再生砖粉用于玻化微珠保温砂浆的试验研究

刘伏伏，孙亚洲

（1.山东省土木工程防灾减灾重点实验室（山东科技大学），山东 青岛 266590；2.中正信造价咨询有限公司青岛分公司，山东 青岛 266500）

近年来，随着改革的不断深化，城乡改造工程逐年增大，城镇化进程的加速，也导致了建筑垃圾量的猛增同保护环境、减少污染的理念之间新的矛盾。如何解决建筑垃圾越来越多，废弃的建筑砖块随处可见的现象，就变成了现阶段要解决的新问题。实现建筑垃圾的再利用有多种资源化的途径，针对废弃的建筑黏土砖块，除用作较大颗粒的集料外，还可以用作水泥的掺合料，通过破碎、研磨和筛分等多道工序加工成小粒径的再生砖粉，这也是一种实现建筑垃圾资源化的有效途径。

1 试验方案

1.1 试验原材料

水泥：胶州水泥厂生产的P.O 42.5的普通硅酸盐水泥，3.8%8的80μm方孔筛余量，初凝时间为100min，终凝时间为 300min，28d的抗压强度为50.2MPa，抗折强度为 9.5MPa。

再生砖粉：经抗压强度试验检测为低于10MPa的废弃黏土砖块，经表面处理和研磨机研磨，选用0.3m和0.15mm两种粒径的砖末，它的含水量为1.73%，吸水率为41.4%。

玻化微珠：耐火度≥1200℃，导热系数≤0.043W/m·K，筒压强度≥50MPa，堆积密度＜80kg/m3。可分散乳胶粉：表观密度540g/L，PH值是6-8，最低成膜温度0℃。

聚丙烯纤维：廊坊德凯保温材料销售有限公司生产，长度为0.6mm的短纤维，直径15～45μm。

羟丙基甲基纤维素醚：河北省长城纤维素有限公司生产，HPMC20万粘度，甲氧基含量为25.8%，羟丙氧基含量为10.5%。

水：实验室自来水。

1.2 试验方法

首先，准备70.7mm×70.7mm×70.7mm，40mm×40mm×160mm两种抗压、抗折试模。然后，用0.3mm粒径和0.15mm粒径的再生砖粉，分别替代玻化微珠无机保温砂浆中0、20%、40%、60%的水泥用量，根据参考文献规范[1-4]中要求的试验方法，按照玻化微珠无机保温砂浆中一组试验所需的试验用量（表1）拌制砂浆，在标准条件下养护28d，做7组关于砂浆的抗压强度、抗折强度、干表观密度、导热系数等物理力学性能试验。最后，计算每项性能下试验结果的算数平均数作为最终用作分析的试验数据。

玻化微珠保温砂浆的初始配合比 表1

2 试验结果与分析

2.1 试验结果

玻化微珠保温砂浆的物理力学性能试验结果 表2

2.2 砂浆强度的分析

主要通过研究掺加了再生砖粉的玻化微珠无机保温砂浆的抗压强度和抗折强度，来讨论再生砖粉的掺量和粒径对砂浆强度的影响。

图1 再生砖粉对保温砂浆强度性能影响曲线

观察图1，在再生砖粉的掺量相同，粒径越小时，玻化微珠无机保温砂浆的抗压强度、抗折强度就越大，粒径为0.15mm，掺量为40%时，砂浆抗折强度出现最大值，这时抗折性能最好，并且砂浆的两项强度的总变化趋势相同。再生砖粉的粒径越细在保温砂浆中越容易形成一层保护膜，充分填充材料间的细小缝隙，使得玻化微珠组成的砂浆骨架同材料间的致密性提高，从而增强保温砂浆的强度。在再生砖粉的粒径相同时，随着掺量的增加，玻化微珠保温砂浆的抗压强度呈下降趋势，而抗折强度出现先上升后下降的趋势，20%的砖粉替代量使砂浆的抗压、抗折强度变化不明显，在40%以内都能满足Ⅱ型保温砂浆在GBT20473-2006《建筑保温砂浆》中的要求，但超过40%后抗压、抗折的强度急剧降低，当替代量达到60%时，各项强度都非常低，也不再满足要求。这主要是因为再生砖粉的替代量不断增大会导致水泥的用量相对越来越少，水泥起到的粘结作用被逐渐削弱，材料间的凝聚力的减小使整个砂浆变得松散，所以掺量越多，砂浆的强度就会下降越明显。

试验研究发现，在玻化微珠无机保温砂浆中，用0.15mm较细粒径的再生砖粉比0.3mm较粗粒径的再生砖粉，替代水泥量在40%以内，砂浆所表现出的强度性能更加优越。

2.3 砂浆保温性能的分析

对砂浆的保温性能的分析主要从掺加了砖粉后的玻化微珠保温砂浆，在干表观密度和导热系数上的变化展开。

图2 再生砖粉对保温砂浆保温性能影响曲线

观察上图2，不同粒径下掺加了20%砖粉的砂浆在保温性能上都较未掺加砖粉的好。再生砖粉是多孔体系，掺加量在20%时既对砂浆的粘结强度影响不大又会增加砂浆整体孔隙率，所以保温性能会有所改善。在粒径相同的情况下，掺加了再生砖粉的保温砂浆，其干表观密度和导热系数随掺量的增加呈不断上升趋势。由于再生砖粉的高吸水率导致的。在掺量相同时，0.3mm、0.15mm粒径的砖粉的干表观密度和导热系数变化趋势相同，数值非常接近。这是因为在通常情况下保温砂浆的干表观密度和导热系数之间表现出一定的线性相关性。

经试验分析发现，在玻化微珠无机保温砂浆中，0.3mm和0.15mm粒径的再生砖粉在0～40%的替代范围内，砂浆的导热系数和干表观密度非常接近，所以两种粒径下的砂浆的保温性能相似。

3 结论

①在再生砖粉替代率相同的玻化微珠保温砂浆中，掺加粒径为0.15mm和0.3mm的砂浆抗压强度与抗折强度变化趋势相同，在替代量相同时，掺加粒径为0.15mm的整体强度明显偏高；在粒径相同时，砂浆的抗压强度随砖粉替代量的增加呈下降趋势，抗折强度呈现先上升后下降的趋势。这主要是由于小粒径砖粉的填充作用和水泥的粘结作用。经研究发现，在玻化微珠无机保温砂浆中，用0.15mm较细粒径的再生砖粉比0.3mm较粗粒径的再生砖粉，替代水泥量在40%以内，砂浆所表现出的强度性能更加优越。

②掺加粒径为0.15mm和0.3mm的玻化微珠无机保温砂浆的干表观密度和导热系数，都随砖粉替代量的增加呈不断上升趋势，并且在0～40%的替代范围内的两者的数值差别很小，原因是再生砖粉的孔隙率，保温砂浆的导热系数和干表观密度的相关性。经分析发现在玻化微珠无机保温砂浆中，用3mm和0.15mm两种粒径的再生砖粉替代0～40%的水泥，所配置的砂浆的保温性能相似。

③经综合分析，可根据试验选择，粒径为0.15mm的再生砖粉，替代玻化微珠无机保温砂浆中0～40%的水泥，砂浆在强度和保温上所表现的综合性能良好。

[1]JGJ/T 70-2009，建筑砂浆基本性能实验方法[S].北京:中国标准出版社，2009.

[2]GB/T 17671-1999，水泥胶砂强度检验方法[S].北京:中国标准出版社，1999.

[3]GB/T 20473-2006，建筑保温砂浆[S].北京:中国标准出版社，2006.

[4]GB/T 26000-2010，膨胀玻化微珠保温隔热砂浆[S].北京:中国标准出版社，2010.

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