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.同濟大學先進土木工程材料教育部重點實驗室上海　2000922.臺州學院建筑工程學院浙江　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.同濟大學先進土木工程材料教育部重點實驗室上海2000922.臺州學院建筑工程學院浙江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度和熱工性能。研究結果表明：對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，其強度等級是可以達到MU7.5的要求；壁厚、肋厚和空氣間層厚度對砌塊平均熱阻具有顯著影響。

再生混凝土；承重保溫砌塊；抗壓強度；熱工性能

1　引言

目前，我國每年因對舊城改造、市政搬遷、道路擴建翻修等產生的廢棄混凝土約1億t，通過破碎加工，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，每年可以節約建筑砂石總用量的1/50，產生的經濟效益高達27億元人民幣。因此，將廢棄混凝土進行資源化再利用，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解決砂石集料日益短缺的難題。

國內許多專家學者對再生混凝土砌塊的組成、結構和力學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%再生細骨料取代率，制備出強度等級達到MU5.0的再生骨料混凝土空心砌塊。肖建莊等[2]對再生骨料混凝土小型空心砌塊的材質和結構性能進行了研究，結果表明，采用合理配比設計制成的再生骨料混凝土砌塊，完全可以應用于承重構件中。韋延年[3]認為將孔洞由齊排改為錯排，砌塊熱阻的增值不會超過10%；在孔洞率相同的情況下，將寬孔變窄孔，增加孔洞排數，能有效地提高砌塊的熱阻。

目前國內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，制備出強度等級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砌塊熱工性能的影響。

2　原材料與試驗方法

2.1原材料

水泥：P.C.32.5復合硅酸鹽水泥，浙江臺州海螺水泥有限公司生產；天然細骨料：粒級為0.16～5mm的天然河砂，浙江臺州濱海砂場提供；天然粗骨料：粒級為5～10mm普通碎石，浙江臺州濱海采石場提供；再生細骨料：粒級為0.16～5mm，自制；再生粗骨料：粒級為5～10mm，自制；外加劑：SP8-CN型聚羧酸減水劑，巴斯夫化學建材（上海）有限公司提供；水：自來水。原材料主要性能指標見表1～3。

表1　P.C.32.5復合硅酸鹽水泥主要性能指標

表2　細骨料主要性能指標

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，稱量所需的砂、石、水泥，放入攪拌機中干拌30s，再加外加劑和水攪拌3min即可。

表3　粗骨料主要性能指標

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（武漢半島機械設備有限公司）制作，通過振動加壓成型，每次壓制6塊，自然養護后，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標準尺寸試件。

2.4再生混凝土保溫砌塊性能測試

再生混凝土保溫砌塊熱工性能測定按《絕熱穩態傳熱性質的測定標定和防護熱箱法》（GB/T13475-2008）的要求進行。

3　結果與討論

3.1再生混凝土保溫砌塊抗壓強度

試驗中以外形尺寸為390mm×240mm×190mm，壁厚25mm，肋厚20mm的三排孔保溫砌塊為測試對象，按《混凝土小型空心砌塊建筑技術規程》（JGJ/T14-2004）的要求進行抗壓強度測試，其抗壓強度平均值為7.8MPa，單塊最小值為6.2MPa，抗壓強度等級滿足MU7.5的要求，屬于承重型保溫砌塊。

3.2壁厚和肋厚對再生混凝土保溫砌塊平均熱阻的影響

對于固定外形尺寸的再生混凝土保溫砌塊來說，其壁厚和肋厚對其平均熱阻有重要影響。試驗中保溫砌塊壁厚分別選20mm、25mm、30mm、35mm，肋厚分別選擇15mm、20mm、25mm、30mm。經測試，各保溫砌塊的平均熱阻如表5所示。

表5　壁厚和肋厚對再生混凝土保溫砌塊平均熱阻的影響

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

3.3空氣間層厚度對再生混凝土保溫砌塊平均熱阻的影響

對于固定外形尺寸的再生混凝土保溫砌塊來說，隨著孔洞排數的變化，砌塊孔洞空氣間層厚度也隨之變化，其將會對保溫砌塊的平均熱阻產生影響。試驗中保溫砌塊壁厚25mm，肋厚20mm，不同空氣間層厚度對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，可見砌塊空氣間層厚度對砌塊平均熱阻影響顯著，通過優化空氣間層可明顯改善砌塊的熱工性能。

表6　空氣間層厚度對再生混凝土保溫砌塊平均熱阻的影響

4　結論

（1）當再生粗細骨料取代率為75%時，通過優化配合比設計，可以制備出抗壓強度7.8MPa再生混凝土保溫砌塊，滿足抗壓強度等級MU7.5的承重型保溫砌塊的要求；

（2）壁厚和肋厚對再生混凝土保溫砌塊的平均熱阻有顯著影響，對于單排孔、雙排孔和三排孔的保溫砌塊來說，隨著壁厚和肋厚的減小，砌塊平均熱阻也隨之減小；而對于四排孔的保溫砌塊來說，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計[J].硅酸鹽通報，2014，33（2）：271～276.

[2]肖建莊，黃江德，李宏，等.災后重建再生砌塊砌體結構性能和設計研究[J].四川大學學報（工程科學版），2009，41（3）：202～208.

[3]韋延年.混凝土小砌塊建筑的建筑熱工節能設計[J].四川建筑科學研究，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

臺州市科技計劃項目（20111ky02）；浙江省教育廳科研項目（Y201326529）。

2015-3-2

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

沈一軍（1980-），男，漢族，浙江臺州人，實驗師，主要從事土木工程與力學研究。