建筑垃圾粉土對水泥砂漿性能影響的研究

葉友志

(泉州信息工程學(xué)院，福建 泉州 362000)

建筑垃圾粉土對水泥砂漿性能影響的研究

葉友志

(泉州信息工程學(xué)院，福建 泉州 362000)

本研究采用正交試驗(yàn)法，開展建筑廢棄物的再利用和綠色環(huán)保新材料的研發(fā)。試驗(yàn)中，將建筑垃圾破碎過篩篩選出細(xì)度小于75μm的粉土摻入水泥砂漿，探討摻量對其抗壓強(qiáng)度和流度值的影響。結(jié)果表明，水灰比和粉土摻量都會影響水泥砂漿流度值和抗壓強(qiáng)度。建筑垃圾粉土摻量相同時，水泥砂漿的流度值隨水灰比的增加而增大；水灰比相同時，水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度隨建筑垃圾粉土摻量增加而降低；當(dāng)建筑垃圾粉土摻量相同時，水泥砂漿的最佳水灰比在0.5～0.6取值。

建筑垃圾粉土;水泥砂漿;抗壓強(qiáng)度;流度值

1. 引言

目前，我國正處于經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展迅猛的的重要階段，尤其在房地產(chǎn)建設(shè)上，更是走在各行業(yè)發(fā)展的前列，隨之帶來大量的建筑垃圾。我國在建筑施工和建筑拆除中產(chǎn)生的建筑垃圾在城市垃圾中占到了30%-40%，而這些建筑垃圾一般都直接廢棄或者很少有效的合理利用，這造成了極大的環(huán)境污染和資源的浪費(fèi)。隨著環(huán)保意識逐漸加強(qiáng)，環(huán)境保護(hù)與廢棄物利用日益受到全球的重視，許多研究學(xué)者不斷探討建筑綠色環(huán)保材料的研發(fā)和建筑廢棄物的利用，以降低目前水泥與砂石的用量，不僅減少對環(huán)境的破壞，而且滿足建筑材料在工程上的需求。經(jīng)過國內(nèi)外有關(guān)專家學(xué)者的多年研究，使用建筑垃圾粉土采用不同比例拌制水泥砂漿可有效的降低成本，減少建筑廢棄物的數(shù)量，讓建筑廢棄物得到再次利用，從而達(dá)到滿足節(jié)約成本與環(huán)境保護(hù)的目的。

本研究主要是將建筑垃圾破碎過篩后篩選出細(xì)度小于75μm的建筑垃圾粉土，并使用其不同比例取代水泥拌制成水泥砂漿，以確定建筑垃圾粉土含量對水泥砂漿性能的影響。

2.原材料及試驗(yàn)方法

2.1 原材料

1.水泥：采用泉州本地制造的42.5R普通硅酸鹽水泥。

2.細(xì)粒料：采用一般天然砂(河沙)。

3.建筑垃圾粉土：建筑垃圾經(jīng)破碎后，篩選細(xì)度小于75μm的建筑垃圾粉土。

4.水：城市普通自來水。

2.2 試驗(yàn)方法

1.試件尺寸及形狀

試件尺寸為5cm×5cm×5cm正方體試樣(如圖1所示)，試件共分成2批。實(shí)驗(yàn)每組分別添加不同比例的粉土取代水泥，取代比例分別為0%、5%、10%、15%、20%、 25%、30%，水灰比分別為0.4、0.5、0.6、0.7、0.8，每批共35組配比，總計70組配比。

圖1

2.試驗(yàn)方法

本研究采用正交試驗(yàn)法，以建筑垃圾作為主要試驗(yàn)材料，將建筑垃圾破碎過篩篩選出建筑垃圾中細(xì)度小于75μm的粉土。研究粉土的摻量對水泥砂漿試樣的抗壓強(qiáng)度、流度值等性能的影響程度,并觀察其變化情況。

(1)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

水泥砂漿立體抗壓試驗(yàn)(T0507-2005)，試樣在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)達(dá)到28天后，在試樣頂部表面使用石膏抹平試件，以防止試件抗壓時表面不平整出現(xiàn)的應(yīng)力集中現(xiàn)象。加載速度控制在4.5kN/s-5kN/s，從而確定抗壓破壞的最大荷重fcu(單位：kN)，假設(shè)試樣斷面積為A(單位：cm2)，抗壓強(qiáng)度用μσcu表示，則試驗(yàn)計算公式如(1)所示：

σcu=fcu/A

(1)

(2)流度試驗(yàn)

本試驗(yàn)在測定水泥砂漿標(biāo)準(zhǔn)流度值為110±5%下的含水量，據(jù)此確定水泥砂漿中流度與含水量之間的關(guān)系。水泥砂漿的流度值與含水量成正比，含水量越大，則流度值越大；反之則越小。

3. 試驗(yàn)過程

試驗(yàn)材料主要采用天然砂、水泥、建筑垃圾粉土以及水。在水泥砂漿每立方米配比中，添加天然砂1600kg，水泥400kg，水灰比分別為0.4、0.5、0.6、0.7、0.8，此5組試樣作為參照組。試驗(yàn)將建筑垃圾破碎過篩篩選出建筑垃圾中細(xì)度小于75μm的粉土，并且添加不同比例的粉土取代水泥，取代比例分別為0%、5%、10%、15%、20%、 25%、30%，水灰比分別為0.4、0.5、0.6、0.7、0.8，每批共35組配比，共2批，總計70組配比，試件成型后，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室里統(tǒng)一養(yǎng)護(hù)28天后，對試件進(jìn)行拆模并測試。整個試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)法，觀測水泥砂漿試件的流度值與抗壓強(qiáng)度的變化。

4.試驗(yàn)結(jié)果與分析

圖1 水泥砂漿28天的流度值

圖1為試驗(yàn)中不同摻量對水泥砂漿流度值的影響圖。據(jù)圖可知，在建筑垃圾粉土摻量不變時，除水灰比0.4和水灰比0.5外，其他各組水泥砂漿的流度值隨著水灰比的增加而增加；在水灰比不變時，除水灰比0.4和水灰比0.5外，其他各組水泥砂漿的流度值與建筑垃圾粉土摻量成正比例關(guān)系；選用水灰比0.4和水灰比0.5時，水泥砂漿的流度值幾乎為0，當(dāng)選用水灰比0.8時，不同摻量的水泥砂漿流度值都達(dá)到了110%。

由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用不同摻量的建筑垃圾粉土可以有效提高水泥砂漿的流度值。

圖2 水泥砂漿28天的抗壓強(qiáng)度

圖2為試驗(yàn)中不同摻量對水泥砂漿抗壓強(qiáng)度的影響圖，建筑垃圾粉土細(xì)度小于75μm，摻量為0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%，水灰比選用0.4-0.8，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)28d后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。如圖所示，在水灰比不變時，水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度隨著建筑垃圾粉土摻量比例的減少而降低；在建筑垃圾粉土摻量相同時，各組水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)中間高兩邊低的趨勢，并在水灰比為0.5-0.6時，水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最高。

綜上所述，建筑垃圾粉土?xí)?dǎo)致水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度降低。

5.結(jié)論

(1)使用不同摻量的建筑垃圾粉土可以有效提高水泥砂漿的流度值。 (2)在水灰比相同時，水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度隨著建筑垃圾粉土摻量比例的增加而降低。

(3)在建筑垃圾粉土摻量不變時，各組水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)中間高兩邊低的趨勢，并在水灰比為0.5～0.6時，水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最高。

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StudyontheEffectofConstructionWasteSiltySoilonthePropertiesofCementMortar

YE You-zhi
(Quanzhou Institute of Information Engineering, Quanzhou FUjian 362000, China)

In this study, the reuse of construction waste and the development of new green environmental protection materials were studied by orthogonal test. To study the influence of the amount of admixture on the compressive strength and fluidity value of the cement mortar, the construction waste was broken and screened, and the silty soil with fineness less than 75was added to cement mortar in the test. The results show that both the water-cement ratio and the silt content affect the fluidity value and compressive strength of cement mortar. With the same amount of construction waste silty soil mixed, the higher water-cement ratio, the higher fluidity value; With the same water-cement ratio, the higher construction waste silty soil mixed, the lower compressive strength of cement mortar; when the same amount of cement mortar mixed with the construction waste silty soil, the optimum water-cement ratio falls with in range of 0.5 ～ 0.6.

construction waste silty soil; cement mortar; compressive strength; fluidity value

TQ177.62

A

1671-3974(2017)04-0055-03

2017-09-26

2015年度福建省中青年教師教育科研項(xiàng)目計劃(科技類)立項(xiàng)課題《道路混凝土路面磚的主要性能和構(gòu)件的關(guān)系》(JA15597)的階段性研究成果。

葉友志(1989- )，男，大學(xué)，福州大學(xué)在讀研究生，泉州信息工程學(xué)院土木工程學(xué)院工程造價專業(yè)主任，研究方向：工程造價。