废弃黏土砖粉对砂浆性能影响的研究进展

王　健， 王　亮

(山东科技大学土木工程与建筑学院， 山东青岛 266590)



废弃黏土砖粉对砂浆性能影响的研究进展

王健， 王亮

(山东科技大学土木工程与建筑学院， 山东青岛 266590)

废弃黏土砖在建筑垃圾中所占比重较大。文章介绍了目前国内对于废弃黏土砖粉对砂浆性能影响的研究进展，分析了废弃黏土砖制备建筑砂浆的可行性。

废弃黏土砖；混合砂浆；性能

19世纪中叶以后，砖混结构建筑蓬勃发展。2010年底，我国所有城市城区禁止使用毁田耗能的实心黏土砖。但黏土砖作为砖混结构的基本材料，随着建筑物的拆除而成为大量建筑垃圾，其占有量约占建筑垃圾总量的50 %以上。因此，废弃黏土砖是建筑垃圾资源重回收利用的主要研究对象。

发改委表示，我国每年因生产黏土砖需毁坏农田50万亩(3.4×104hm2)，烧制黏土砖需消耗7 000×104t标准煤，黏土砖在砖混结构中充当墙体保温隔热功能较差，间接消耗能量更为巨大。黏土砖随着砖混结构的拆除而废弃，必然造成巨大的资源浪费。国内外对废弃砖回收利用的主要途径是作为其他建筑材料的原料，但其资源回收利用程度十分有限，不能完全应对回收每年庞大的废弃黏土砖数量。

1　废弃黏土砖的物理特性

1.1废弃黏土砖的化学成分

艾红梅等人采用XRF测试了废弃黏土砖化学成分。其实验数据表明：废弃黏土砖中SiO2和 Al2O3共占百分比78.94 %，具有良好的黏土资源成分和潜在活性。其化学成分见表1。

表1　建筑废弃黏土砖的化学组成

1.2废弃黏土砖的粉磨性能与自身黏接性能

刘飞等人进行了废弃黏土砖的粉磨性能与自身粘接性能的研究。其实验结果表明，废弃黏土砖粉磨时间越长，粉磨细度越高，干燥的废弃黏土砖粉磨性能好于未干燥的废弃黏土砖粉。废弃黏土砖粉吸水性较强，吸水后有一定的粘聚力，可凭借吸水后自身粘聚力成型。

1.3废弃黏土砖粉的吸水性能

李炜等人进行了不同砖粉掺量标准稠度需水量的研究。其实验结果表明，砖粉的需水量随着掺量的增加而增加，但其细度也是影响其吸水量的因素之一，需要加以考虑。

2　废弃黏土砖粉对砂浆强度影响的研究进展

2.1废弃黏土砖粉对砂浆抗折强度的影响

李新建等人进行了废弃黏土砖颗粒以不同的比例替代河砂时砂浆强度的变化规律的研究。其实验结果如图1所示，3 d龄期，废砖颗粒掺量约40 %时抗折强度最高(提高约18 %)，7 d龄期，废砖颗粒掺量约60 %时抗折强度最高(提高约20 %)，28 d龄期，废砖颗粒掺量约40 %时抗折强度最高(提高约8 %)。结果显示废弃黏土砖可有效提高砂浆抗折强度。

图1　废砖颗粒掺量对砂浆抗折强度的影响

2.2废弃黏土砖粉对砂浆抗压强度的影响

韩涛等人进行了不同比表面积的废弃黏土砖粉按不同比例加入水泥中后，测定其强度的研究(表2)。其实验结果表明，废弃黏土砖粉具有火山灰性质，但其活性不高。当废弃黏土砖粉掺量为30 %时，随着砖粉比表面积的增加，水泥的早期和后期的抗压强度都有所提高。当砖粉比表面积为513 m2/kg时，随着掺量的增加，水泥的早期和后期的抗压强度都有所降低。

3　废弃黏土砖粉对砂浆和易性的影响

程海丽等人进行了废弃黏土砖粉对砂浆和易性的影响的研究。其实验结果表明，在只改变废弃砖粉在水泥中的掺量，不改变其他配合比的情况下，随着掺量的增加，砂浆的强度出现大幅下降。一方面是因为废弃砖粉的孔隙率要大于河砂，吸水量较大。另一方面是因为废弃砖粉的比表面积偏大，需水量变大。两者使砂浆的和易性降低。

4　PET-砖粉砂浆的性能研究

孟繁博等人进行了再生PET-砖粉砂浆的力学性能的

表2　废弃黏土砖对砂浆抗压强度的影响

研究。通过实验确定了合适的PET-砖粉砂浆配合比。实验结果表明，PET:砖粉(质量比)=1∶2时表现出良好的工作性，初始养护温度为180℃时，PET-砖粉砂浆强度最大。PET-砖粉砂浆具有较高的抗压和抗折强度，并具有较强的韧性。

葛智等人对再生PET-砖粉砂浆耐久性进行了研究。通过测定PET-砖粉砂浆的氯离子电通量，实验结果表明，PET-砖粉砂浆具有极强的抗氯离子渗透的能力。通过对材料进行20个循环的硫酸盐侵蚀实验并测定其强度，实验结果表明材料具有很好的抗渗透性，且硫酸盐对材料的侵蚀作用可以忽略。100倍SEM分许结果显示PET-砖粉砂浆内部结构呈现较好的密实度，400倍SEM分许结果显示PET-砖粉砂浆内部结构具有很好的均质性，且没有产生较大的孔隙。

5　结束语

我国建筑垃圾资源回收利用率低的主要原因是我国建筑垃圾回收经济性较低，技术性要求较高。利用废弃黏土砖粉代替部分河砂生产建筑砂浆，能有效地节约河砂资源，提高资源的利用率，又能扩大建筑砂浆的原料来源渠道，实现建筑业的可持续发展。但砖粉砂浆的研究目前尚处于研究初步阶段，还需要国内外进行大量的实验研究来进一步验证砖粉砂浆的实际应用的可行性，进一步完善砂浆的施工工艺和施工流程，让砖粉砂浆应用于建筑业成为现实。

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[6]程海丽.废砖粉在建筑砂浆中的应用研究——建筑垃圾资源化技术研究之二[J].北方工业大学学报 ，2005,17(1):89-93.

[7]孟繁博, 胡益彰,岳红亚, 等.再生PET-砖粉砂浆的力学性能研究[J].建材发展导向:下,2014(12):40-43.

[8]葛智, 孟繁博, 岳红亚,等.PET-砖粉砂浆的耐久性研究[J].山东大学学报：工学版,2014(2).

王健(1991～)，男，硕士研究生，研究方向为结构工程。

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[定稿日期]2016-03-09