摘要：近年来，随着国家经济的发展和城镇一体化的推进，建筑业发展势头良好，随之而来的是旧房拆迁与改造过程中产生大量的建筑垃圾 。旧房拆迁过程产生的建筑垃圾中，废弃的混凝土、粘土砖均可被二次利用，建筑垃圾的有效利用不仅节约建材生产成本，从环境角度看， 对建筑垃 圾的处理和生态环境的保护都有较大的益处。本文选取某拆迁工地拆迁弃置的废弃粘土砖，对废弃粘土砖取代部分粗骨料 制备再生混凝土的力学性能进行了研究。
关键词：废弃粘土砖；再生混凝土；性能研究
1粘土砖概述
粘土砖也称为烧结砖，是建筑用的人造小型块材，粘土砖以粘土（包括页岩、煤矸石等粉料）为主要原料，经泥料处理、成型、干燥和焙烧 而成，有实心和空心的分别。按孔洞率分：实心砖（无孔洞或孔洞小于25%的砖）、多孔砖（孔洞率等于或大于25%），孔的尺寸小而数量多 的砖，常用于承重部位，强度等级较高。空心砖（孔洞率等于或大于40%，孔的尺寸大而数量少的砖，常用于非承重部位，强度等级偏低） 。另外，实心砖和多孔砖多用于承重结构墙体，空心砖多用于非承重结构墙体。
2试验研究
2.1试验材料
废弃粘土砖选自某拆迁工地，在处理废弃粘土砖时，考虑到这部分废弃砖的孔隙率较大，如果不经任何处理就直接使用，在后期拌制混凝土 过程中粘土砖块可能会吸入较多的拌合用水，为保证试验结果的准确性，在本试验开始前先对废弃砖进行浸湿处理，经过清洁处理后，用破 碎机将粘土砖破碎，按照获取的粘土砖颗粒大小经过筛分设备分离，选用符合试验粒径要求的骨料。拌制混凝土所用的细骨料水泥选用P•O 42.5普通硅酸盐水泥，拌合用水为自来水，砂为河砂，细度模数为2.0。
2.2试验设计
试验根据《普通混凝土配合比设计规程》进行再生混凝土的配合比设计，其中水灰比为0.45，粗骨料为720kg，砂为110kg，水为120kg，水 泥为267kg，减水剂为0.9kg。本试验混凝土试块分两组，其中A组试块在制备的过程中，添加了适量的激发剂CaO；B组未添加激发剂。本试 验主要从混凝土抗折强度值与抗压强度值两个力学指标角度，分析废弃粘土砖部分替代粗骨料制备再生混凝土的可行性。混凝土试件尺寸采 用150mm*150mm*150mm的标准尺寸，在标准养护条件下（相对湿度95％以上，温度20±2℃）对混凝土试块进行养护，并按照规范测试两组混 凝土试块的3d、7d、28d的抗折强度及抗压强度。
3实验结果及分析
从养护完毕的A组和B组试块中先后分别取3块完好的试块进行力学性能测试，每组试块的抗折强度与抗压强度值分别取该组3块试块的平均值 。经过测试，两组混凝土试块3d、7d、28d的抗折强度及抗压强度值分别见图1和图2。
由图中数据可看出：
A组样品中添加了激发剂CaO后，有效地激发了废弃粘土砖中的SiO2的活性，因为激发剂CaO与拌合所用水发生反应生成了Ca（OH）2，而骨料 中的活性SiO2与Ca（OH）2反应，该过程不仅消耗了部分水，同时减少了空隙，使混凝土抗压强度后期得到提升，经过数据对比发现，再生 粗骨料混凝土3d、7d、28d的抗压强度值分别提高了7.52％，9.27％，8.71％；再生粗骨料混凝土3d、7d、28d的抗折强度分别提高了2.82％ ，7.30％，9.20％。
通过图2可发现，两组混凝土试块后期强度增长较快，A、B两组试块其28d抗压强度值均超过20 MPa，其中A组再生混凝土28d抗压强度值大于 2 3 MPa，说明采用废弃粘土砖部分代替粗骨料制备的再生混凝土抗压强度大于C20的抗压强度值要求，能满足自密实混凝土的使用要求。
综上所述，激发剂CaO可有效激发粘土砖中的SiO2的活性，通过比较样品的抗折强度及抗压强度可发现，将废弃粘土砖处理后部分替代粗骨 料制备再生粗骨料混凝土是可行的，废弃粘土砖的再次利用可节省再生粗骨料的成本。需注意的是，虽然废弃粘土砖部分取代常用的粗骨料 碎石在技术上是可行的，但要合理控制其掺入量；同时需注意经过筛分后的砖粒与碎石的粒径组合问题，以及配制再生粗骨料混凝土的水灰 比。
4废弃建筑粘土砖应用
废弃粘土砖作为一种建筑垃圾，但其工作性能和力学性能并没有完全丧失，从建筑业可持续发展的角度，通过对其化学组分分析，利用有效 成分制备再生混凝土、砂浆及环保砖等建筑材料，可有效消解建筑固体废弃物。
4.1废弃建筑粘土砖用作再生混凝土粗骨料
用废弃建筑粘土砖代替粗骨料制备再生混凝土是可行的，影响再生混凝土力学性能的主要因素有建筑粘土砖的颗粒级配、掺入量、水灰比等 。随着骨料骨架密实性提高，颗粒间的间隙得到有效填充，荷载可通过不同粒径的骨料进行分散传递，使混凝土抗压强度值变大。但随着掺 入量的增加，再生混凝土的抗压强度呈现减小的趋势，由于废弃粘土砖的骨料自身强度较低，因而不适宜制备高强度混凝土。
4.2废弃建筑粘土砖用作细骨料配制砂浆
将废弃粘土砖处理磨细后，粘土砖颗粒可部分代替天然河沙拌制砂浆。另外，随着废砖骨料掺入量的提高，试样的抗折强度值先提高后降低 ，并指出废砖骨料的最佳掺入量为40%。由于废砖吸水性比较明显，所以在配置砂浆时会引起砂浆的流动性能降低，但合理控制废弃砖替代 河沙的比率，砂浆的粘聚性仍满足工作要求。
4.3废弃建筑粘土砖用作路基材料
城市道路施工中为便于局部开挖、埋设管道等经常会采用无粘结基层材料，这类材料对集料的强度要求不高，可采用破碎的废弃建筑粘土砖 部分替代混凝土集料。比如，针对某城市道路，分别采用25%和50%的破碎粘土砖替代再生混凝土集料制备路基混合料，实验表明混合料的路 基承载能力特征值CBR值均大于道路基层材料的30%，说明将破碎粘土砖用于路基材料是可行的。经试验测试，废弃砖掺入量增加，路基材料 的吸湿性明显提高，可满足行人区路基材料的要求。废弃粘土砖可作为材料配置沥青混合料，结果表明废弃砖填料的掺入可有效改善沥青材 料的耐久性，同时在高温试验条件下，可缓解因高温带来的沥青残余变形。
4.4废弃建筑粘土砖制备再生骨料环保砖
利用建筑垃圾中粘土砖碎块和混凝土碎块，添加炉底渣和石粉等骨料制备环保砖，通过试验研究骨灰比、炉底渣和石灰对环保砖的影响。结 果表明骨料中混凝土掺入量增加促使环保砖抗压强度升高，相反，当骨料中粘土砖较少时环保砖抗压强度变化不明显，但随着粘土砖掺入量 的增加，环保砖的抗压强度呈下降的趋势。因而在利用废弃粘土砖制备环保砖时，要注意废弃粘土砖的掺入量，避免因粘土砖含量过高导致 环保砖的抗压强度的降低。
4.5废弃建筑粘土砖用作装饰材料
当今家装设计中越来越多的年轻人喜欢个性、文艺的家装风格，将废弃粘土砖表面进行处理，可用于室内设计材料，利用废弃粘土砖砌筑的 隔墙或背景墙为室内环境增加了视觉上的美感。时下许多餐厅热衷采用建筑粘土砖打造成工业风格，若采用废弃建筑粘土砖作为室内装修素 材，既节约了装修成本，又可以增加室内有效使用面积。
结语：综上所述，废弃粘土砖经处理后可部分替代粗骨料制备再生混凝土，不仅可以有效地解决大量建筑垃圾的处理问题，同时亦符合建筑 业“可持续发展”的原则。
本文受资助于华北理工大学大学生创新创业训练计划项目（X2018372）
参考文献：
[1]郑伟琴.旧房拆迁废弃建筑粘土砖的再利用研究[D].南京：南京理工大学，2015．
[2]李昌勇.建筑垃圾对水泥熟料形成动力学的影响[J].硅酸盐通报，2015．
论文作者:梁世波,肖凡,洪伟,王博,冯悦
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/9/18
标签：粘土砖论文; 骨料论文; 混凝土论文; 抗压强度论文; 建筑论文; 强度论文; 砂浆论文; 《基层建设》2018年第26期论文;