本发明为一种针对以建筑混凝土固体垃圾为主的再生骨料的特点，发明的一种简单、实用、质量易控，且波动范围小的透水再生骨料混凝土的实验室配合比设计方法。
背景技术：
：随着我国城镇住房建设与基础设施建设的飞速发展，城市扩建工程需要拆除大量的建筑物，建筑房渣、建筑混凝土废料等各种固体垃圾日益增多。欧美和日韩对建筑垃圾的再生利用十分重视，而我国研究利用起步较晚，还未形成成熟的技术规范，在其配合比设计中一般参照普通混凝土的现行设计方法，但建筑垃圾再生骨料与天然砂石的特性不同，如再生骨料裂隙多、吸水率大、设计配合比试验结果波动性大等特点，导致设计结果离散性较大，可靠性降低，为了更好的资源化利用建筑垃圾，减少浪费，发明一种透水再生骨料混凝土的实验室配合比设计方法具有十分重要的意义。技术实现要素：本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种透水再生骨料混凝土的实验室配合比设计方法，采用骨架体积填充法，以设计空隙率和抗压强度双控指标作为主要设计目标，再生粗细骨料和天然砂分别以表干状态和风干状态作为设计基准，简单、实用、质量易控，且波动范围小；不利用外加剂与掺合料，水泥用量较小，资源化程度高，节约环保。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种透水再生骨料混凝土的实验室配合比设计方法，包括如下步骤：1)按照透水效果要求，确定设计目标空隙率；2)依据混凝土工程结构部位要求，选择合适的混凝土强度等级；3)采用骨架-捣实密度试验，确定再生粗骨料的比例及其单位用量；4)采用骨架体积填充法，计算单位用水量和单位水泥用量；5)通过试拌确定砂率、再生细骨料与天然砂的掺配比例系数，计算再生细骨料和天然砂的单位用量；6)计算水灰比；7)力学强度、耐久性、毛体积密度和空隙率检验；8)确定透水再生骨料混凝土的配合比；其中，再生粗骨料和再生细骨料以表干状态作为设计基准，天然砂以风干状态作为设计基准。进一步的，步骤3)中所述再生粗骨料为连续粒级再生粗骨料(1)和单粒级再生粗骨料(2)二者的混合,采用骨架--捣实密度试验，即根据捣实密度试验并兼顾再生粗骨料形成骨架的原则，确定再生粗骨料的比例及其单位用量。进一步的，步骤4)、步骤5)中，按目标空隙率，采用骨架体积填充法计算单位用水量和单位水泥用量；通过试拌，依据坍落度指标和保水性、黏聚性现象确定砂率，计算出再生细骨料与天然砂的掺配比例系数，进而计算再生细骨料和天然砂的单位用量。进一步的，步骤5)中所述砂率范围为8％～15％，设计坍落度指标为10mm。进一步的，步骤3)中连续粒级再生粗骨料(1)规格为5～25mm，单粒级再生粗骨料(2)规格为5～10mm。进一步的，步骤3)中所述再生粗骨料为建筑混凝土固体垃圾。进一步的，步骤6)中水灰比范围为0.2～0.3。进一步的，步骤7)中，采用立方体试件检验力学强度，一般应达到15MPa～40MPa；采用透水率、抗冻性指标(北方寒冷地区)检验耐久性，一般透水系数≥3mm/s，质量损失≤5％，强度损失≤25％；毛体积密度一般为1900～2100kg/m3；实测空隙率大于10％。进一步的，步骤2)中所述混凝土强度等级范围为C15～C40，可满足排水式挡土墙、护坡砖、混凝土路面或路面砖的要求。进一步的，步骤1)中所述目标空隙率范围为10％～18％。本发明的一种透水再生骨料混凝土的实验室配合比设计方法，与现有技术相比所产生的有益效果是：1、采用试验与计算相结合的方法，提出一种透水再生骨料混凝土的实验室配合比设计方法，该配合比设计方法共分为八个步骤，简单、实用、质量波动小。2、透水再生骨料混凝土的配合比设计参数：设计目标空隙率一般取10％～18％；设计强度等级范围为C15～C40；设计坍落度为10mm；再生粗骨料的规格一般为5～25mm、5～10mm两种；水灰比一般在0.2～0.3之间；砂率一般为8％～15％。3、透水再生骨料混凝土的抗压强度一般可达到15MPa～40MPa；耐久性指标，一般透水系数≥3mm/s，质量损失≤5％，强度损失≤25％；毛体积密度一般为1900～2100kg/m3。具体实施方式下面结合实施例，对本发明的一种透水再生骨料混凝土的实验室配合比设计方法作以下详细说明。一种透水再生骨料混凝土的实验室配合比设计方法，包括如下步骤：1)按照透水效果要求，确定设计目标空隙率，目标空隙率一般取10％～18％。2)依据混凝土工程结构部位要求，选择合适的混凝土强度等级，混凝土强度等级范围为C15～C40，可满足排水式挡土墙、护坡砖、混凝土路面或路面砖的要求。3)采用骨架-捣实密度试验，确定再生粗骨料的比例及其单位用量再生粗骨料以建筑混凝土固体垃圾为主，一般采用5～25mm规格连续粒级再生粗骨料(1)和5～10mm规格单粒级再生粗骨料(2)二者的混合,采用骨架--捣实密度试验，即根据捣实密度试验并兼顾再生粗骨料形成骨架的原则，确定再生粗骨料的比例及其单位用量，再生粗骨料的单位用量按下式计算：mRg(1)＝mRg,0xR(1)(1+wR(1))mRg(2)＝mRg,0xR(2)(1+wR(2))式中：mRg(1)、mRg(2)——两种再生粗骨料用量(表干状态)，kg/m3；γRg,0——混合再生粗骨料的捣实密度，kg/m3；xR(1)、xR(2)——两种再生粗骨料的用量比例(％)；wR(1)、wR(2)——两种再生粗骨料的表干状态含水率(％)。4)按目标空隙率，采用骨架体积填充法，计算单位用水量和单位水泥用量。5)通过试拌确定砂率、再生细骨料与天然砂的掺配比例系数，计算再生细骨料和天然砂的单位用量。通过试拌，依据坍落度指标和保水性、黏聚性现象确定砂率，砂率一般为8％～15％，设计坍落度指标为10mm，计算出再生细骨料与天然砂的掺配比例系数，进而计算再生细骨料和天然砂的单位用量；计算公式如下：mRs+msmRg(1)+mRg(2)+mRs+ms×100=βsmRsms=λsmwρw+mcρc+mRsρRs+msρs+P=1-(mRg(1)ρRg(1)+mRg(2)ρRg(2))]]>式中：mRs——再生砂的用量,kg/m3；ms——天然砂的用量,kg/m3；mw——单位用水量,kg/m3；mc——单位水泥用量,kg/m3；βs——砂率(％)，通过试拌确定；λs——再生砂、天然砂掺配比例系数，通过试拌确定；ρRg(1)、ρRg(2)——两种再生粗骨料的表干密度，kg/m3；ρRs——再生砂的表观密度,kg/m3；ρs——天然砂的表观密度,kg/m3；ρw——水的密度，取1kg/m3；ρc——水泥的密度,kg/m3；P——目标空隙率(％)。6)计算水灰比，水灰比范围为0.2～0.3，计算公式如下：W/C=mwmc]]>式中：mw——单位用水量,kg/m3；mc——单位水泥用量,kg/m3。7)力学强度、耐久性、毛体积密度和空隙率检验采用立方体试件检验力学强度，一般应达到15MPa～40MPa；采用透水率、抗冻性指标(北方寒冷地区)检验耐久性，一般透水系数≥3mm/s，质量损失≤5％，强度损失≤25％；毛体积密度一般为1900～2100kg/m3；实测空隙率大于10％。8)确定透水再生骨料混凝土的配合比。其中，再生粗骨料和再生细骨料以表干状态作为设计基准，天然砂以风干状态作为设计基准。实施例一一种利用建筑垃圾再生骨料进行C15透水混凝土的实验室配合比设计方法，包括如下重量份的原料：水泥:水:天然砂:再生砂:再生粗骨料(1):再生粗骨料(2)＝252:51:63:57:1021:448。其中，目标空隙率为18％，水灰比为0.20，砂率为8％，再生粗骨料(1)、(2)的设计质量均为表干质量。其中，水泥为强度等级为P.O42.5普通硅酸盐水泥；再生粗骨料(1)为5～25mm，再生粗骨料(2)为5～10mm，表干密度分别为2.314g/cm3、2.286g/cm3，吸水率分别为5.8％、8.3％，再生粗骨料(1)、(2)掺配比例为70:30，混合再生粗骨料的捣实密度为1407kg/m3；再生砂为中砂，细度模数为2.87，表观密度为2.428g/cm3；天然砂为天然河砂，细度模数为2.61，表观密度为2.610g/cm3。所述的C15透水再生骨料混凝土，用于实验室配合比检验试件的制备方法，包含如下步骤：(1)将再生粗骨料浸水饱和24h，使其充分饱水。取料，擦拭再生粗骨料表面的水分，使其处于表干状态；(2)采用机械搅拌顺序，先将天然砂、再生砂加入混凝土搅拌机，再加入水泥干混1-2min至混合均匀，然后加入再生粗骨料干混1-2min至均匀，最后加入水搅拌3-5min至拌合物混合均匀；(3)采用机械振捣，将拌制好的混合物分2次装入模具，略捣实，置于标准振动台机械振实60～120s，直到混凝土表面出现胶浆，但应避免过振，防止离析，24h后拆模，标准养护至28天龄期。实施例二一种利用建筑垃圾再生骨料进行C20透水混凝土的实验室配合比设计方法，包括如下重量份的原料：水泥:水:天然砂:再生砂:再生粗骨料(1):再生粗骨料(2)＝310:84:126:116:1021:448。其中，目标空隙率为15％，水灰比为0.27，砂率为15％，再生粗骨料(1)、(2)的设计质量均为表干质量。其中，水泥为强度等级为P.O42.5普通硅酸盐水泥；再生粗骨料(1)为5～25mm，再生粗骨料(2)为5～10mm，表干密度分别为2.314g/cm3、2.286g/cm3，吸水率分别为5.8％、8.3％，再生粗骨料(1)、(2)掺配比例为50:50，混合再生粗骨料的捣实密度为1298kg/m3；再生砂为中砂，细度模数为2.87，表观密度为2.428g/cm3；天然砂为天然河砂，细度模数为2.61，表观密度为2.610g/cm3。所述的C20透水再生骨料混凝土，用于实验室配合比检验试件的制备方法，包含如下步骤：(1)将再生粗骨料浸水饱和24h，使其充分饱水。取料，擦拭再生粗骨料表面的水分，使其处于表干状态；(2)采用机械搅拌顺序，先将天然砂、再生砂加入混凝土搅拌机，再加入水泥干混1～2min至混合均匀，然后加入再生粗骨料干混1～2min至均匀，最后加入水搅拌3～5min至拌合物混合均匀；(3)采用机械振捣，将拌制好的混合物分2次装入模具，略捣实，置于标准振动台机械振实30～60s，直到混凝土表面出现胶浆，但应避免过振，防止离析，24h后拆模，标准养护至28天龄期。采用人工插捣与机械振捣结合的成型方式，混凝土分三层装入试模，每层人工插捣25下，之后机械振捣30s，24h后拆模，标准养护至28天龄期。实施例三一种利用建筑垃圾再生骨料进行C40透水混凝土的实验室配合比设计方法，包括如下重量份的原料：水泥:水:天然砂:再生砂:再生粗骨料(1):再生粗骨料(2)＝355:71:98:90:1021:448。其中，目标空隙率为10％，水灰比为0.3，砂率为12％，再生粗骨料(1)、(2)的设计质量均为表干质量。其中，水泥为强度等级为P.Ⅱ52.5硅酸盐水泥；再生粗骨料(1)为5～25mm，再生粗骨料(2)为5～10mm，表干密度分别为2.314g/cm3、2.286g/cm3，吸水率分别为5.8％、8.3％，再生粗骨料(1)、(2)掺配比例为60:40，混合再生粗骨料的捣实密度为1349kg/m3；再生砂为中砂，细度模数为2.87，表观密度为2.428g/cm3；天然砂为天然河砂，细度模数为2.61，表观密度为2.610g/cm3。所述的C40透水再生骨料混凝土，用于实验室配合比检验试件的制备方法，包含如下步骤：(1)将再生粗骨料浸水饱和24h，使其充分饱水。取料，擦拭再生粗骨料表面的水分，使其处于表干状态；(2)采用机械搅拌顺序，先将天然砂、再生砂加入混凝土搅拌机，再加入水泥干混1～2min至混合均匀，然后加入再生粗骨料干混1～2min至均匀，最后加入水搅拌3～5min至拌合物混合均匀；(3)采用机械振捣，将拌制好的混合物分2次装入模具，略捣实，置于标准振动台机械振实50～90s，直到混凝土表面出现胶浆，但应避免过振，防止离析，24h后拆模，标准养护至28天龄期。以上实施例中制得的透水再生骨料混凝土的性能参数如下：当前第1页1 2 3