大掺量再生砖粉碱激发胶凝材料性能调控与凝结规律研究

Abstract

针对建筑废弃砖资源化利用率低及碱激发胶凝材料原料受限的问题，以大掺量(≥50%)建筑再生砖粉(RBP)为前驱体，矿渣(GBFS)为辅助胶凝组分，系统研究GBFS掺量对碱激发复合体系抗压强度、流动度及凝结时间的影响规律。结果表明，纯废砖粉(R10)因缺乏早期反应活性，3d抗压强度仅0.8 MPa，且表现出长凝结(初凝102 min)特征。随GBFS掺量增加，R9G1至R5G5抗压强度持续增长，凝结时间持续缩短，流动度持续降低。R5G5的28d强度增长至50.5 MPa，60d达55.3 MPa，高度接近G10(49.2 MPa/55.7 MPa)，同时初凝时间缩短至44 min，流动度维持在126 mm。微观表征揭示，GBFS释放钙离子有效激发RBP中活性硅铝相，生成大量致密的C-(A)-S-H凝胶。XRD分析证实钙沸石与水滑石特征峰随GBFS掺量增加而显著增强，与无定形凝胶构成互穿网络。SEM分析显示微观结构由松散堆积演变为紧密交联的互穿网络。该协同机制赋予了体系优异的力学性能、凝结时间与流动性的平衡，为高掺量RBP在低碳碱激发胶凝材料中的规模化应用提供了理论与参数支撑。