基于響應面法的可控低強度材料配合比優(yōu)化研究

朱祐增，劉 浩，黃 銳，張 鵬

(中國地質(zhì)大學(武漢)工程學院，武漢 430074)

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，大量舊的建筑物被拆除重建，產(chǎn)生了大量建筑垃圾。這些垃圾不僅大大降低了土地資源利用效率，對生態(tài)環(huán)境也造成了顯著影響[1]。在建筑垃圾中，廢棄混凝土約占30%～40%[2]，將廢棄混凝土塊經(jīng)破碎、分級并按一定比例混合后制成再生骨料是建筑垃圾再利用的主要途徑。目前城市建筑垃圾中質(zhì)量較好的集料已經(jīng)得到再生利用，但粒徑小于5 mm且質(zhì)量較差的細料卻沒有很好的再生渠道[3]。

根據(jù)美國混凝土協(xié)會(ACI)229委員會的定義[4]，可控低強度材料(controlled low strength materials, CLSM)是一種自密實、自流平、強度可調(diào)、可代替?zhèn)鹘y(tǒng)回填材料的水泥基材料，又稱作流動性填充料、流動性砂漿等。CLSM的28 d強度不超過8.3 MPa，在實際應用中，為便于后期的開挖，一般不超過2.1 MPa。常規(guī)CLSM的組成和普通混凝土類似，主要由膠凝材料、集料、水以及各種添加劑組成。由于CLSM對原材料要求相對較低，制備CLSM已經(jīng)成為了大體量廢棄材料循環(huán)利用的途徑[5]。諸如爐渣[6]、鑄造砂[7]、工程超挖土[8-9]、再生橡膠顆粒[10]、廢牡蠣殼[11]、廢棄玻璃[12]、廢紙污泥灰[13]均有學者成功將其用于制備CLSM，同樣也有國內(nèi)外學者利用建筑垃圾再生細骨料[3,14-15]成功制備了CLSM，為廢棄混凝土再生細骨料的利用提供了一條新的途徑。

CLSM需要同時滿足流動度和泌水率等工作性能以及抗壓強度等力學性能的要求，并且其各成分含量相互關(guān)聯(lián)，不能在不影響配合比的情況下單獨調(diào)整某種材料的用量，導致目前國內(nèi)外暫無較為標準可行的配合比設計方法，一般通過試錯法來調(diào)整ACI 229R[4]中的推薦比例，直至滿足相關(guān)性能要求[16]。……