8 d抗 压强度 的次要影 响 因 素。再生粗骨料取代率对混凝土空心砌块抗压强度 的影 响明显小 于粉煤 灰 ， 当粉煤 灰掺 量相 同时 ， 再 生 粗骨料取代率为 4 0 时， 混凝土空心砌块抗压强度最 高， 因此因素 A取 A ， 最好。因素 c对混凝土空心砌 块抗压强度的影响很小 ， 但减水剂的加入 ， 掺量过大 ； ； m 0 H， 骶田辖 姜淼等： 再生混凝土空心砌块配合比试验研究 1 9 会使混凝土出现泌水现象， 因此因素 c取 C 最好。 表 6 再生混凝土 空心砌块 配合 比 k g 依照上述再生混凝土空心砌块配合比， 其正交试 验结果 ， 见表 7 。 表 7 再生混凝 土正 交试 验结果 表 8 再生混凝 土空心砌 块 2 8 d抗压强度方差分析 综合分析结果， 确定了当水泥砂浆预处理再生粗 骨料所制备 的混凝土空心砌块物理力学性能达到国 家标准时的最优配合 比组成为： 再生粗骨料取代率为 4 0 ， 粉煤灰掺量为 2 0 ， 减水剂掺量为0 5 。 3结语 文中在初拟普通混凝土砌块配合 比设计 的基础 图 2 因素指标趋势分析 上， 考虑了再生骨料的吸水率和取代率两个因素对配 合比设计的影响， 并通过正交试验， 利用直观分析和 方差分析 ， 对所选的三因素三水平进行了优化分析， 确定了当水泥砂浆预处理再生粗骨料所制备的混凝 土空心砌块物理力学性能达到国家标准时的最优配 合比组成为： 再生粗骨料取代率为 4 0 ， 粉煤灰掺量 为 2 0 ， 减水剂掺量 为 0 5 。 参考文献 1 史巍 ， 侯景鹏 再生混凝土技术及其配合比设计方法 J 建 筑技术开发， 2 0 0 1 ， ( 8 ) ： 1 8 2 0 2 张亚梅 ， 秦鸿根 再生混 凝土配 合比设计初 探 J 混凝土 与 水泥制 品 ， 2 0 0 2， ( 1 ) ： 7 9 3 沈建生， 徐亦冬， 周士琼 再生混凝土配合比试验研究 J 新 型建筑 材料 ， 2 0 0 7， ( 8 ) ： l 82 0 4 衰运法 ， 张利萍 建筑 垃圾生产混凝 土小型空心砌块试 验研 究 J 丽水学 院学报 ， 2 0 0 7 ， ( 3 ) ： 81 0 5 孙亚东 ， 朱 志强 ， 曹玉 书 再生碎砖轻集料混凝土小型空 心砌 块配合 比 试验研究 J 新型墙体 ， 2 0 0 8 ， ( 5 ) 2 6 2 8 【 收稿日期】 2 0 1 5 1 1 0 2 作者简介 姜淼( 1 9 8 4一) ， 女， 辽宁沈阳人， 硕士， 工程师 从事建筑材料的科研检测工作。