承重型再生混凝土保溫砌塊熱工性能研究

曾志勇　沈一軍

（1.同濟(jì)大學(xué)先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室上?！?000922.臺(tái)州學(xué)院建筑工程學(xué)院浙江　318000）

承重型再生混凝土保溫砌塊熱工性能研究

曾志勇1，2沈一軍2

（1.同濟(jì)大學(xué)先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室上海2000922.臺(tái)州學(xué)院建筑工程學(xué)院浙江318000）

利用廢棄混凝土加工成的再生骨料制作承重型再生混凝土保溫砌塊。研究了再生混凝土保溫砌塊的抗壓強(qiáng)度和熱工性能。研究結(jié)果表明：對(duì)于再生混凝土保溫砌塊，以75%再生骨料取代率，選取合適配合比，其強(qiáng)度等級(jí)是可以達(dá)到MU7.5的要求；壁厚、肋厚和空氣間層厚度對(duì)砌塊平均熱阻具有顯著影響。

再生混凝土；承重保溫砌塊；抗壓強(qiáng)度；熱工性能

1　引言

目前，我國(guó)每年因?qū)εf城改造、市政搬遷、道路擴(kuò)建翻修等產(chǎn)生的廢棄混凝土約1億t，通過(guò)破碎加工，可以得到約9000t的再生骨料。如將這些再生骨料用于建筑砌塊的生產(chǎn)，每年可以節(jié)約建筑砂石總用量的1/50，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益高達(dá)27億元人民幣。因此，將廢棄混凝土進(jìn)行資源化再利用，既是解決大量固體廢渣堆放的有效措施，又可以幫助建筑行業(yè)解決砂石集料日益短缺的難題。

國(guó)內(nèi)許多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)再生混凝土砌塊的組成、結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能等方面作了大量的研究，并取得重要成果。卓玲等[1]以85%的再生粗骨料取代率和100%再生細(xì)骨料取代率，制備出強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到MU5.0的再生骨料混凝土空心砌塊。肖建莊等[2]對(duì)再生骨料混凝土小型空心砌塊的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，采用合理配比設(shè)計(jì)制成的再生骨料混凝土砌塊，完全可以應(yīng)用于承重構(gòu)件中。韋延年[3]認(rèn)為將孔洞由齊排改為錯(cuò)排，砌塊熱阻的增值不會(huì)超過(guò)10%；在孔洞率相同的情況下，將寬孔變窄孔，增加孔洞排數(shù)，能有效地提高砌塊的熱阻。

目前國(guó)內(nèi)外的研究主要集中在非承重型再生混凝土砌塊的研究，在兼顧保溫性和承重性能的再生混凝土保溫砌塊方面研究還較少。本文將研究在再生骨料取代率75%的情況下，制備出強(qiáng)度等級(jí)MU7.5的再生混凝土保溫砌塊，并探討壁厚、肋厚以及空氣間層厚度等因素對(duì)砌塊熱工性能的影響。

2　原材料與試驗(yàn)方法

2.1原材料

水泥：P.C.32.5復(fù)合硅酸鹽水泥，浙江臺(tái)州海螺水泥有限公司生產(chǎn)；天然細(xì)骨料：粒級(jí)為0.16～5mm的天然河砂，浙江臺(tái)州濱海砂場(chǎng)提供；天然粗骨料：粒級(jí)為5～10mm普通碎石，浙江臺(tái)州濱海采石場(chǎng)提供；再生細(xì)骨料：粒級(jí)為0.16～5mm，自制；再生粗骨料：粒級(jí)為5～10mm，自制；外加劑：SP8-CN型聚羧酸減水劑，巴斯夫化學(xué)建材（上海）有限公司提供；水：自來(lái)水。原材料主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1～3。

表1　P.C.32.5復(fù)合硅酸鹽水泥主要性能指標(biāo)

表2　細(xì)骨料主要性能指標(biāo)

2.2再生混凝土的配制

再生混凝土的配合比如表4所示。按照配合比的要求，稱(chēng)量所需的砂、石、水泥，放入攪拌機(jī)中干拌30s，再加外加劑和水?dāng)嚢?min即可。

表3　粗骨料主要性能指標(biāo)

表4　再生混凝土配合比（單位：kg）

2.3再生混凝土保溫砌塊的制作

再生混凝土保溫砌塊采用BDQT-15型砌塊成型機(jī)（武漢半島機(jī)械設(shè)備有限公司）制作，通過(guò)振動(dòng)加壓成型，每次壓制6塊，自然養(yǎng)護(hù)后，即得到再生混凝土保溫砌塊。再生混凝土保溫砌塊采用390mm×240mm×190mm標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件。

2.4再生混凝土保溫砌塊性能測(cè)試

再生混凝土保溫砌塊熱工性能測(cè)定按《絕熱穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測(cè)定標(biāo)定和防護(hù)熱箱法》（GB/T13475-2008）的要求進(jìn)行。

3　結(jié)果與討論

3.1再生混凝土保溫砌塊抗壓強(qiáng)度

試驗(yàn)中以外形尺寸為390mm×240mm×190mm，壁厚25mm，肋厚20mm的三排孔保溫砌塊為測(cè)試對(duì)象，按《混凝土小型空心砌塊建筑技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T14-2004）的要求進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)試，其抗壓強(qiáng)度平均值為7.8MPa，單塊最小值為6.2MPa，抗壓強(qiáng)度等級(jí)滿足MU7.5的要求，屬于承重型保溫砌塊。

3.2壁厚和肋厚對(duì)再生混凝土保溫砌塊平均熱阻的影響

對(duì)于固定外形尺寸的再生混凝土保溫砌塊來(lái)說(shuō)，其壁厚和肋厚對(duì)其平均熱阻有重要影響。試驗(yàn)中保溫砌塊壁厚分別選20mm、25mm、30mm、35mm，肋厚分別選擇15mm、20mm、25mm、30mm。經(jīng)測(cè)試，各保溫砌塊的平均熱阻如表5所示。

表5　壁厚和肋厚對(duì)再生混凝土保溫砌塊平均熱阻的影響

從表5可以看出，對(duì)于單排孔、雙排孔和三排孔的保溫砌塊來(lái)說(shuō)，隨著壁厚和肋厚的減小，砌塊平均熱阻也隨之減??；而對(duì)于四排孔的保溫砌塊來(lái)說(shuō)，隨著壁厚和肋厚的減小，其平均熱阻反而增大。

3.3空氣間層厚度對(duì)再生混凝土保溫砌塊平均熱阻的影響

對(duì)于固定外形尺寸的再生混凝土保溫砌塊來(lái)說(shuō)，隨著孔洞排數(shù)的變化，砌塊孔洞空氣間層厚度也隨之變化，其將會(huì)對(duì)保溫砌塊的平均熱阻產(chǎn)生影響。試驗(yàn)中保溫砌塊壁厚25mm，肋厚20mm，不同空氣間層厚度對(duì)再生混凝土保溫砌塊平均熱阻的影響如表6所示。

從表6可以看出，隨著砌塊孔洞排數(shù)的增加，砌塊孔洞空氣間層厚度不斷減小，砌塊平均熱阻顯著增大，可見(jiàn)砌塊空氣間層厚度對(duì)砌塊平均熱阻影響顯著，通過(guò)優(yōu)化空氣間層可明顯改善砌塊的熱工性能。

表6　空氣間層厚度對(duì)再生混凝土保溫砌塊平均熱阻的影響

4　結(jié)論

（1）當(dāng)再生粗細(xì)骨料取代率為75%時(shí)，通過(guò)優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，可以制備出抗壓強(qiáng)度7.8MPa再生混凝土保溫砌塊，滿足抗壓強(qiáng)度等級(jí)MU7.5的承重型保溫砌塊的要求；

（2）壁厚和肋厚對(duì)再生混凝土保溫砌塊的平均熱阻有顯著影響，對(duì)于單排孔、雙排孔和三排孔的保溫砌塊來(lái)說(shuō)，隨著壁厚和肋厚的減小，砌塊平均熱阻也隨之減??；而對(duì)于四排孔的保溫砌塊來(lái)說(shuō)，隨著壁厚和肋厚的減小，其平均熱阻反而增大；

（3）砌塊空氣間層厚度對(duì)再生混凝土保溫砌塊平均熱阻影響顯著，隨著砌塊孔洞空氣間層厚度不斷減小，砌塊平均熱阻顯著增大。

[1]卓玲，陳寶璠.MU5.0再生骨料混凝土空心砌塊配合比設(shè)計(jì)[J].硅酸鹽通報(bào)，2014，33（2）：271～276.

[2]肖建莊，黃江德，李宏，等.災(zāi)后重建再生砌塊砌體結(jié)構(gòu)性能和設(shè)計(jì)研究[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)（工程科學(xué)版），2009，41（3）：202～208.

[3]韋延年.混凝土小砌塊建筑的建筑熱工節(jié)能設(shè)計(jì)[J].四川建筑科學(xué)研究，2003，（4）：112～113.

Research on Thermal Performance of Bearing Recycled Concrete Insulation Block

Zeng Zhiyong1，2Shen Yijun2

（1.Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials of Ministry of Education，Tongji UniversityShanghai200092，china 2.School of civil engineering&architecture of Taizhou UniversityZhejiang318000）

This paper engaged in the bearing recycled concrete insulation blocks derived from waste concrete.The compressive strength and thermal performance of recycled concrete insulation block were studied.The results show that if the selection of mixed proportion is proper，the compressive strength of recycled concrete insulation block can reach to MU7.5，with 75%replacement of the recycled aggregate by mass.The effect of wall thickness,rib thickness and air layer thickness on the block average thermal resistance was very significant.

recycled concrete；bearing insulation block；compressive strength；thermal performance

TU528

A

1673-0038（2015）13-0109-02

臺(tái)州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（20111ky02）；浙江省教育廳科研項(xiàng)目（Y201326529）。

2015-3-2

曾志勇（1981-），男，漢族，江西九江人，講師，主要從事先進(jìn)水泥基材料研究。

沈一軍（1980-），男，漢族，浙江臺(tái)州人，實(shí)驗(yàn)師，主要從事土木工程與力學(xué)研究。