再生磚粉用于玻化微珠保溫砂漿的試驗研究

劉伏伏，孫亞洲

（1.山東省土木工程防災減災重點實驗室（山東科技大學），山東 青島 266590；2.中正信造價咨詢有限公司青島分公司，山東 青島 266500）

近年來，隨著改革的不斷深化，城鄉改造工程逐年增大，城鎮化進程的加速，也導致了建筑垃圾量的猛增同保護環境、減少污染的理念之間新的矛盾。如何解決建筑垃圾越來越多，廢棄的建筑磚塊隨處可見的現象，就變成了現階段要解決的新問題。實現建筑垃圾的再利用有多種資源化的途徑，針對廢棄的建筑黏土磚塊，除用作較大顆粒的集料外，還可以用作水泥的摻合料，通過破碎、研磨和篩分等多道工序加工成小粒徑的再生磚粉，這也是一種實現建筑垃圾資源化的有效途徑。

1 試驗方案

1.1 試驗原材料

水泥：膠州水泥廠生產的P.O 42.5的普通硅酸鹽水泥，3.8%8的80μm方孔篩余量，初凝時間為100min，終凝時間為 300min，28d的抗壓強度為50.2MPa，抗折強度為 9.5MPa。

再生磚粉：經抗壓強度試驗檢測為低于10MPa的廢棄黏土磚塊，經表面處理和研磨機研磨，選用0.3m和0.15mm兩種粒徑的磚末，它的含水量為1.73%，吸水率為41.4%。

玻化微珠：耐火度≥1200℃，導熱系數≤0.043W/m·K，筒壓強度≥50MPa，堆積密度＜80kg/m3。可分散乳膠粉：表觀密度540g/L，PH值是6-8，最低成膜溫度0℃。

聚丙烯纖維：廊坊德凱保溫材料銷售有限公司生產，長度為0.6mm的短纖維，直徑15～45μm。

羥丙基甲基纖維素醚：河北省長城纖維素有限公司生產，HPMC20萬粘度，甲氧基含量為25.8%，羥丙氧基含量為10.5%。

水：實驗室自來水。

1.2 試驗方法

首先，準備70.7mm×70.7mm×70.7mm，40mm×40mm×160mm兩種抗壓、抗折試模。然后，用0.3mm粒徑和0.15mm粒徑的再生磚粉，分別替代玻化微珠無機保溫砂漿中0、20%、40%、60%的水泥用量，根據參考文獻規范[1-4]中要求的試驗方法，按照玻化微珠無機保溫砂漿中一組試驗所需的試驗用量（表1）拌制砂漿，在標準條件下養護28d，做7組關于砂漿的抗壓強度、抗折強度、干表觀密度、導熱系數等物理力學性能試驗。最后，計算每項性能下試驗結果的算數平均數作為最終用作分析的試驗數據。

玻化微珠保溫砂漿的初始配合比 表1

2 試驗結果與分析

2.1 試驗結果

玻化微珠保溫砂漿的物理力學性能試驗結果 表2

2.2 砂漿強度的分析

主要通過研究摻加了再生磚粉的玻化微珠無機保溫砂漿的抗壓強度和抗折強度，來討論再生磚粉的摻量和粒徑對砂漿強度的影響。

圖1 再生磚粉對保溫砂漿強度性能影響曲線

觀察圖1，在再生磚粉的摻量相同，粒徑越小時，玻化微珠無機保溫砂漿的抗壓強度、抗折強度就越大，粒徑為0.15mm，摻量為40%時，砂漿抗折強度出現最大值，這時抗折性能最好，并且砂漿的兩項強度的總變化趨勢相同。再生磚粉的粒徑越細在保溫砂漿中越容易形成一層保護膜，充分填充材料間的細小縫隙，使得玻化微珠組成的砂漿骨架同材料間的致密性提高，從而增強保溫砂漿的強度。在再生磚粉的粒徑相同時，隨著摻量的增加，玻化微珠保溫砂漿的抗壓強度呈下降趨勢，而抗折強度出現先上升后下降的趨勢，20%的磚粉替代量使砂漿的抗壓、抗折強度變化不明顯，在40%以內都能滿足Ⅱ型保溫砂漿在GBT20473-2006《建筑保溫砂漿》中的要求，但超過40%后抗壓、抗折的強度急劇降低，當替代量達到60%時，各項強度都非常低，也不再滿足要求。這主要是因為再生磚粉的替代量不斷增大會導致水泥的用量相對越來越少，水泥起到的粘結作用被逐漸削弱，材料間的凝聚力的減小使整個砂漿變得松散，所以摻量越多，砂漿的強度就會下降越明顯。

試驗研究發現，在玻化微珠無機保溫砂漿中，用0.15mm較細粒徑的再生磚粉比0.3mm較粗粒徑的再生磚粉，替代水泥量在40%以內，砂漿所表現出的強度性能更加優越。

2.3 砂漿保溫性能的分析

對砂漿的保溫性能的分析主要從摻加了磚粉后的玻化微珠保溫砂漿，在干表觀密度和導熱系數上的變化展開。

圖2 再生磚粉對保溫砂漿保溫性能影響曲線

觀察上圖2，不同粒徑下摻加了20%磚粉的砂漿在保溫性能上都較未摻加磚粉的好。再生磚粉是多孔體系，摻加量在20%時既對砂漿的粘結強度影響不大又會增加砂漿整體孔隙率，所以保溫性能會有所改善。在粒徑相同的情況下，摻加了再生磚粉的保溫砂漿，其干表觀密度和導熱系數隨摻量的增加呈不斷上升趨勢。由于再生磚粉的高吸水率導致的。在摻量相同時，0.3mm、0.15mm粒徑的磚粉的干表觀密度和導熱系數變化趨勢相同，數值非常接近。這是因為在通常情況下保溫砂漿的干表觀密度和導熱系數之間表現出一定的線性相關性。

經試驗分析發現，在玻化微珠無機保溫砂漿中，0.3mm和0.15mm粒徑的再生磚粉在0～40%的替代范圍內，砂漿的導熱系數和干表觀密度非常接近，所以兩種粒徑下的砂漿的保溫性能相似。

3 結論

①在再生磚粉替代率相同的玻化微珠保溫砂漿中，摻加粒徑為0.15mm和0.3mm的砂漿抗壓強度與抗折強度變化趨勢相同，在替代量相同時，摻加粒徑為0.15mm的整體強度明顯偏高；在粒徑相同時，砂漿的抗壓強度隨磚粉替代量的增加呈下降趨勢，抗折強度呈現先上升后下降的趨勢。這主要是由于小粒徑磚粉的填充作用和水泥的粘結作用。經研究發現，在玻化微珠無機保溫砂漿中，用0.15mm較細粒徑的再生磚粉比0.3mm較粗粒徑的再生磚粉，替代水泥量在40%以內，砂漿所表現出的強度性能更加優越。

②摻加粒徑為0.15mm和0.3mm的玻化微珠無機保溫砂漿的干表觀密度和導熱系數，都隨磚粉替代量的增加呈不斷上升趨勢，并且在0～40%的替代范圍內的兩者的數值差別很小，原因是再生磚粉的孔隙率，保溫砂漿的導熱系數和干表觀密度的相關性。經分析發現在玻化微珠無機保溫砂漿中，用3mm和0.15mm兩種粒徑的再生磚粉替代0～40%的水泥，所配置的砂漿的保溫性能相似。

③經綜合分析，可根據試驗選擇，粒徑為0.15mm的再生磚粉，替代玻化微珠無機保溫砂漿中0～40%的水泥，砂漿在強度和保溫上所表現的綜合性能良好。

[1]JGJ/T 70-2009，建筑砂漿基本性能實驗方法[S].北京:中國標準出版社，2009.

[2]GB/T 17671-1999，水泥膠砂強度檢驗方法[S].北京:中國標準出版社，1999.

[3]GB/T 20473-2006，建筑保溫砂漿[S].北京:中國標準出版社，2006.

[4]GB/T 26000-2010，膨脹玻化微珠保溫隔熱砂漿[S].北京:中國標準出版社，2010.

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