一种建筑固废免烧砖复合固化剂及其制成的免烧砖

1.本发明涉及免烧砖技术领域，特别是一种建筑固废免烧砖复合固化剂及其制成的免烧砖。

背景技术：

2.据统计，2020年我国建筑垃圾新增达30亿吨，累计存量超过200亿吨，《新固废法》将建筑垃圾从生活垃圾中分出，明确规定了建筑垃圾减量化的具体要求，推动建筑垃圾减量化、无害化、资源化的可持续发展。当前建筑垃圾最普遍利用的方式为破碎后筛分出粗颗粒制备再生骨料，但4.75mm以下的细粉颗粒则因品质低，杂质含量高等被直接废弃倾倒，倘若能将建筑破碎粉细料作为基材制备节能环保免烧砖
[1-4]
，则能有效提高建筑垃圾利用率，降低利用成本。
[0003]
当前免烧砖方面的研究主要集中在基材和胶凝材料上。在免烧砖基材方面，施鹏
[5]
、俞毅
[6]
等研究了不同淤泥掺量下粉煤灰矿渣或磷石膏矿渣免烧砖的性能，并给出了合理的淤泥掺量；朱明
[7]
采用修建地铁、隧道等地下工程产生的建筑泥浆作为基材；彭瑜洲
[8]
采用四种疏浚底泥制作免烧透水砖；淤泥作为基材制作的免烧砖强度普遍低于10mpa。也有一些学者采用
[9-11]
电解锰渣、磷石膏及其他工业废渣为主要原料制备电解锰渣免烧砖。在免烧砖胶凝材料方面，施鹏
[5]
等采用硅酸盐水泥稳定淤泥及粉煤灰矿渣制备免烧砖，其胶凝材料掺量达到了33.3%；陆萍
[12]
研究了不同固化剂对于免烧砖抗压强度的影响，并基于正交试验，指出水泥掺量达到42% 左右时，免烧砖的性能达标；郭盼盼
[13]
研究了粉煤灰掺量对于免烧锰渣砖的影响，发现粉煤灰用量在 30% 左右为宜。
[0004]
从上述研究看，免烧砖普遍存在废弃物利用率低，胶凝材料使用量大、成本高、强度低的缺点，同时缺乏利用大宗建筑垃圾细粉料制备免烧砖的研究。同时，如何利用建筑垃圾细粉料制备免烧砖，并研制针对该类免烧砖成本低、掺量低、强度高、环保高效的复合固化剂，成为当前亟待解决的重要课题。

技术实现要素：

[0005]
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种建筑固废免烧砖复合固化剂及其制成的免烧砖，其利用建筑垃圾细粉粒制备免烧砖，不仅能消除细粉料对环境的二次污染，还能提高建筑垃圾利用率并形成闭环。且用其制成免烧砖具有较高指标的抗压强度、软化系数、抗冻性和耐水性。
[0006]
其解决的技术方案是，1.一种建筑固废免烧砖复合固化剂，其由以下成分按照重量比制成：水泥10份，水玻璃1份，微硅粉2份，复合减水剂0.05份，木质纤维1份。
[0007]
优选的，所述水泥为p.o 42.5的普通硅酸盐水泥。
[0008]
优选的，所述复合减水剂为具有早强减水功效的聚羧酸系减水剂。
[0009]
优选的，所述微硅粉为纯度为96％的硅灰。
[0010]
优选的，所述水玻璃为波美度为40的液体硅酸钠。
[0011]
优选的，所述木质纤维为絮状木质纤维。
[0012]
一种利用建筑固废免烧砖复合固化剂制成的免烧砖，其由以下成分按照重量比制成，细骨料100份，水泥10份，水玻璃1份，微硅粉2份，复合减水剂0.05份，木质纤维1份，水18.7份。
[0013]
本发明通过在建筑固废细骨料中添加合适比例的水泥、水玻璃、微硅粉、复合减水剂和木质纤维，将细骨料有效的回收利用。通过对原材料氧化物及矿物成分分析可知，粉细料中有较多的氧化钙、二氧化硅等活性较低矿物，在第一阶段添加水玻璃作为激发剂，通过分析不同掺量水玻璃对免烧砖不同龄期抗压强度、软化系数、抗冻性的影响，筛选出水玻璃的最佳掺量(a1)，作为第二阶段的初始对照组；基于第一阶段水玻璃最优掺量1%前提下，第二阶段添加不同比例微硅粉作为增强剂，以改善免烧砖的中长期强度，并分析微硅粉对早期强度、软化系数及抗冻性方面的影响。并在将最佳水玻璃及微硅粉掺量作为第三阶段的初始对照组（b4）；不同掺量的复合减水剂在第三阶段添加，以提高免烧砖的早期强度并促进水泥微硅粉的进一步水化，以早期强度为主要评价指标，得到最优复合减水剂掺量；最后，考虑到前期试验免烧砖易出现裂纹、抗冻性能不良且水化不充分，在第四阶段加入木质纤维以提高免烧砖的抗裂性及砖体保水性，并分析抗冻性指标得到的木质纤维最佳掺量，即此时得到了复合固化剂的最终成分组成及最优掺量。
附图说明
[0014]
图1为水玻璃掺量对免烧砖抗压强度影响图。
[0015]
图2为水玻璃掺量对免烧砖耐水性及抗冻性的影响图。
[0016]
图3为微硅粉对免烧砖抗压强度影响图。
[0017]
图4为微硅粉对免烧砖耐水及抗冻性的影响图。
[0018]
图5为减水剂对免烧砖抗压强度影响图。
[0019]
图6为减水剂对免烧砖耐水及抗冻性的影响图。
[0020]
图7为木质纤维对免烧砖抗压强度影响图。
[0021]
图8为木质纤维对免烧砖耐水及抗冻性的影响图。
[0022]
图9为纤维掺量对免烧砖抗冻及抗裂性能的影响图。
[0023]
图10为本发明四个阶段试验的配比表。
[0024]
图11为各阶段最优组合下免烧砖水化产物的sem图。
具体实施方式
[0025]
以下结合附图1-11对本发明的具体实施方式做出进一步详细说明。
[0026]
2.1原材料本研究所用建筑固废取自郑州市马寨镇某建筑垃圾破碎厂，该破碎厂将粒径4.76mm以上的粗骨料售出制备再生混凝土，而将细粉料直接废弃。将取回的细粉料进一步过4.75mm筛后清除大颗粒及塑料、木材等杂物。
[0027]
本试验研发的免烧砖复合固化剂包含以水泥为基础胶凝材料，以水玻璃为激发剂、微硅粉为增强剂，复合减水剂为早强减水剂、木质纤维为保水抗裂剂。水泥为天瑞水泥厂生产的p.o42.5的普通硅酸盐水泥，微硅粉为纯度为96%的实验室用硅灰，水玻璃为波美
度为40的液体硅酸钠，复合减水剂为具有早强减水功效的聚羧酸系减水剂，木质纤维为某节能科技公司生产的絮状木质纤维。再生细粉料（也叫细骨料）、水泥、微硅粉、水玻璃。
[0028]
2.2免烧砖的制备及检测方法根据试验方案称取相应质量的建筑固废细粉料及建筑固废免烧砖复合固化剂，采用二次搅拌法，先将干料放进搅拌机内搅拌120s，再边加水边搅拌480s，以保证干料搅拌均匀且充分吸水，将拌合均匀的湿料放置于特制的制砖模具中以20mpa的压力压制2s，制备成尺寸为240
×
115
×
53mm的标准砖试件，喷水覆盖后放置室内养护至相应龄期。
[0029]
本次试验免烧砖测定的主要指标有不同养护龄期免烧砖抗压强度、软化系数及强度冻融损失率。依据《非烧结垃圾尾矿砖》（jc/t422—2007）、《砌墙砖试验方法》（gb/t 2542-2012）等标准进行试验。
[0030]
1）抗压强度试验：将养护至龄期的免烧砖放置烘干后由抗折试验折断后叠放，叠合长度不小于100mm，采用压力试验机以1kn/s的速度直至砖体破坏，结果取五块砖样的平均值，分别测定龄期为1d、7d、28d的试样。
[0031]
2）软化系数试验：将相应龄期的免烧砖泡水24h后按照抗压强度试验方法进行测试。
[0032]
3）冻融试验：将饱和后的免烧砖放置预先冷冻至-15
°
的冻融试验箱中，待温度重新降至-15
°
开始计时，冷冻温度控制在-15
°‑
20
°
，冷冻5h后放置在温度为10-20
°
的温水中融化3h，此为一次冻融循环，待15次冻融循环结束后，按照抗压强度试验方法测定冻融后砖样强度值。由于冻融循环耗时较长，为避免溶解期间水化对冻胀结果的影响，仅对试样进行28d的抗冻性试验。
[0033]
2.3试验方案建筑固废免烧砖复合固化剂采用分步添加，逐级优化的方法进行研制。依据前期研究成果，本次试验以水泥作为基础胶凝材料，掺量为细粉料的10%，固定掺水量为细粉料和添加剂总质量的17%作为参考组。试验共分为四个阶段，19种配比，如图10所示，按照试验方案制备相应配比的免烧砖，养护至相应龄期后，按规范测定免烧砖不同龄期抗压强度、软化系数、抗冻性，在分析添加剂种类及掺量对免烧砖不同龄期抗压强度、软化系数、抗冻性等相关参数的基础上，得到建筑固废免烧砖最优配比下的复合固化剂及其掺量。
[0034]
通过对原材料氧化物及矿物成分分析可知，粉细料中有较多的氧化钙、二氧化硅等活性较低矿物，在第一阶段添加水玻璃作为激发剂，通过分析不同掺量水玻璃对免烧砖不同龄期抗压强度、软化系数、抗冻性的影响，筛选出水玻璃的最佳掺量(a1)，作为第二阶段的初始对照组；基于第一阶段水玻璃最优掺量1%前提下，第二阶段添加不同比例微硅粉作为增强剂，以改善免烧砖的中长期强度，并分析微硅粉对早期强度、软化系数及抗冻性方面的影响。并在将最佳水玻璃及微硅粉掺量作为第三阶段的初始对照组（b4）；不同掺量的复合减水剂在第三阶段添加，以提高免烧砖的早期强度并促进水泥微硅粉的进一步水化，以早期强度为主要评价指标，得到最优复合减水剂掺量；最后，考虑到前期试验免烧砖易出现裂纹、抗冻性能不良且水化不充分，在第四阶段加入木质纤维以提高免烧砖的抗裂性及砖体保水性，并分析抗冻性指标得到的木质纤维最佳掺量，即此时得到了复合固化剂的最终成分组成及最优掺量。
[0035]
建筑固废常含有未反应的氢氧化钙等氢氧化物，加入水玻璃，可以作为激发剂，重
新激发建筑固废中氢氧化钙的活性，生成胶凝物质硅酸钙，ca(oh)2+na2sio2=casio2+2naoh，这样能充分利用固废自有活性提高强度，但是其自身活性有限，需要加入微硅粉进一步与水泥中氧化钙进行反应，生成大量的胶凝物质，硅酸二钙，硅酸三钙，以显著提高其强度，复合减水剂的加入是为了提高免烧砖的早期强度，避免免烧砖早期转移时的破损。木质纤维的加入是为了提高免烧砖的抗冻及抗裂性能。四种物质的加入顺序是为了研制过程中分析各个指标的关系，在使用时，应当同时加入建筑固废中进行搅拌，其中水泥为主成分，剩余四种为辅助成分。
[0036]
3试验结果分析3.1水玻璃对免烧砖性能的影响为研究水玻璃对免烧砖不同养护龄期抗压强度的影响，分别对掺量为1%、2%、3%、4%、5%的试验进行1d、7d、28d抗压强度试验，并将不掺加水玻璃时作为对照组。试验结果结果如图1所示。
[0037]
从图1中可以看出，免烧砖1d早期强度主要分布在5-6mpa之间，且随着水玻璃掺量的增加，早期强度先增加后减小，在掺量为2%时取得最大值5.85mpa，增幅为11%。但是，当水玻璃掺量超过2%时，早期强度反而比对照组更低，当掺量达到5%时，早期强度降低了10.01%。因此，从早期强度看，水玻璃掺量不宜超过2%。由28d龄期强度分析，随着水玻璃掺量的增加，长期强度先增加后出现了快速下降的趋势，在掺量为2%时，强度降低了6.9%，而当掺量为5%，强度大幅降低为对照组的80%。说明水玻璃掺量不超过2%时，对免烧砖早期强度有一定的提高作用，但是当掺量超过1%时，则会显著降低免烧砖的长期强度。
[0038]
出现上述变化的原因是当免烧砖骨料张掺入水玻璃时，水玻璃与骨料中的活性物质及水泥水化产物氢氧化钙发生反应，生成硅酸钙凝胶，提高免烧砖早期及中长期强度，当掺量大于2%时，水玻璃与水泥反应加快，此时发现拌合料中发现大量不均匀的坚硬难以碾碎的球状凝固体，且水玻璃掺量越大，凝固体数量越多，凝固体不仅消耗水泥及水玻璃，而且在试样制备过程中重新破碎，降低了免烧砖的均匀性和凝胶量，最终导致强度降低。
[0039]
图2为水玻璃掺量对免烧砖耐水性及抗冻性的影响曲线，由图2可知，不同龄期免烧砖软化系数具有显著差别，早期软化系数最大，其值普遍在1.0以上且随着水玻璃掺量的增加，变化幅度，这可能是在免烧砖在泡水时，砖体内的水泥颗粒、水玻璃等进一步水化，导致强度出现了明显的增长，且增长幅度大于饱水对免烧砖强度的软化作用。其次为28d软化系数，主要分布在0.82-0.88之间，软化系数最小的为7d龄期，此时水对免烧砖的软化最为显著。7d与28d软化系数，随水玻璃掺量的变化趋势较为相似，基本为随着水玻璃掺量的增加先增加后减小，且在1%时取得最大值。这说明免烧砖强度的形成在早期较为剧烈，而随着龄期的增加，强度增长速度有所放缓，7d时试样水化相对不充分，内部孔隙较多，更易软化。免烧砖抗冻性能与同龄期软化性能变化规律相似，随着水玻璃掺量的增加，免烧砖强度损失率先减小后非线性增加，在1%时损失率最小为13.58%，此时抗压强度由冻融之前的18.93mpa降低为16.36mpa。
[0040]
综合上述规律可知，低掺量水玻璃对免烧砖不同龄期的抗压强度均有一定的提高作用，由但掺量超过1%时，对中长期强度由显著的削弱作用。免烧砖的7d、28d软化系数及抗冻性与抗压强度具有较好的一致性，且在水玻璃掺量为1%时取得最优值。因此免烧砖水玻璃最佳掺量为1%，即为a1组合，此时28d时抗压强度、软化系数及抗冻性分别提高7.9%、2%、
5.5%。
[0041]
3.2微硅粉对免烧砖性能的影响由3.1可知，在水玻璃最优掺量下，免烧砖28d抗压强度为18.93mpa仅能达到规范的最低mu15等级，因此，提高免烧砖的中长期强度，成为第二阶段亟待解决的关键问题。在该阶段，将a1作为初始组b0，研究了不同掺量微硅粉对免烧砖抗压强度的影响，以得出微硅粉的最佳掺量，同时也分析了微硅粉对免烧砖中长期软化系数及抗冻性的影响。
[0042]
从图3可以看出，微硅粉能显著提高免烧砖7d、28d中长期抗压强度，对早期强度则影响较小。随着微硅粉掺量的增加，免烧砖中长期抗压强度增长率先缓慢增加，紧接着快速拉升，之后略有降低。即当微硅粉掺量由0变为1%时，7d、28d抗压强度增长率分别缓慢增加至0.5%、6%，当掺量增至2%时，增长率快速拉升至26.6%、34.5%，此时抗压强度分别为19.64、25.47mpa。当掺量再次增加至2.5%时，增长率降低至23.9%、27.3%。对于免烧砖的早期强度，随着微硅粉掺量的增加，基本呈现出缓慢增加的趋势，最大增长率为10.4%。
[0043]
图4为免烧砖耐水性及抗冻性随微硅粉掺量变化曲线，分析曲线可知，随着微硅粉掺量的增加，免烧砖中长期软化系数基本呈线性增加，在掺量为2%时达到峰值0.896、0.918，与初始对照组相比，分别提高了0.05、0.031；在掺量为2.5%时，28d的软化系数有所降低，且28d软化系数明显大于7d的。微硅粉对免烧砖抗冻性的影响与长期抗压强度的影响非常相似，即随着微硅粉掺量的增加，其冻融强度损失率进过平稳期后迅速减小，在2%时取得最小值9.58%后略微上升。
[0044]
分析上述变化规律的原因，主要是微硅粉掺量越多，免烧砖内部水泥与微硅粉产生的水化胶凝物质也越多，致使砖体内部越致密，吸水量明显降低，致使软化系数逐渐增大，抗冻性增强；当微硅粉掺量过多时，水泥水化产生的氢氧化钙有限，致使微硅粉难以水化成胶凝物质，以颗粒的形式在砖体中形成软弱结构面，引起砖抗压强度降低及吸水率增加，进而影响耐水性及抗冻性。
[0045]
综合上述可知，适量的微硅粉对免烧砖的中长期强度、耐水性和抗冻性具有显著的提高效应，而对早期强度则影响有限；当掺量为2%时，7d、28d强度增长率达到26.6%、34.5%，此时耐水性及抗冻性也达到最优。
[0046]
3.3复合减水剂对免烧砖性能的影响在水玻璃及微硅粉的最优掺量下，免烧砖28d抗压强度达到了25.47mpa，满足规范最高mu25等级。但是，免烧砖早期强度较低，不利于砖体制备后的转运、存放堆积等，另外考虑到制备时，含水量固定且砖体较致密不利于材料水化，因此在第三阶段加入复合减水剂，以提高免烧砖的早期强度，充分利用砖样内部水份促进水化。在该阶段，将b4作为初始组c0，主要研究了不同减水剂掺量对免烧砖早期抗压强度的影响，同时也分析了微硅粉对免烧砖中长期强度软化系数及抗冻性的影响，按常规表示方法，减水剂掺量以水泥质量为基准。
[0047]
图5为不同龄期免烧砖抗压强度随减水剂掺量的变化图，从图中可知，复合减水剂对免烧砖早期强度的影响远大于对中长期强度的影响。随着减水剂掺量的增加，早期强度快速增加，达到峰值后缓慢减小。当掺量为0.5%时，早期强度达到峰值8.46mpa，与不掺加复合减水剂相比，大幅提高40.5%；而当掺量增至1%时，增幅降至33.7%。7d、28d抗压强度增长率随减水剂掺量变化曲线相似，随减水剂掺量的增加，先缓慢增加后，再快速减小，同样在
掺量为0.5%时取得最大值约8%。由此说明，当复合减水剂掺量为0.5%时，能提高免烧砖各龄期抗压强度，对早期强度的提高显著大于中长期强度。但当掺量超过1%，对早期强度提高效果有所降低，对中长期强度反而有削弱作用。
[0048]
图6为免烧砖耐水性及抗冻性随减水剂掺量变化曲线，由图可知，随着减水剂掺量的增加，免烧砖早期软化系数逐渐降低，且均在1以上，这可能与泡水后强度增加、减水剂对水化的促进及干燥强度等综合因素先关。可以明确免烧砖经泡水24h所增加的强度大于水对其的软化降低的强度。减水剂对免烧砖中长期软化系数影响很小，试样7d软化系数随减水剂掺量的增加略有波动，而28d软化系数分布区间为0.9-0.92之间，变化幅度极小。从28d强度冻融损失率上分析，当掺量小于1%时，冻融强度损失率在10%左右波动，而当掺量为1%时，其值突增至13%。
[0049]
综合上述分析可知，复合减水剂对免烧砖早期强度的影响远大于对中长期强度的影响，对免烧砖长期耐水性及抗冻性影响轻微。在最优掺量0.5%时，早期强度提高40.5%、中长期强度提高约8%。
[0050]
3.4木质纤维对免烧砖性能的影响在前三阶段的研究中，免烧砖的早期和长期强度得到了大幅提升，不过在制备及冻融后砖样易出现微裂缝、砖体内部保水性差，易导致砖样出现裂缝扩展、抗冻性差以及砖体内部活性物质水化不充分等不利现象。因此，该阶段通过添加木质纤维以提高免烧砖抗裂、抗冻及保水性，并基于试验结果给出最佳的纤维掺量。图7、8为木质纤维掺量对免烧砖抗压强度、耐水性及抗冻性的影响曲线图。
[0051]
由图7可知，木质纤维对免烧砖早期强度影响及其有限，1d强度增长率基本在0附近摆动；免烧砖的中长期强度，随着木质纤维掺量的增加先增大后减小，在掺量为1%时达到强度峰值分别为22.61mpa、29.36mpa，增长率分别为6.9%、6.1%；当掺量超过1.5%时，强度迅速衰减，当掺量为2%时，强度低于对照组。
[0052]
从图8可知，免烧砖强度冻融损失率随纤维掺量的增加先快速减小后快速增大，整体呈“v”字型变化，在掺量为1%时强度损失率达到最小值5.6%，与对照组9.3%相比，该掺量下免烧砖抗冻性提高了39%。说明合适的木质纤维掺量能有效提高免烧砖的抗冻性。另外，免烧砖软化系数随纤维掺量增加呈现波动变化，规律不明显，总体28d软化系数略大于7d的。
[0053]
出现上述变化的原因，主要是木质纤维与免烧砖中胶凝物质相互交叉，形成网状结构，这不仅提高了免烧砖的抗压强度、而且分散的网状结构能有效地限制裂缝的形成了扩展，提高了免烧砖的抗裂性能。网状结构强度与木质纤维的含量及与胶凝物质的结合程度紧密相关，因此，纤维掺量越大，养护时间越长，网状结构强度就越高，因此，免烧砖随木质纤维掺量及养护龄期的增加，强度、耐水性、抗冻性显著增强，但是，当木质纤维掺量过多时，纤维在砖体中不宜分散，而呈絮凝状态，在砖体中形成薄弱面，抗压强度随之降低，另外絮凝状木质纤维具有较强的吸水性，在冻结时易出现冻胀微裂缝，形成的渗水通道极易造成冻胀破坏。纤维掺量分别为0％、0.1％、0.2％且冻融前均观察不到裂缝的砖体，图9为冻融循环完成后免烧砖的裂缝的影响图，该图直观的展现了纤维掺量对免烧砖抗裂剂抗冻性的影响。从图9中可知，在不添加纤维及纤维掺量为0.2％时，冻融后裂缝明显，而纤维掺量为0.1％时，裂缝较为轻微，说明适量的纤维能有效地提高免烧砖的抗裂性能。当纤维掺量
为0.1％时，强度提高了6％左右，强度冻融损失率减小5.6％，且冻融裂缝明显低于对照组。
[0054]
4.建筑固废免烧砖强度再生机理经过四阶段的优化改进，适用于建筑固废细粉料制备免烧砖的最佳组合及掺量为d2，即在100kg建筑固废粉细料中添加10kg水泥、1kg水玻璃、2kg微硅粉、0.05kg复合减水剂、0.1kg木质纤维。
[0055]
为探究建筑固废免烧砖强度再生机理，分别对不同阶段最优组合下养护28d试样进行扫描电镜，不同添加剂组合下免烧砖的微观结构及主要成本如图11所示。
[0056]
从图11 中可以看出，添加不同成分免烧砖的微观结构和矿物成分差异显著，当仅掺加10%水泥时，免烧砖的水化产物较少，以片状的氢氧化钙和颗粒状c-h-s 凝胶为主，含有少量的纤维状凝胶；当在10%水泥中添加1%水玻璃后（图b），免烧砖中出现较多团簇状c-h-s凝胶产物，说明水玻璃的添加能有效促进硅酸凝胶的形成，但是，由于水玻璃与水泥浆反应速度太快，当水玻璃掺量过多时，搅拌后湿料中形成了大量的坚硬颗粒，胶凝物质被消耗，在压制成型过程中大颗粒再次破碎，最终导致免烧砖强度的降低，因此少量水玻璃的添加提高了免烧砖的强度，而过量则对其强度不利。当在混合物中添加2%的微硅粉后（c 图），水化产物致密，并出现大量纤维状与团簇状交错的硅酸凝胶，而片状氢氧化钙的含量很少，说明微硅粉的加入，降低了原有钙硅的比值，促进钙离子形成强度更高的纤维状硅酸凝胶，纤维状凝胶相互交叉，将不同水化产物及宏观颗粒连接在一起，因此能有效提高免烧砖的强度。另外，对比添加水玻璃的水化产物可知，在免烧砖中，水玻璃中的硅酸离子与水泥反应速度快，更易形成团簇状的c-h-s 硅酸凝胶，而活性微硅粉与水泥水化速度较慢，水化产物以更加均匀致密的纤维状与团簇状交错的硅酸凝胶为主。当混合料中添加适量复合减水剂时（d 图），水化产物与c）相似，但纤维状的硅酸凝胶含量更高，这可能时减水剂的添加，在早期能有效抑制钙矾石的生成，释放更多自由水分子，以促进后期纤维状硅酸凝胶的形成
[14]
，结合本文强度分析数据，聚羧酸系减水不仅能有效提高免烧砖早期抗压强度，而且对后期强度也有明显的提升作用。由于木质纤维在免烧砖中形成网状结构，进而提高砖体物力力学性能，不参与水化反应，因此，不在对其进行微观结构和矿物成分分析。
[0057]
5.结论1）本文针对建筑固废免烧砖采用分级添加、逐步优化的试验方法，最终确定了复合固化剂的主要成分为水泥、水玻璃、微硅粉、复合减水剂、木质纤维，相应的比例关系为10:1:2:0.05:0.1，即在100kg 建筑固废粉细料中添加10kg 水泥、1kg 水玻璃、2kg 微硅粉、0.05kg复合减水剂、0.1kg 木质纤维，并从微观结构和水化产物上阐明了固化剂的强度再生机理。
[0058]
2）低掺量水玻璃对免烧砖不同龄期的抗压强度均有一定的提高作用，但掺量超过1%时，对中长期强度有显著的削弱作用。免烧砖7d、28d 软化系数、抗冻性与抗压强度具有较好的一致性，且在水玻璃掺量为1%时取得最优值，此时28d 时抗压强度、软化系数及抗冻性与对照组相比，分别提高7.9%、2%、5.5%。
[0059]
3）微硅粉对免烧砖的中长期强度、耐水性和抗冻性具有显著的提高效应，而对早期强度则影响有限；当掺量为2%时，7d、28d 强度增长率达到26.6%、34.5%，此时耐水性及抗冻性也达到最优。
[0060]
4）复合减水剂对免烧砖早期强度的影响大于中长期强度，对耐水性及抗冻性影响
轻微。在最优掺量0.5%时，早期强度提高40.5%、中长期强度提高约8%。
[0061]
5）适量木质纤维能有效减少免烧砖强度冻融损失率，提高强度及抗裂性，而过量的木质纤维则对免烧砖不利，当纤维掺量为水泥量的0.1%时，强度提高了6%左右，强度冻融损失率减小5.6%，且冻融裂缝明显低于对照组。
[0062]
6）基于复合固化剂的建筑固废免烧砖，其强度的形成及演化过程，与水化产物的微观结构及矿物成分的逐步变化密切相关。
[0063]
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技术特征：

1.一种建筑固废免烧砖复合固化剂，其特征在于，其由以下成分按照重量比制成：水泥10份，水玻璃1份，微硅粉2份，复合减水剂0.05份，木质纤维1份。2.根据权利要求1所述的建筑固废免烧砖复合固化剂，其特征在于，所述水泥为p.o 42.5的普通硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的建筑固废免烧砖复合固化剂，其特征在于，所述复合减水剂为具有早强减水功效的聚羧酸系减水剂。4.根据权利要求1所述的建筑固废免烧砖复合固化剂，其特征在于，所述微硅粉为纯度为96％的硅灰。5.根据权利要求1所述的建筑固废免烧砖复合固化剂，其特征在于，所述水玻璃为波美度为40的液体硅酸钠。6.根据权利要求1所述的建筑固废免烧砖复合固化剂，其特征在于，所述木质纤维为絮状木质纤维。7.一种利用建筑固废免烧砖复合固化剂制成的免烧砖，其特征在于，其由以下成分按照重量比制成，细骨料100份，水泥10份，水玻璃1份，微硅粉2份，复合减水剂0.05份，木质纤维1份，水18.7份。8.一种权利要求7所述的免烧砖的制备方法，其特征在于，细骨料和固化剂按照权利要求7所述比例，放进搅拌机内搅拌120s，再按照权利要求7所述的水的重量比例边加水边搅拌480s，以保证干料搅拌均匀且充分吸水，将拌和均匀的湿料放置于制砖模具中以20mpa的压力压制2s，制备成复合要求尺寸的砖块，喷水覆盖后养护至相应龄期。9.根据权利要求7所述的一种利用建筑固废免烧砖复合固化剂制成的免烧砖，其特征在于，所述细骨料为经过4.75mm孔径的筛网过滤后的建筑固废材料。10.一种权利要求8所述制备方法制备的免烧砖的试验方法，其特征在于，本次试验免烧砖测定的指标有不同养护龄期免烧砖抗压强度、软化系数及强度冻融损失率；依据《非烧结垃圾尾矿砖》（jc/t422—2007）、《砌墙砖试验方法》（gb/t 2542-2012）标准进行试验：抗压强度试验：将养护至龄期的免烧砖放置烘干后由抗折试验折断后叠放，叠合长度不小于100mm，采用压力试验机以1kn/s的速度直至砖体破坏，结果取五块砖样的平均值，分别测定龄期为1d、7d、28d的试样；软化系数试验：将相应龄期的免烧砖泡水24h后按照抗压强度试验方法进行测试；3）冻融试验：将饱和后的免烧砖放置预先冷冻至-15
°
的冻融试验箱中，待温度重新降至-15
°
开始计时，冷冻温度控制在-15
°‑
20
°
，冷冻5h后放置在温度为10-20
°
的温水中融化3h，此为一次冻融循环，待15次冻融循环结束后，按照抗压强度试验方法测定冻融后砖样强度值；由于冻融循环耗时较长，为避免溶解期间水化对冻胀结果的影响，仅对试样进行28d的抗冻性试验。

技术总结

本发明提供了一种建筑固废免烧砖复合固化剂及其制成的免烧砖，其利用建筑垃圾细粉粒制备免烧砖，不仅能消除细粉料对环境的二次污染，还能提高建筑垃圾利用率并形成闭环。且用其制成免烧砖具有较高指标的抗压强度、软化系数、抗冻性和耐水性。其解决的技术方案是，该固化剂由以下成分按照重量比制成：水泥10份，水玻璃1份，微硅粉2份，复合减水剂0.05份，木质纤维1份。维1份。维1份。