承重型再生混凝土保温砌块热工性能研究

曾志勇　沈一军

（1.同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海　2000922.台州学院建筑工程学院浙江　318000）

承重型再生混凝土保温砌块热工性能研究

曾志勇1，2沈一军2

（1.同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海2000922.台州学院建筑工程学院浙江318000）

利用废弃混凝土加工成的再生骨料制作承重型再生混凝土保温砌块。研究了再生混凝土保温砌块的抗压强度和热工性能。研究结果表明：对于再生混凝土保温砌块，以75%再生骨料取代率，选取合适配合比，其强度等级是可以达到MU7.5的要求；壁厚、肋厚和空气间层厚度对砌块平均热阻具有显著影响。

再生混凝土；承重保温砌块；抗压强度；热工性能

1　引言

目前，我国每年因对旧城改造、市政搬迁、道路扩建翻修等产生的废弃混凝土约1亿t，通过破碎加工，可以得到约9000t的再生骨料。如将这些再生骨料用于建筑砌块的生产，每年可以节约建筑砂石总用量的1/50，产生的经济效益高达27亿元人民币。因此，将废弃混凝土进行资源化再利用，既是解决大量固体废渣堆放的有效措施，又可以帮助建筑行业解决砂石集料日益短缺的难题。

国内许多专家学者对再生混凝土砌块的组成、结构和力学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%再生细骨料取代率，制备出强度等级达到MU5.0的再生骨料混凝土空心砌块。肖建庄等[2]对再生骨料混凝土小型空心砌块的材质和结构性能进行了研究，结果表明，采用合理配比设计制成的再生骨料混凝土砌块，完全可以应用于承重构件中。韦延年[3]认为将孔洞由齐排改为错排，砌块热阻的增值不会超过10%；在孔洞率相同的情况下，将宽孔变窄孔，增加孔洞排数，能有效地提高砌块的热阻。

目前国内外的研究主要集中在非承重型再生混凝土砌块的研究，在兼顾保温性和承重性能的再生混凝土保温砌块方面研究还较少。本文将研究在再生骨料取代率75%的情况下，制备出强度等级MU7.5的再生混凝土保温砌块，并探讨壁厚、肋厚以及空气间层厚度等因素对砌块热工性能的影响。

2　原材料与试验方法

2.1原材料

水泥：P.C.32.5复合硅酸盐水泥，浙江台州海螺水泥有限公司生产；天然细骨料：粒级为0.16～5mm的天然河砂，浙江台州滨海砂场提供；天然粗骨料：粒级为5～10mm普通碎石，浙江台州滨海采石场提供；再生细骨料：粒级为0.16～5mm，自制；再生粗骨料：粒级为5～10mm，自制；外加剂：SP8-CN型聚羧酸减水剂，巴斯夫化学建材（上海）有限公司提供；水：自来水。原材料主要性能指标见表1～3。

表1　P.C.32.5复合硅酸盐水泥主要性能指标

表2　细骨料主要性能指标

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，称量所需的砂、石、水泥，放入搅拌机中干拌30s，再加外加剂和水搅拌3min即可。

表3　粗骨料主要性能指标

表4　再生混凝土配合比（单位：kg）

2.3再生混凝土保温砌块的制作

再生混凝土保温砌块采用BDQT-15型砌块成型机（武汉半岛机械设备有限公司）制作，通过振动加压成型，每次压制6块，自然养护后，即得到再生混凝土保温砌块。再生混凝土保温砌块采用390mm×240mm×190mm标准尺寸试件。

2.4再生混凝土保温砌块性能测试

再生混凝土保温砌块热工性能测定按《绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法》（GB/T13475-2008）的要求进行。

3　结果与讨论

3.1再生混凝土保温砌块抗压强度

试验中以外形尺寸为390mm×240mm×190mm，壁厚25mm，肋厚20mm的三排孔保温砌块为测试对象，按《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》（JGJ/T14-2004）的要求进行抗压强度测试，其抗压强度平均值为7.8MPa，单块最小值为6.2MPa，抗压强度等级满足MU7.5的要求，属于承重型保温砌块。

3.2壁厚和肋厚对再生混凝土保温砌块平均热阻的影响

对于固定外形尺寸的再生混凝土保温砌块来说，其壁厚和肋厚对其平均热阻有重要影响。试验中保温砌块壁厚分别选20mm、25mm、30mm、35mm，肋厚分别选择15mm、20mm、25mm、30mm。经测试，各保温砌块的平均热阻如表5所示。

表5　壁厚和肋厚对再生混凝土保温砌块平均热阻的影响

从表5可以看出，对于单排孔、双排孔和三排孔的保温砌块来说，随着壁厚和肋厚的减小，砌块平均热阻也随之减小；而对于四排孔的保温砌块来说，随着壁厚和肋厚的减小，其平均热阻反而增大。

3.3空气间层厚度对再生混凝土保温砌块平均热阻的影响

对于固定外形尺寸的再生混凝土保温砌块来说，随着孔洞排数的变化，砌块孔洞空气间层厚度也随之变化，其将会对保温砌块的平均热阻产生影响。试验中保温砌块壁厚25mm，肋厚20mm，不同空气间层厚度对再生混凝土保温砌块平均热阻的影响如表6所示。

从表6可以看出，随着砌块孔洞排数的增加，砌块孔洞空气间层厚度不断减小，砌块平均热阻显著增大，可见砌块空气间层厚度对砌块平均热阻影响显著，通过优化空气间层可明显改善砌块的热工性能。

表6　空气间层厚度对再生混凝土保温砌块平均热阻的影响

4　结论

（1）当再生粗细骨料取代率为75%时，通过优化配合比设计，可以制备出抗压强度7.8MPa再生混凝土保温砌块，满足抗压强度等级MU7.5的承重型保温砌块的要求；

（2）壁厚和肋厚对再生混凝土保温砌块的平均热阻有显著影响，对于单排孔、双排孔和三排孔的保温砌块来说，随着壁厚和肋厚的减小，砌块平均热阻也随之减小；而对于四排孔的保温砌块来说，随着壁厚和肋厚的减小，其平均热阻反而增大；

（3）砌块空气间层厚度对再生混凝土保温砌块平均热阻影响显著，随着砌块孔洞空气间层厚度不断减小，砌块平均热阻显著增大。

[1]卓玲，陈宝璠.MU5.0再生骨料混凝土空心砌块配合比设计[J].硅酸盐通报，2014，33（2）：271～276.

[2]肖建庄，黄江德，李宏，等.灾后重建再生砌块砌体结构性能和设计研究[J].四川大学学报（工程科学版），2009，41（3）：202～208.

[3]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，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

台州市科技计划项目（20111ky02）；浙江省教育厅科研项目（Y201326529）。

2015-3-2

曾志勇（1981-），男，汉族，江西九江人，讲师，主要从事先进水泥基材料研究。

沈一军（1980-），男，汉族，浙江台州人，实验师，主要从事土木工程与力学研究。