砖粉基辅助胶凝材料在混凝土与砂浆中的力学性能及可持续性应用研究

本研究针对水泥生产高CO2排放问题，探索建筑废弃红砖粉（BP）作为辅助胶凝材料的可行性。通过10%（B10）和20%（B20）替代水泥制备砂浆与混凝土，发现砂浆抗压强度因火山灰活性（XRD及热分析证实）而提升，但混凝土工作性显著降低（坍落度B0:180mm→B20:95mm），力学性能随替代率增加而下降（B0:34.36MPa→B20:29.63MPa）。结构梁试验表明砖粉混凝土仍符合NBR 6118理论载荷预期，证实其结构应用潜力，为建筑废弃物资源化提供环保解决方案。

　　

本研究探讨了将建筑拆除废弃物——红砖砌体衍生的砖粉（brick powder）作为辅助胶凝材料（supplementary cementitious material）应用于砂浆和混凝土的潜力。波特兰水泥（Portland cement）虽是建筑必需材料，但其生产伴随高CO₂排放，亟需寻找可持续替代方案。为评估砖粉部分替代水泥的可行性，研究设置了10%（B10）和20%（B20）替代水平（基于文献与火山灰反应（pozzolanic reaction）限制确定）。砂浆配比为1:3:0.54（水泥:砂:水），混凝土配比为1:1.45:2.35:0.52（水泥:砂:碎石:水）。试件在饱和石灰溶液中养护，并于7天和28天测试工作性（workability）与抗压强度（compressive strength）。

砖粉砂浆表现出更高的抗压强度，X射线衍射（X-ray diffraction）与量热法（calorimetry）证实其火山灰活性。然而，混凝土工作性显著下降（从B0的180mm坍落度降至B10的110mm和B20的95mm），导致力学性能降低（抗压强度从B0的34.36MPa降至B10的32.14MPa和B20的29.63MPa）。尽管存在这一缺陷，含砖粉的梁件最终载荷仍与NBR 6118理论预测一致，证明其结构可行性。总体而言，砖粉可作为可持续辅助胶凝材料，在降低环境影响的同时满足结构应用需求，但工作性损失问题仍需进一步优化以拓展实际应用。