水泥-粘土砖粉-石灰石粉复合胶凝材料的制备与性能研究文献综述

文献综述（或调研报告）：

3.1废弃粘土砖研究现状

3.1.1废弃粘土砖作为再生粗骨料

P. B. Cachim^[12]使用破碎粘土砖替代部分天然粗骨料制备再生混凝土，研究发现：取代率低于15%时，对强度的影响较小，取代率达到30%时，强度较天然骨料混凝土降低15%-20%；经过预吸水的砖骨料适当替代天然骨料时，可以作为混凝土的自养护组分，可以为水泥水化提供水却对初始水胶比无影响。A. Wongsa等人^[13]使用破碎粘土砖作为轻骨料制作轻骨料地质聚合物混凝土（LWGCs），结果显示：与天然骨料地质聚合物混凝土（CGCs）相比具有更低的抗压强度、劈裂抗拉强度和耐磨性，但其符合ACI协会对轻骨料混凝土的基本要求；LWGCs的表观密度、导热系数以及超声脉冲速度大大降低，保温性能大大提高，且在高温暴露（400℃、600℃、800℃）条件下的残余强度要高于CGCs。国内学者李飞等^[14]研究发现随着砖骨料掺量的增加，混凝土抗压强度逐渐降低，但对劈裂抗拉强度影响不大。学者赵爱华等人^[15]测试了再生砖粗骨料混凝土棱柱体和立方体抗压强度、应力应变关系和静力受压弹性模量等力学指标，结果表明：随着砖骨料取代率增加，混凝土棱柱体抗压强度先变大后减小，棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的换算系数要高于普通混凝土（）；再生砖粗骨料混凝土棱柱体试件受压破坏过程和普通混凝土相似，再生砖粗骨料混凝土材质比较脆，破坏过程比较迅速，延性较差，破坏断面处为粘结骨料的硬化水泥浆体裂开，部分表现为再生砖粗骨料自身的破裂；单轴受压的应力-应变曲线的大致形状和普通混凝土类似；静力受压弹性模量要小于普通混凝土，并且随着再生砖粗骨料替代率的增加逐渐的降低。还有学者陈晨^[16]利用再生砖骨料制备纤维砖骨料再生混凝土，尽管再生砖骨料的添加导致力学性能有所下降，但其仍具有较好的耐久性能。

学者赵亚松^[17]对粘土砖轻骨料混凝土的干燥收缩性能进行了研究，发现其收缩值超过了轻骨料混凝土的收缩标准值，6个月的收缩率大于1000mu;ε，且趋于收缩稳定期需要更长的时间；随着体积砂率与水胶比的变大，粘土砖轻骨料混凝土的干燥收缩也逐渐增大；掺入粉煤灰可有效抑制干燥收缩，最优掺量是10%。学者周明星^[18]则研究了混杂纤维再生砖骨料混凝土的抗氯离子侵蚀性能，分别探究了水灰比、砖骨料取代率、纤维掺量的影响。研究显示，水灰比为0.28、0.33、0.38和0.43时，相应的15-20mm氯离子浓度提高幅度分别为0%、52.2%、69.6%和112.8%，随着水灰比的增大，混凝土的抗氯离子侵蚀能力下降；砖骨料取代率为0%、25%、50%和100%时，相应的15-20mm氯离子浓度提高幅度分别为0%、29.0%、32.8%和68.9%，随着取代率的增大，混凝土孔隙率增大，越有利于氯离子传输；混杂纤维的掺入可以增强混凝土的内部密实性，有效地减少砖骨料混凝土中的氯离子浓度。K. Jankovic等人^[19]研究了用破碎粘土砖制作的再生骨料混凝土的抗冻性，结果表明：砖骨料替代碎石后，混凝土的强度及密度有所下降，但其抗冻性良好，砖骨料取代率达32.5%的混凝土砌块与取代率65%的混凝土路面性能都可以满足当时的欧洲标准。

3.1.2废弃粘土砖作为再生细骨料

F. Bektas等人^[20]对粘土砖进行破碎，筛分出级配合适的再生砖细骨料取代河砂来制备砂浆并研究其性能，实验结果表明：当砖骨料取代率增大时，砂浆的流动性逐渐降低，且砖骨料取代率每增加10%，流动性越下降10%；掺量在10%和20%时，对砂浆抗压强度影响很小；砖骨料取代率为20%时，干燥收缩会降低，但取代率为10%时，干燥收缩反倒会增加；砖骨料的加入会提高砂浆的抗冻融能力。J. Dang等人^[21]利用SEM分析了再生砖细骨料砂浆的界面过渡区，发现砖细骨料的表面相对粗糙和不规则，且有潜在的火山灰活性，使砂浆的界面过渡区更加稳定和密实，从而提高了再生砂浆的力学性能。

王显利等人^[22]也研究了用废砖细骨料替代天然砂制备砂浆，结果表明：废砖细骨料取代天然砂，砂浆的流动性会降低，但保水性有所提高；取代率大于50%之后，流动性与保水性不再满足使用要求；用废砖细骨料取代部分天然砂能够提高砂浆的强度，并且后期强度提高的更加明显；当取代率为50%时，砂浆M5与M10的28d强度达到峰值，砂浆M15则是在25%取代率时达到强度峰值；可以采用100%的废砖细骨料来制备砂浆M5，当制备M10及以上的砂浆时，应控制取代率在50%之内。学者曹文权^[23]研究了再生砖骨料砂浆砌体的基本力学性能，发现再生砖骨料对砌体受压性能影响不大，但提高了砌体的抗剪性能；同一砂浆强度下，抗压强度和弹性模量无显著变化，但抗剪强度提高45%，说明再生砖骨料砂浆可以应用于实际工程中。

3.1.3废弃粘土砖粉作为活性材料

粘土砖的烧结温度和烧粘土相似，主要化学成分为SiO₂和Al₂O₃^[24]，其矿物组成为长石、石英、赤铁矿和非晶态物质，即粘土矿物脱水之后形成的无定形Al₂O_3、SiO₂以及铝硅酸盐玻璃体。K. Scrivener等^[3]研究表明，粘土砖中玻璃体形态的SiO₂和Al₂O₃可以在常温下与Ca(OH)₂和水发生反应，生成C-A-S-H，具有火山灰活性，可以用粘土砖粉替代部分水泥作为胶凝材料。J. M. Ortega等人^[6]研究了粘土砖粉对砂浆力学性能、微结构和耐久性的长期影响（400d），结果表明：与基准组相比，掺入10%和20%粘土砖粉对砂浆抗压强度影响不大，但抗折强度有所提高；粘土砖粉可充当微集料，减少砂浆收缩，粘土砖粉的火山灰作用细化了砂浆的孔结构；掺入20%粘土砖粉的砂浆孔结构细化要优于10%掺量的砂浆；砖粉的掺入可以改善砂浆的长期耐久性，特别是抗氯离子侵蚀性能。学者刘荣涛^[25]研究了粘土砖粉细度对活性指数的影响，发现随着球磨时间的增大砖粉细度变小，活性指数变大，但球磨一定时间后再延长球磨，细化效果不再理想。山东大学的郑丽^[26]对粘土砖粉混凝土进行了系统的研究，发现：砖粉的细度和掺量影响着砂浆和混凝土的流动性，同一细度的砖粉，掺量越高流动性越小；掺量相同时，砖粉太粗或太细都不好；掺加砖粉会降低混凝土的抗压强度，养护90天后，掺入10%和20%砖粉的混凝土的抗压强度与普通混凝土类似；砖粉混凝土的收缩值要明显小于普通混凝土，且30%砖粉混凝土的收缩值要稍小于10%砖粉混凝土；热重分析表明砖粉可以在一定程度上促进水泥的水化。