建筑垃圾再生细粉用于发泡砂浆的试验研究
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Vo1.32。No.5 2014年5月 中国资源综合利用 China Resources Comprehensive Utilization o垃圾处理
建筑垃圾再生细粉用于发泡砂浆的试验研究
周文娟,于显强,周理安
(北京建筑大学,北京 100044)
摘要:建筑垃圾再生处理时会产生大量的再生细粉,造成环境污染和资源浪费。本研究采用不同粒径、 不同掺量的再生细粉取代水泥配制发泡砂浆。试验结果表明:相同粒径的建筑垃圾再生细粉,随着掺量 的增加,发泡砂浆的干表观密度降低,抗压强度降低,软化系数减小;不同粒径的建筑垃圾再生细粉,随 着粒径减小,发泡砂浆干表观密度降低,抗压强度增大,软化系数提高。 关键词:建筑垃圾;再生细粉;发泡砂浆 中图分类号:X705 文献标识码:A 文章编号:1008—9500(2O14)05—0023-03
Study on the Implication Application of Construction Waste
Recycled Powder in Foamed Mortar
Zhou Wenjuan,Yu Xianqiang,Zhou Li’art
(School of Civil and Transportation Engineering,Beijing University,Beijing 100044,China)
Abstract:Construction waste recycling will generate a lot of recycled powder,which will pollute the environment
and waste resources.In this study,the cement has been replaced by different sizes or different contents of recycled powder for foamed mortar.The experiment results show that when the same particle size of recycled
powder is used,the dry bulk density and compressive strength and softening coefficient of foamed mortar decrease with the inerease of recycled powder content,while the different particle size of recycled powder
is used,the dry bulk density of foamed mortar decreases,the compressive strength and softening coefficient
increase with the decreasing particle size.. Keywords:construction waste;recycled powder;foamed mortar
我国每年产生建筑垃圾约15亿t,在建筑垃圾
产生、破碎过程中会产生大量的细粉。这些细粉由 于其颗粒小、质量轻,易造成扬尘,污染环境O]o目
前对于建筑垃圾中再生骨料的研究,已取得诸多成
果 2],但对于建筑垃圾中再生细料的应用研究较少,
导致建筑垃圾利用整体失衡,降低了建筑垃圾的利 用率。 建筑垃圾再生细粉孔隙率高、含水率低,且表 面粗糙,比表面积大,与水泥的粘结较好 ]。这为再
生细粉作为掺合料使用提供了基础。关于建筑垃圾
再生细粉作为掺合料在砂浆中的初步研究表明,建 筑垃圾再生细粉可以部分替代水泥、粉煤灰等活性 细粉,因此其附加值相对较高,有较为广阔的研究 和应用前景。
本研究利用建筑垃圾再生细粉取代部分水泥
制备发泡砂浆,研究不同粒径、不同掺量再生细粉 对发泡砂浆性能的影响。
1 试验方案
1.1原材料
(1)水泥:北京金隅水泥P.0 42.5水泥,水泥性 能见表1。
(2)建筑垃圾再生细粉:3种粒级的细粉最大 粒径分别为0.3 mm、0.15 mm、0.075 mm。其主要氧
收稿日期:2013—12—24 基金项目:北京市科技计划项目:建筑垃圾深化处置关键技术研究(Z111100066811010);轻型钢结构粉煤灰泡沫混凝土镶嵌式 围护结构开发(Z121100007612012);北京市教育委员会科技成果转化和产业化项目:建筑垃圾再生混凝土制品的研发 (PXM2013—D14210_000089)。 作者简介:周文娟(1977一),女,安徽合肥人,副教授,主要从事固体废弃物资源化技术研究工作。
一
23— 。垃圾处理 中国资源综合利用 第5期
化物成分见表2。 表1水泥材性
表2建筑垃圾再生细粉的主要氧化物成分 %
(3)发泡剂;
(4)稳泡剂。
1.2发泡砂浆配合比及试验结果
3种粒级再生细粉取代水泥的比例分别为 20%、30%、40%,发泡剂占砂浆干粉料质量的5.8%,
稳泡剂占砂浆干粉料质量的0。4%,砂浆用水量与
砂浆干粉料的质量比为0.62:1。
发泡砂浆试验结果见表3。 表3发泡砂浆试验结果
, 2结果分析
2.1对发泡砂浆干表观密度的影响
建筑垃圾再生细粉对发泡砂浆干表观密度的
影响见图1。
450 . 4oo
{}1;:350 H- 300 2O 30 40 再生细粉掺量(%) 图1 建筑垃圾再生细粉对发泡砂浆干表观密度
-24- 的影响 由图1可知,随着再生细粉掺量的增加,发泡
砂浆的干表观密度呈现降低的趋势。这主要是因为
一方面建筑垃圾再生细粉自身孔隙多、密度低,当 掺量增大时,同样的发泡效果必然导致发泡砂浆的
干表观密度减小。另一方面由于建筑垃圾细粉的比
表面积大,当掺量增大会更有益于气泡的保持与稳
定,因此干表观密度随着掺量的增加而降低。 随着再生细粉粒径的减小,在掺量为20%、 30%情况下,发泡砂浆的干表观密度呈现增大的趋
势。但是当掺量增加到40%时,干表观密度与粒径
的关系就不明显了。这主要是因为建筑垃圾再生 细粉在较小掺量情况下,粒径越小比表面积越大,
吸水率越高,而由于水的表面张力会破坏发泡过程
中所形成的气泡,最终导致发泡效果变差,干表观
密度增大。此外,当掺量在40%时,建筑垃圾再生 细粉与水泥混合后可以起到“滚珠”效应l4],提高砂
浆的工作性,降低砂浆的用水量,减少用于形成气 泡的水分,利于砂浆中气泡的产生并稳定存在,最
终导致砂浆的干表观密度有所下降,且粒径变化影
响贝0很,J、。 2.2对发泡砂浆抗压强度的影响
建筑垃圾再生细粉对发泡砂浆抗压强度的影
响见图2。
邑1.5 趔 鏊1.0
0.5 。o 0
2D 3U 4U 再生细粉掺量(%) 图2建筑垃圾再生细粉对发泡砂浆28d抗压强
度的影响 由图2可知,在建筑垃圾再生细粉相同粒径不 同掺量的情况下,随着建筑垃圾再生细粉掺量的增
加,发泡砂浆的28 d抗压强度呈现出下降的趋势。
这主要是由于再生细粉具有吸水效应,导致参与水 泥水化的水分减少;并且随着再生细粉的取代量过
多,使得作为强度来源的水泥用量减少也影响了发
泡砂浆强度的发展。因此,发泡砂浆28
d抗压强度 第5期 周文娟等:建筑垃圾再生细粉用于发泡砂浆的试验研究 。垃圾处理
随着建筑垃圾再生细粉掺量的增大而降低。
在建筑垃圾再生细粉相同掺量不同粒径的情 况下,最大粒径为0.075 mm的再生细粉所对应的
28 d抗压强度最高,最大粒径为0.15 mm的再生细 粉所对应的28 d抗压强度最低。这主要是由于最
大粒径为0.075 mm的再生细粉颗粒细,活性有所
提高,掺入砂浆中比O.3 mm和0.15 mm的建筑垃圾 细粉所起到的密实填充作用更佳。
2.3对发泡砂浆软化系数的影响 建筑垃圾再生细粉对发泡砂浆软化系数的影
响见图3。
0.9
0.8
O.6
O.5 2U 3U 4U 再生细粉掺量(%) 图3 建筑垃圾再生细粉对发泡砂浆软化系数的 影响 由图3可知,在建筑垃圾再生细粉相同粒径不
同掺量的情况下,随着建筑垃圾再生细粉掺量的增 加,发泡砂浆的软化系数呈现出增大的趋势。这主
要是由于一方面建筑垃圾再生细粉可以在发泡砂 浆中起到密实填充作用,对增加砂浆的强度起到积
极作用。另一方面建筑垃圾再生细粉吸水量较高,
会增加硬化砂浆的含水量,降低砂浆的强度,起到 负面作用。而随着建筑垃圾再生细粉掺量的增加,
其对于砂浆强度的增加与其对于砂浆强度的降低
作用的相差比例逐渐增大,所以导致砂浆的软化系 数增大。
由图3还可以看出,在建筑垃圾再生细粉相同
掺量不同粒径的情况下,最大粒径为0.15 mm的再 生细粉软化系数最大,最大粒径为0-3 mm的软化
系数最小。发泡砂浆软化系数主要受两个因素的影 响:即砂浆泡水前的抗压强度和砂浆的吸水率。砂
浆泡水前的抗压强度越高,砂浆的吸水率越低,所
对应的软化系数就越高。建筑垃圾再生细粉一方面
可以在发泡砂浆中起到密实填充作用,增加砂浆的
强度;另一方面由于其吸水量较高,会增加硬化砂 浆的含水量,降低砂浆的强度。综合以上两个方面 的影响,最大粒径为0.15 mm的再生细粉所对应的
发泡砂浆的软化系数最大。
2.4建筑垃圾再生细粉发泡砂浆的配制
综合建筑垃圾再生细粉对于发泡砂浆干表观 密度、28 d抗压强度、软化系数影响的试验研究,从
试验配合比中选出3组干表观密度 ̄<400 kg/m3,28 d抗压强度30.9 MPa、软化系数I>0.80的发泡砂
浆,进行发泡砂浆导热系数的测试。
发泡砂浆导热系数试验结果见表4。 表4发泡砂浆导热系数
编号再生细粉最大粒径(mm)再生细粉掺量(%)导热系数
由表4可知,本试验配制出的发泡砂浆满足保
温砂浆导热系数标准的要求。
3结论
(1)在建筑垃圾再生细粉相同粒径不同掺量的 情况下,随着建筑垃圾再生细粉掺量的增加,砂浆
的干表观密度、抗压强度降低,但软化系数逐渐升
高。建筑垃圾再生细粉在40%掺量时,其强度仍能 达到0.8 MPa以上,且有较高的软化系数。
(2)在建筑垃圾再生细粉相同掺量不同粒径的 情况下,随着粒径的减小,干表观密度、软化系数增 加,但抗压强度相应降低。建筑垃圾再生细粉最大
粒径为0.075 mm时,各项性能指标较好。 (3)建筑垃圾再生细粉通过粒径、掺量的调整, 应用到发泡砂浆中,可配制出符合标准的保温砂
浆。
参考文 献
1 鄢朝勇,叶建军.绿色建筑砂浆的研究与探讨[J].混凝土, 2010,(3):123-125. 2鄢朝勇,叶建军,聂维中.建筑砂浆新型胶凝材料的试验研 究[J].武汉理工大学学报,2009,31(7):15-18. 3朱银春,潘刚华,李敏等.固体废弃物在预拌砂浆中应用 的若干技术问题探讨[J].江苏建材,2009,(3):33—35. 4王雪,孙可伟.废砖资源化综合利用研究[J].中国资源综 合利用,20o8,26(10):34—35. (责任编辑/陈军)