建筑废弃黏土砖粉作活性掺合料试验研究

摘要

目前中国每年产生的建筑垃圾约10亿吨，而其利用率却不足5％，大量的建筑垃圾不经处置简单填埋，占用量耕地、破坏土壤，污染大气和水源，带来严重的环境负荷。同时建筑垃圾又具有资源化利用属性，填埋淹没了材料的潜在价值。因此对于占建筑垃圾比重约50%的废弃黏土砖进行再生利用研究，不但可有效支撑建筑垃圾资源化处理，而且具有非常重要的环保意义和可持续发展意义。
　　本文是对建筑废弃黏土砖在物理活化基础上，采用矿粉复合、石灰、石膏及醇胺等化学激发活化，制备高活性掺合料，以制备的活性掺合料进行混凝土试验，测试混凝土工作性能和力学性能，并通过XRD、TGA和MIP等手段探究高活性掺合料增强的微观机理。
　　研究结果表明：随着砖粉取代率的增加，胶砂强度降低，取代率≥30%时，强度降低显著；随着复合粉中矿粉比例增加，胶砂强度先降低后升高再降低，矿粉砖粉4:6复合粉，激发效果最优；砖粉内掺石灰取代率增加，胶砂强度降低，掺量为1.5%时，激发效果最优；石膏激发效果不明显；加入醇胺，矿粉砖粉4:6复合粉的胶砂强度提高明显；砖粉内掺1.5%石灰的胶砂3d强度提高明显，28d强度变化不大；掺入砖粉活性粉，水泥标准稠度需水量增大，凝结时间延长，流动度基本不变；矿粉砖粉4:6复合粉，矿粉砖粉4:6复合粉配醇胺，砖粉内掺1.5%石灰，砖粉内掺1.5%石灰配掺量0.15‰的CA1激发为较优激发方案，可较为显著的提高砖粉活性，制得高活性掺合料。
　　活性掺合料取代率变化对混凝土的工作性能的影响不大；随着砖粉取代率增加，混凝土强度降低，C30混凝土中可取代30%水泥，C40混凝土中可取代15%水泥；矿粉砖粉4:6复合粉取代率增加，混凝土强度先升高后降低，C30混凝土中可取代30%水泥，C40混凝土中可取代25%水泥；禅醇胺的矿粉砖粉4:6复合粉取代率增加，混凝土强度先升高后降低，在C30混凝土中可取代30%水泥，在C40混凝土中可取代30%水泥；随砖粉内掺1.5%石灰的掺合料取代率增加，混凝土强度先升高后降低，在C30中可取代25%水泥，在C40中可取代20%水泥；随砖粉内掺1.5%石灰配醇胺的掺合料取代率增加，混凝土强度先升高后降低，在C30中可取代25%水泥，在C40中可取代20%水泥。
　　砖粉活性粉的掺入后CH峰和SiO2峰均有所降低，而AFt峰增加。说明砖粉活性粉掺入后促进了水泥熟料水化产生的CH与掺合料发生了二次水化而被消耗生成更多的水化产物，促进了体系强度的增加；掺入砖粉活性粉水泥净浆水化产物结合水质量损失增多，Ca(OH)2质量损失较小；孔隙分布主要集中在10~1000nm，形成更多结构密实，聚合度高的水化产物，无害孔和少害孔增多，有害孔减少。

目录

声明

主要符号表

1绪 论

1.1研究背景及意义

1.1.1建筑垃圾概念

1.1.2建筑垃圾分类和组成

1.1.3建筑垃圾产生的环境问题

1.2建筑垃圾国内外现状

1.2.1建筑垃圾国外现状

1.2.2建筑垃圾国内现状

1.2.3建筑废弃黏土砖现状

1.3废弃黏土砖国内外研究现状

1.3.1废弃黏土砖作为混凝土粗骨料

1.3.2废弃黏土砖作为混凝土及砂浆用再生细骨料

1.3.3废弃黏土砖粉作为活性材料

1.4活性激发方式研究进展

1.4.1物理激发

1.4.2化学激发

1.5技术路线

1.6本课题研究的目、意义及创新点

1.6.1本课题目的及意义

1.6.2 本课题创新点

2试验原材料和试验方法

2.1试验原材料

2.1.1黏土砖粉

2.1.2水泥

2.1.3矿粉

2.1.4粉煤灰

2.1.7石膏

2.1.8外加剂

2.1.9醇胺

2.1.10水

2.2试验仪器及设备

2.2.3混凝土试验设备

2.2.4性能检测仪器

2.3试验方法

2.3.1胶砂活性试验

2.3.2混凝土试验

2.3.3微观机理探究试验

3试验结果与分析

3.1黏土砖粉活性激发试验

3.1.1物理激发

3.1.2化学激发

3.1.3小结

3.2 混凝土试验

3.2.1混凝土配合比设计

3.2.2混凝土工作性能及力学性能

3.2.3小结

3.3微观机理分析

3.3.1 X射线衍射分析（XRD）

3.3.2热失重分析（TGA）

3.3.3压汞分析（MIP）

3.3.4小结

4结 论

4.1主要研究结论

4.2进一步研究方向

参考文献

附录 硕士研究生学习阶段发表论文

致谢