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废红砖超细浆料功能化应用研究

废红砖超细浆料功能化应用研究

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作者：聂康峻武汉理工大学

学位级别：硕士

随着我国旧城改造范围不断扩大,固体建筑废弃物(Construction and Demolition wastes,C&D)的排放量逐年增加,其中,废旧红砖约占50%以上。目前,针对废弃红砖,尚未开发出有效的资源化与功能化利用途径,以填埋、堆存为主,不仅浪费资源,占... 详细信息

随着我国旧城改造范围不断扩大,固体建筑废弃物(Construction and Demolition wastes,C&D)的排放量逐年增加,其中,废旧红砖约占50%以上。目前,针对废弃红砖,尚未开发出有效的资源化与功能化利用途径,以填埋、堆存为主,不仅浪费资源,占用土地,而且对生态环境生产负面影响。因此,开发废弃红砖的有效利用途径,还具有重大的经济和社会效益。本文以废红砖为研究对象,先采用干磨将其处理成中值粒径为17.5μm的废红砖粉,再采用湿磨进一步超细化,利用液相研磨力及聚羧酸减水剂的高效塑化作用,制备了亚微米级和微米级的废红砖浆料。利用激光粒度仪分析浆料的粒径分布,采用XRD、XPS等手段分析物相结构、表面能态的演变规律。在此基础上,提出亚微米级浆料作为晶核早强剂、微米级浆料取代水泥或硅灰制备UHPC、微米级浆料作无机颜料制备饰面砂浆和抹灰石膏的技术思路。主要研究结果如下:(1)湿磨制备的微米级浆料和亚微米级浆料的中值粒径分别为1.3μm和345 nm。在湿磨过程中,废红砖的Si元素和Al元素失去电子,导致其结合能发生变化,Si O特征峰峰强降低,其晶相结构被破坏。(2)亚微米废红砖浆料作为晶核早强剂,可以显著提高水泥胶砂的早期力学性能。6%掺量时,水泥胶砂的14 h抗压强度从6.1 MPa增长到10.6 MPa,同比提高了74%。亚微米废红砖浆料的晶核效应可以促进水泥水化放热,提高水泥早期水化程度,加速水化产物生成,同时细化体系的孔结构。(3)微米级废红砖浆料作为矿物掺合料,分别取代水泥或者硅灰,制备超高性能混凝土(UHPC)。当水泥的取代量为5-20%或硅灰的取代量为5-10%时,不会显著影响UHPC的力学性能。进一步提高浆料掺量,会显著影响力学性能。(4)微米废红砖浆料作为无机颜料,制备水泥基饰面砂浆和抹灰石膏。利用色差仪评估饰面砂浆和抹灰石膏的颜色参数。随着浆料掺量增加,它们相比于空白组的颜色加深,色差值(ΔE)也逐渐增大。但是当浆料掺量超过15%后,ΔE增长变缓,试件颜色趋于饱和。另外,它们其他性能都满足《墙体饰面砂浆》(JC/T 1024-2019)和《抹灰石膏》(GB/T 28627-2012)的要求。

关键词：废弃红砖湿磨晶核早强 UHPC 无机颜料

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