廢棄黏土磚粉對砂漿性能影響的研究進展

王　健， 王　亮

(山東科技大學土木工程與建筑學院， 山東青島 266590)

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廢棄黏土磚粉對砂漿性能影響的研究進展

王健， 王亮

(山東科技大學土木工程與建筑學院， 山東青島 266590)

廢棄黏土磚在建筑垃圾中所占比重較大。文章介紹了目前國內(nèi)對于廢棄黏土磚粉對砂漿性能影響的研究進展，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世紀中葉以后，磚混結(jié)構(gòu)建筑蓬勃發(fā)展。2010年底，我國所有城市城區(qū)禁止使用毀田耗能的實心黏土磚。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象。

發(fā)改委表示，我國每年因生產(chǎn)黏土磚需毀壞農(nóng)田50萬畝(3.4×104hm2)，燒制黏土磚需消耗7 000×104t標準煤，黏土磚在磚混結(jié)構(gòu)中充當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。國內(nèi)外對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廢棄黏土磚的化學成分

艾紅梅等人采用XRF測試了廢棄黏土磚化學成分。其實驗數(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。其化學成分見表1。

表1　建筑廢棄黏土磚的化學組成

1.2廢棄黏土磚的粉磨性能與自身黏接性能

劉飛等人進行了廢棄黏土磚的粉磨性能與自身粘接性能的研究。其實驗結(jié)果表明，廢棄黏土磚粉磨時間越長，粉磨細度越高，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，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

李煒等人進行了不同磚粉摻量標準稠度需水量的研究。其實驗結(jié)果表明，磚粉的需水量隨著摻量的增加而增加，但其細度也是影響其吸水量的因素之一，需要加以考慮。

2　廢棄黏土磚粉對砂漿強度影響的研究進展

2.1廢棄黏土磚粉對砂漿抗折強度的影響

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

圖1　廢磚顆粒摻量對砂漿抗折強度的影響

2.2廢棄黏土磚粉對砂漿抗壓強度的影響

韓濤等人進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，測定其強度的研究(表2)。其實驗結(jié)果表明，廢棄黏土磚粉具有火山灰性質(zhì)，但其活性不高。當廢棄黏土磚粉摻量為30 %時，隨著磚粉比表面積的增加，水泥的早期和后期的抗壓強度都有所提高。當磚粉比表面積為513 m2/kg時，隨著摻量的增加，水泥的早期和后期的抗壓強度都有所降低。

3　廢棄黏土磚粉對砂漿和易性的影響

程海麗等人進行了廢棄黏土磚粉對砂漿和易性的影響的研究。其實驗結(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，砂漿的強度出現(xiàn)大幅下降。一方面是因為廢棄磚粉的孔隙率要大于河砂，吸水量較大。另一方面是因為廢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

孟繁博等人進行了再生PET-磚粉砂漿的力學性能的

表2　廢棄黏土磚對砂漿抗壓強度的影響

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

葛智等人對再生PET-磚粉砂漿耐久性進行了研究。通過測定PET-磚粉砂漿的氯離子電通量，實驗結(jié)果表明，PET-磚粉砂漿具有極強的抗氯離子滲透的能力。通過對材料進行20個循環(huán)的硫酸鹽侵蝕實驗并測定其強度，實驗結(jié)果表明材料具有很好的抗?jié)B透性，且硫酸鹽對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

我國建筑垃圾資源回收利用率低的主要原因是我國建筑垃圾回收經(jīng)濟性較低，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，又能擴大建筑砂漿的原料來源渠道，實現(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，還需要國內(nèi)外進行大量的實驗研究來進一步驗證磚粉砂漿的實際應(yīng)用的可行性，進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。

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王健(1991～)，男，碩士研究生，研究方向為結(jié)構(gòu)工程。

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[定稿日期]2016-03-09