廢棄黏土磚粉對(duì)砂漿性能影響的研究進(jìn)展

王　健， 王　亮

(山東科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院， 山東青島 266590)

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廢棄黏土磚粉對(duì)砂漿性能影響的研究進(jìn)展

王健， 王亮

(山東科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院， 山東青島 266590)

廢棄黏土磚在建筑垃圾中所占比重較大。文章介紹了目前國(guó)內(nèi)對(duì)于廢棄黏土磚粉對(duì)砂漿性能影響的研究進(jìn)展，分析了廢棄黏土磚制備建筑砂漿的可行性。

廢棄黏土磚；混合砂漿；性能

19世紀(jì)中葉以后，磚混結(jié)構(gòu)建筑蓬勃發(fā)展。2010年底，我國(guó)所有城市城區(qū)禁止使用毀田耗能的實(shí)心黏土磚。但黏土磚作為磚混結(jié)構(gòu)的基本材料，隨著建筑物的拆除而成為大量建筑垃圾，其占有量約占建筑垃圾總量的50 %以上。因此，廢棄黏土磚是建筑垃圾資源重回收利用的主要研究對(duì)象。

發(fā)改委表示，我國(guó)每年因生產(chǎn)黏土磚需毀壞農(nóng)田50萬(wàn)畝(3.4×104hm2)，燒制黏土磚需消耗7 000×104t標(biāo)準(zhǔn)煤，黏土磚在磚混結(jié)構(gòu)中充當(dāng)墻體保溫隔熱功能較差，間接消耗能量更為巨大。黏土磚隨著磚混結(jié)構(gòu)的拆除而廢棄，必然造成巨大的資源浪費(fèi)。國(guó)內(nèi)外對(duì)廢棄磚回收利用的主要途徑是作為其他建筑材料的原料，但其資源回收利用程度十分有限，不能完全應(yīng)對(duì)回收每年龐大的廢棄黏土磚數(shù)量。

1　廢棄黏土磚的物理特性

1.1廢棄黏土磚的化學(xué)成分

艾紅梅等人采用XRF測(cè)試了廢棄黏土磚化學(xué)成分。其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：廢棄黏土磚中SiO2和 Al2O3共占百分比78.94 %，具有良好的黏土資源成分和潛在活性。其化學(xué)成分見表1。

表1　建筑廢棄黏土磚的化學(xué)組成

1.2廢棄黏土磚的粉磨性能與自身黏接性能

劉飛等人進(jìn)行了廢棄黏土磚的粉磨性能與自身粘接性能的研究。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，廢棄黏土磚粉磨時(shí)間越長(zhǎng)，粉磨細(xì)度越高，干燥的廢棄黏土磚粉磨性能好于未干燥的廢棄黏土磚粉。廢棄黏土磚粉吸水性較強(qiáng)，吸水后有一定的粘聚力，可憑借吸水后自身粘聚力成型。

1.3廢棄黏土磚粉的吸水性能

李煒等人進(jìn)行了不同磚粉摻量標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量的研究。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，磚粉的需水量隨著摻量的增加而增加，但其細(xì)度也是影響其吸水量的因素之一，需要加以考慮。

2　廢棄黏土磚粉對(duì)砂漿強(qiáng)度影響的研究進(jìn)展

2.1廢棄黏土磚粉對(duì)砂漿抗折強(qiáng)度的影響

李新建等人進(jìn)行了廢棄黏土磚顆粒以不同的比例替代河砂時(shí)砂漿強(qiáng)度的變化規(guī)律的研究。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，3 d齡期，廢磚顆粒摻量約40 %時(shí)抗折強(qiáng)度最高(提高約18 %)，7 d齡期，廢磚顆粒摻量約60 %時(shí)抗折強(qiáng)度最高(提高約20 %)，28 d齡期，廢磚顆粒摻量約40 %時(shí)抗折強(qiáng)度最高(提高約8 %)。結(jié)果顯示廢棄黏土磚可有效提高砂漿抗折強(qiáng)度。

圖1　廢磚顆粒摻量對(duì)砂漿抗折強(qiáng)度的影響

2.2廢棄黏土磚粉對(duì)砂漿抗壓強(qiáng)度的影響

韓濤等人進(jìn)行了不同比表面積的廢棄黏土磚粉按不同比例加入水泥中后，測(cè)定其強(qiáng)度的研究(表2)。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，廢棄黏土磚粉具有火山灰性質(zhì)，但其活性不高。當(dāng)廢棄黏土磚粉摻量為30 %時(shí)，隨著磚粉比表面積的增加，水泥的早期和后期的抗壓強(qiáng)度都有所提高。當(dāng)磚粉比表面積為513 m2/kg時(shí)，隨著摻量的增加，水泥的早期和后期的抗壓強(qiáng)度都有所降低。

3　廢棄黏土磚粉對(duì)砂漿和易性的影響

程海麗等人進(jìn)行了廢棄黏土磚粉對(duì)砂漿和易性的影響的研究。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在只改變廢棄磚粉在水泥中的摻量，不改變其他配合比的情況下，隨著摻量的增加，砂漿的強(qiáng)度出現(xiàn)大幅下降。一方面是因?yàn)閺U棄磚粉的孔隙率要大于河砂，吸水量較大。另一方面是因?yàn)閺U棄磚粉的比表面積偏大，需水量變大。兩者使砂漿的和易性降低。

4　PET-磚粉砂漿的性能研究

孟繁博等人進(jìn)行了再生PET-磚粉砂漿的力學(xué)性能的

表2　廢棄黏土磚對(duì)砂漿抗壓強(qiáng)度的影響

研究。通過實(shí)驗(yàn)確定了合適的PET-磚粉砂漿配合比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PET:磚粉(質(zhì)量比)=1∶2時(shí)表現(xiàn)出良好的工作性，初始養(yǎng)護(hù)溫度為180℃時(shí)，PET-磚粉砂漿強(qiáng)度最大。PET-磚粉砂漿具有較高的抗壓和抗折強(qiáng)度，并具有較強(qiáng)的韌性。

葛智等人對(duì)再生PET-磚粉砂漿耐久性進(jìn)行了研究。通過測(cè)定PET-磚粉砂漿的氯離子電通量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PET-磚粉砂漿具有極強(qiáng)的抗氯離子滲透的能力。通過對(duì)材料進(jìn)行20個(gè)循環(huán)的硫酸鹽侵蝕實(shí)驗(yàn)并測(cè)定其強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明材料具有很好的抗?jié)B透性，且硫酸鹽對(duì)材料的侵蝕作用可以忽略。100倍SEM分許結(jié)果顯示PET-磚粉砂漿內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)較好的密實(shí)度，400倍SEM分許結(jié)果顯示PET-磚粉砂漿內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有很好的均質(zhì)性，且沒有產(chǎn)生較大的孔隙。

5　結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)建筑垃圾資源回收利用率低的主要原因是我國(guó)建筑垃圾回收經(jīng)濟(jì)性較低，技術(shù)性要求較高。利用廢棄黏土磚粉代替部分河砂生產(chǎn)建筑砂漿，能有效地節(jié)約河砂資源，提高資源的利用率，又能擴(kuò)大建筑砂漿的原料來源渠道，實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。但磚粉砂漿的研究目前尚處于研究初步階段，還需要國(guó)內(nèi)外進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究來進(jìn)一步驗(yàn)證磚粉砂漿的實(shí)際應(yīng)用的可行性，進(jìn)一步完善砂漿的施工工藝和施工流程，讓磚粉砂漿應(yīng)用于建筑業(yè)成為現(xiàn)實(shí)。

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[2]劉飛,孫南屏, 李煒, 等.廢磚粉作為優(yōu)質(zhì)礦物摻和料的可行性研究[J].磚瓦 ,2014(8):11-14.

[3]李煒, 孫南屏, 何健恒.廢磚粉水泥膠砂基本性能試驗(yàn)研究[J].磚瓦,2014(2):3-6.

[4]李新建，韓濤，靳秀芝，等.廢黏土磚顆粒對(duì)砂漿強(qiáng)度的影響建材[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2011(3):1-3.

[5]韓濤, 靳秀芝,韓濤, 等.廢黏土磚再生膠凝材料評(píng)價(jià)及應(yīng)用[J].建材技術(shù)與應(yīng)用,2015(3):10-12.

[6]程海麗.廢磚粉在建筑砂漿中的應(yīng)用研究——建筑垃圾資源化技術(shù)研究之二[J].北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) ，2005,17(1):89-93.

[7]孟繁博, 胡益彰,岳紅亞, 等.再生PET-磚粉砂漿的力學(xué)性能研究[J].建材發(fā)展導(dǎo)向:下,2014(12):40-43.

[8]葛智, 孟繁博, 岳紅亞,等.PET-磚粉砂漿的耐久性研究[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版,2014(2).

王健(1991～)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)工程。

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[定稿日期]2016-03-09