再生混凝土保温砌块性能研究.pdf

2 0 1 3年第 1 1 期 1 1月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 C HI NA C 0NCRE T E AND C EME NT P RODUC T S 2 01 3 No 1 1 No v e mb e r 再生混凝土保温砌块性能研究 谢静静 ， 朱平华 ， 李美娟 ( 常州 大学土 木工 程 系 ， 2 1 3 1 6 4 ) 摘要 ： 通过正交试验 ， 研 究了再生 混凝 土保 温砌块 的力学性 能、 耐久性、 保温性能受相关配合 比因素影 响的规 律 。 结果表明 ： 再生混凝土保温砌块在合理的配 比下可做承重外墙墙材使用 ； 质 量损 失率满足相 关耐久性要求 ， 砌 筑 的墙体 节能 率达到 5 O 。 关 键 词 ： 再 生混 凝 土保 温 砌 块 ； 正 交 试 验 ； 玻 化 微 珠 ； 导 热 系数 Ab s t r a c t ：Ac c o r d i n g t o o r t h o g o n a l e x p e r i me n t ， t h e i n fl u e n c e r u l e s o f mi x p r o p o r t i o n o n t h e s t r e n g t h ，d u r a b i l i t y a n d h e a t p r e s e r v a t i o n o f r e c y c l e d c o n c r e t e i n s u l a t i o n b l o c k a r e s t u d i e d T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f t h e r e c y c l e d c o n c r e t e i n s u l a t i o n b l o c k c a n r e a c h t o MU5 0 u s i n g t h e r a t i o n a l mi x p r o p o r t i o n ，a n d i t c a n b e u s e d t o ma k e t h e h e a t p r e s e r v a t i o n w a l l ；i n a d d i t i o n ，t h e ma s s l o s s r a t e o f t h e c o n c r e t e b l o c k c a n a l s o me e t t h e r e l a t e n e e d s o f d u r a b i l i t y ， a n d i t s e n e r g y s a v i n g r a t e c a n r e a c h u p t o 5 0 Ke y wo r d s ：R e c y c l e d c o n c r e t e t h e r ma l i n s u l a t i o n b l o c k ； Ort h o g o n a l e x p e r i me n t ； Gl a s s b e a d s ； T h e rm a l c o n d u c t i v i t y 中图分类号 ： T U5 2 2 3 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 3 ) 1 1 5 5 0 4 0 前 言 利用建筑垃圾中的混凝 土废渣等加工成粗 、 细 骨料 ， 来生产再生混凝土保温砌块 ， 不仅解决了因 拆迁改造 、 市政建设 、 自然 灾害等产 生的大量建筑 垃圾的归宿 问题 ， 更 为绿色墙材 的生产原料提供了 新 的渠 道 。作 为 一种 自保 温 的墙体 材料 ， 其强 度 、 相 关耐久性及隔热保温性能尤为重要。本文采用正交 设计 ， 研究 了再生粗细骨料 、 玻化微珠掺量 和水胶 比对再生混凝土砌块强度 、 抗冻耐久性及相关热工 性 能 的影 响 ， 为 再 生混 凝 土保 温 砌 块 的研 究 积 累 了 试验数据。 1 试 验 材料 水泥 ： 选用 P C 3 2 5复合硅酸盐水泥。 天 然 细 骨 料 ： 采 用 普 通 河 砂 。 中 砂 细 度 模 数 2 3。 天 然粗骨 料 ：采用天 然碎 石 ，粒 径 范 围 5 2 0 mm。 再 生粗 、 细骨料 ： 用 于生产再生骨料 的废 旧混 凝土来 自实验室教学实验所做的废弃混凝 土试块 ， 经颚式破碎机粉碎后进行筛分 ， 本试验用 的再生细 骨料为粒径范围为 D ( 玻化微珠掺 量 ) A ( 再生粗骨料取代率 ) B ( 再生细骨料取代 率) 。水胶 比越大 ， 质量损失率越大 。 原 因是高的水 胶 比导致高 的孔隙 比从而降低混凝 土的抗冻能 力 ； 玻 化 微珠 掺量 越 高 ， 质量 损 失 率越 大 ， 主要 在 于 玻化微珠抗冻能力较差 。 表 7质量损失率方 差分析表 3 3导 热性 能 的试验 导热系 数根据 G B T 1 0 2 9 4 -2 0 0 8 ( 绝热材料稳 态热阻及有关特性 的测定 防护热板法 所规定 的 双平 板导热 系数测定仪 进行测 定 。采用 3 0 0 m m 3 0 0 m mx 3 0 m m 的试 块 不 同配 合 比再 生 混 凝 土 导 热 系 数 及 表 观 密 度 测定 结 果如 表 8所示 。 根据表 8的试验结果可以看 出。 掺加了玻化微 珠的再生混凝土导热系数都较小 远远低于普通混 凝土 1 6 3 W m K的导热系数值 ， 具有较好的保温隔 热效 果 。 表 9和 表 1 0为导 热 系数 的分 析结 果 。 表 8导热 系数 及 表 观 密 度 由表 9及表 1 0可见 ，以导热系数为考核指标 时，各因素影 响程度排序为 ： D ( 玻化微珠掺量 ) A ( 再生粗骨料取代率) C( 水胶 比) B ( 再生细骨料取 代率) 。玻化微珠掺量对导热系数的影响最大， 玻化 微珠掺量越高， 导热系数越小 ， 保温效果越好 。再生 粗骨料取代率对再生混凝土保 温性 能影 响也较 显 一 5 7 2 0 1 3年第 1 1 期 混 凝土 与水泥 制品 总第 2 1 1 期 著 ，水胶 比对再生混凝土保温性能有一定的影响 。 再生 细骨料 对再 生混凝 土保 温性 能 的影 响不 大 。由 表 9和 表 l 0还 可 看 出 ，当 再 生 粗 骨 料 取 代 率 为 7 0 ， 再生细骨料取代率为 4 0 ， 水胶 比为 0 6 ， 玻化 微珠 掺 量为 1 0 0 时 ，再 生混 凝 土试块 的导 热系 数 最小 ， 保温性 能 最好 。 表 9 导 热 系数 极 差 分 析 混 凝 土 砌块 的块 型和 孔 洞 对 保 温 性 能 有 很 大 的影 响 ， 混凝 土 空心 砌块 主 要是 由混 凝 土肋 壁 和 孑 L 洞两部分组成 。其热工性能一般用平均热阻来表 示 ，平均热 阻不仅取决于砌块本身材料的热工性 能 ， 还与其孔洞的大小 、 形状 、 排列及孔洞率等均有 很大的关 系 ，考虑最终的 目标产 品，选用规 格为 3 9 0 m mx 1 9 0 m mx 1 9 0 mm单排孔空心砌块进行单 排 孔混 凝土空 心砌块 平均 热阻 的计算 。得 出对 应导 热 系数最小 的一组配合 比计算 的单排孔砌块热阻为 0 9 2 2 m K W ， 所 有 配 合 比 下 的 平 均 热 阻 为 0 3 5 0 m K 。 进一步对 目标产 品再生混凝土保 温砌块 所砌 表 1 0导热系数方差分析表 筑的墙体进行了节能效果分析 。 得出单排孔砌块墙 体的节能率 为 5 0 左右 ，满足绿色墙体材料 的要 求 。 综合各种性能试验结果最优配合 比为 ： 水胶 比 0 4 ，再生粗骨料取代率 5 0 ，再生细骨料取代率 4 0 ， 玻 化 微 珠 掺 量 7 0 。 此 时 测 得 抗 压 强 度 1 1 8 MP a ， 导热 系数 0 2 5 9 0 W m K。 4结论 ( 1 ) 经过正交试 验优化 ， 选取合适 的配合 比所 配制的砌块完全可做承重保温墙体材料使用 ， 其强 度 、 保温性能 、 抗冻性能满足相应要求。 ( 2 ) 因再生骨料的吸水率 高于天然骨料 ， 所 以 再生骨料 混凝土 的质量损失率 随着再生骨料取代 率的增加而下降， 使得质量损失率都较小 。但从总 体上看再生骨料混凝土的质量损失率都远小于试 验标准要求的 5 ， 满足一般耐久性要求。但由于再 生粗 细 骨料 表 面吸 附 了大量 水 泥砂 浆 ， 与天 然骨 料 相 比 ， 裂 缝 增多 ， 表 面更 粗糙 ， 会在 再 生混 凝 土 内部 形成新 旧等多种界面 ， 表现出结 晶疏松 、 孔 隙率高 的特点 ， 所 以再生骨料对砌块的抗冻性存在有不 良 影 响。 ( 3 ) 玻化微珠 的掺量是影响导热系数的主要 因 素 ， 玻化微珠掺量越大 ， 导热系数越低 ， 保温性能越 好。但 同时玻化微珠由于阻碍了水泥浆对骨料的正 常粘结包裹作用 ，使配制混凝土的整体强度偏低 。 一 58一 但经过配比优化 完全可以满足保温承重墙材 的生 产要 求 。 参考文献： 【 1 】 周 贤文 再生 骨料 混凝 土空 心砌 块 的试验 研究 J 混凝 土 2 0 0 7 5 ： 8 9 9 0 2 】 姜淼 ， 马成 ， 吕晶 ， 周胜奇 再生粗骨料取 代率对空心砌块 抗冻性 的影 响 辽 宁建材， 2 0 1 l ， ( 1 0 ) ： 4 5 4 6 3 】 朱平华， 陈华建， 郭佳赤 大体积混凝 土优 化设计 的四功能 准则 J 混凝土， 2 0 0 4 ， 1 7 1 ( 1 ) ： 4 1 4 5 f 4 1 陈爱玖 ， 王静 ， 章青 再生粗骨料混凝土抗冻 耐久性试验研 究 J 1 新型建筑材料， 2 0 0 8 ( 1 2 ) ： 1 4 5 张亚梅， 秦鸿跟， 孙伟 再生混凝土配合 比设计 初探f J 1 混凝 土与水泥制品 2 0 0 2 ( 1 ) ： 7 9 6 1 王军 强 ， 陈年和 ， 蒲琪 再 生混凝 土强度 和耐久性 能试验 【 J J 混凝土 ， 2 0 0 7 ( 5 ) ： 5 3 5 6 7 】 韦延年 ， 混凝 土小砌块建筑 的建 筑热 工节 能设 计【 J 】 四川 建筑科 学研究 ， 2 0 0 3 ， 1 ( 2 ) ： 1 1 2 1 1 5 【 8 】 韦延 年 ， 孙氰萍 应以建筑节 能设计需要 标识块体 墙材砌 体的热物理性能检测参数 J 新型墙材 ， 2 0 1 0 ， ( 5 ) ：2 1 2 4 【 9 李秋义 ， 全洪珠 ， 秦 原 再生混 凝土性能 与应用技术 M 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2 0 1 0 收 稿 日期 ： 2 0 1 3 0 9 2 6 作者简介： 谢 静静 ( 1 9 7 8 一 ) ， 女 ， 硕士 、 讲师。 通讯地址 ： 常州市武进区常州大学环境与安全工程学院 联 系 电话 ： 1 3 91 2 3 4 5 7 9 3 E - ma i l ： x j j n wp u g ma i l c o m