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        輕質(zhì)渣土砌塊研究

        2022-05-09 07:00:30劉樂李大偉徐陸洋李德聞陳建印
        廣東建材 2022年4期
        關(guān)鍵詞:建筑

        劉樂 李大偉 徐陸洋 李德聞 陳建印

        (棗莊中聯(lián)水泥有限公司)

        0 引言

        現(xiàn)如今,我國正在進行大規(guī)模的基礎(chǔ)建設(shè),產(chǎn)生了大量的建筑垃圾,其中建筑垃圾中含量最多的是建筑渣土,含量高達80%以上。建筑渣土的處理方法大多采用外運、洗砂、露天堆放等,這種方法不僅浪費了大量的人力、物力,占用大量的土地資源,而且會對社會環(huán)境造成嚴重的污染和破壞[1-3]。渣土中的主要礦物為石英,此外還有一些長石和云母,通過一定的工藝可以使用渣土原料制備輕質(zhì)砌塊,使其變廢為寶,得到有效的利用。本研究通過使用自主研發(fā)的渣土活性劑結(jié)合水泥等膠凝材料制備了一種輕質(zhì)渣土砌塊,該砌塊具有顯著的保溫、隔熱、隔聲的功能,能夠降低墻體的自重,使渣土得到有效的利用,為建筑渣土的處理提供一條經(jīng)濟合理的路徑[4-5]。

        1 試驗原材料及試驗方法

        1.1 原材料

        水泥:海螺水泥有限公司生產(chǎn)的P·O 42.5R 普通早強硅酸鹽水泥;

        聚苯顆粒:粒徑在1~2mm 之間、堆積密度在12~15㎏/m3之間;

        建筑渣土:取自深圳蛇口渣土堆場,含有少量的廢棄混凝土、大石塊、廢磚和有機垃圾等,含砂量較高,在75%左右,屬于中性砂土,由地基、管道、隧道等開挖所產(chǎn)生。渣土經(jīng)5mm 篩篩下后備用,其粒徑分布和主要化學成分如表1、表2 所示。

        表1 建筑渣土粒徑分布

        表2 建筑渣土化學成分

        圖1 為建筑渣土的XRD 圖譜。從圖1 可以看出,渣土的主要礦物為石英,此外還有一些長石和云母。

        圖1 渣土XRD 圖譜

        渣土活性劑:自主研發(fā),與渣土性質(zhì)相適應(yīng),能夠提高渣土分散、改善渣土顆粒表面活性的溶液,主要成分含有氨基磺酸鹽、硫酸鈉、氯化鎂、三乙醇胺等物質(zhì)。

        1.2 配合比設(shè)計

        輕質(zhì)渣土砌塊成型試驗所用原材料的配比設(shè)計為:渣土占總干料質(zhì)量的85%,水泥占總干料質(zhì)量的15%,用水量為砂漿流動度達到(210±5)mm 時的需水量;其成型一組體積為10L 的砌塊所用原材料的質(zhì)量如表3 所示:

        表3 輕質(zhì)砌塊配合比

        根據(jù)之前不斷的探索試驗,本次試驗所用渣土活性劑配方設(shè)計如表4 所示。

        表4 渣土活性劑配方(g)

        1.3 成型工藝

        輕質(zhì)渣土砌塊的成型工藝:按照原材料配比精準稱量所有原材料,將預先制備好的渣土活性劑和稱量好的水稀釋混合均勻,倒入15L 攪拌鍋中,然后依次將渣土和水泥倒入攪拌機攪拌2min 后,加入聚苯顆粒再攪拌3min (45r/min),采用手工振壓成型,裝入100mm×100mm×100mm 的模具中,表面覆蓋塑料薄膜,放置水泥膠砂標準養(yǎng)護室養(yǎng)護1d 后脫模,脫模后砌塊表面全部覆蓋塑料薄膜,再置于標準養(yǎng)護室養(yǎng)護至規(guī)定齡期28d。

        2 試驗過程及結(jié)果

        2.1 抗壓強度及干密度試驗

        根據(jù)表3 的原材料配比進行成型,所制備的達到規(guī)定齡期28d 的輕質(zhì)砌塊,取10 塊放置于電熱鼓風干燥箱中,在75℃溫度下烘干48h,冷卻至室溫,稱量其干密度,并進行抗壓強度試驗,試驗結(jié)果如表5 所示。

        從表5 中可以看出,輕質(zhì)渣土砌塊的干密度均穩(wěn)定在720㎏/m3左右,抗壓強度最高可達0.85MPa,抗壓強度平均值為0.72MPa。

        表5 輕質(zhì)渣土砌塊28d 抗壓強度及干密度

        根據(jù)表3 的原材料配比進行成型,并加入渣土活性劑配方A1,所制備的達到規(guī)定齡期28d 的輕質(zhì)砌塊,取10 塊放置于電熱鼓風干燥箱中,在75℃溫度下烘干48h,冷卻至室溫,稱量其干密度,并進行抗壓強度試驗,試驗結(jié)果如表6 所示。

        表6 加活性劑A1的輕質(zhì)渣土砌塊28d 抗壓強度及干密度

        從6 中可以看出,輕質(zhì)渣土砌塊的干密度均穩(wěn)定在820㎏/m3左右,抗壓強度最高可達1.72MPa,抗壓強度平均值為1.58MPa。

        根據(jù)表3 的原材料配比進行成型,并加入渣土活性劑配方A2,所制備的達到規(guī)定齡期28d 的輕質(zhì)砌塊,取10 塊放置于電熱鼓風干燥箱中,在75℃溫度下烘干48h,冷卻至室溫,稱量其干密度,并進行抗壓強度試驗,試驗結(jié)果如表7 所示。

        表7 加活性劑A2 的輕質(zhì)渣土砌塊28d 抗壓強度及干密度

        從表7 中可以看出,輕質(zhì)渣土砌塊的干密度均穩(wěn)定在840㎏/m3左右,抗壓強度最高可達2.35MPa,抗壓強度平均值為2.17MPa。

        通過抗壓強度及干密度試驗可以看出:不加渣土活性劑,輕質(zhì)渣土砌塊的干密度在720㎏/m3左右,抗壓強度平均值為0.72MPa;加渣土活性劑A1,輕質(zhì)渣土砌塊的干密度在820 ㎏/m3左右,抗壓強度平均值為1.58MPa,相比不加渣土活性劑的砌塊,強度均值提高了219%;加渣土活性劑A2,輕質(zhì)渣土砌塊的干密度在840㎏/m3左右,抗壓強度平均值為2.17MPa,相比不加渣土活性劑的砌塊,強度均值提高了301%。

        2.2 砌塊表面破壞情況試驗

        在上述三組試驗配比下,觀察輕質(zhì)渣土砌塊在進行抗壓強度試驗時,其表面和內(nèi)部破損情況,試驗結(jié)果如圖2 所示。

        從圖2 中可以看出,不加活性劑的A0 組砌塊,砌塊表面和內(nèi)部破損比較嚴重,壁面出現(xiàn)明顯的剝落現(xiàn)象,輕輕一碰,砌塊便可破碎,即砌塊經(jīng)過抗壓強度試驗后不再具有強度;加活性劑的A1 組砌塊,砌塊被壓扁,且表面出現(xiàn)明顯裂紋,但沒有完全破裂開,對其再次進行抗壓強度試驗時,強度并不高;加活性劑的A2 組砌塊,砌塊表面看不出破損的痕跡,表面沒有明顯的裂紋,對其再次做抗壓強度試驗時,其強度仍能達到第一次強度的50%以上。

        圖2 砌塊破損情況圖

        通過分析可得,渣土活性劑可以明顯提高輕質(zhì)渣土砌塊的抗壓強度,渣土活性劑中添加適量的三乙醇胺可以改善活性劑的效果,能夠使得聚苯顆粒和砂漿膠結(jié)得更加緊密,減少砌塊在進行抗壓強度試驗時所產(chǎn)生的裂縫,使得砌塊在進行第二次抗壓強度時,仍然具有一定的強度。

        3 結(jié)論

        本研究以建筑渣土為主要原料,水泥為主要膠凝材料,結(jié)合自主研發(fā)的與渣土特性相適應(yīng)的渣土活性劑,通過一定工藝制備成輕質(zhì)渣土砌塊,進行抗壓強度、干密度和砌塊表面破壞情況試驗,得出以下結(jié)論:

        使用自主研發(fā)的渣土活性劑可以明顯提高輕質(zhì)渣土砌塊的抗壓強度,渣土活性劑中添加適量的三乙醇胺可以改善活性劑的效果,能夠使得聚苯顆粒和砂漿膠結(jié)得更加緊密,減少砌塊在進行抗壓強度試驗時所產(chǎn)生的裂縫,使得砌塊在進行第二次抗壓強度時,仍然具有一定的強度。

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