水泥基沙漠砂免烧砖的制备及性能研究

Preparation and performance study of cement-based unburned bricks with desert sand

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关键词:

沙漠砂;水泥基免烧砖;振压成型;配合比优化;体积密度;力学性能;吸水率

Key words:

Desert sand; Cement-based unburned brick; Vibration-compaction molding; Mix proportion optimization; Bulk density; Mechanical property; Water absorption rate

刊期:

2026年第2期

DOI:

10.19761/j.1000-4637.24100518

文章编号:

基金项目:

国家重点研发计划项目(2022YFC3801400)。

作者:

雷利剑,杨 起,张士前*,马明磊,余少乐,李留洋,鹿 磊

单位:

中国建筑第八工程局有限公司,上海 200122

摘要

摘   要:研究了水灰比(0.26、0.28、0.30、0.32、0.34)、砂率(30%、40%、50%、60%、70%)以及碎石的掺入(10%)对水泥基沙漠砂免烧砖体积密度、力学性能和吸水率的影响。结果表明:以沙漠砂、石屑、碎石为骨料,普通硅酸盐水泥为胶凝材料,采用振压成型工艺制备的水泥基沙漠砂免烧砖,其抗压强度可达 15 MPa,符合MU15强度等级要求;吸水率低于 12%,满足相关规范要求;综合考虑力学性能、吸水率和成本造价,水泥基沙漠砂免烧砖的最优配合比为水灰比0.28、m水泥∶m沙漠砂∶m石屑∶m碎石=1∶5∶4∶1。

Abstract: The effects of water-cement ratio (0.26, 0.28, 0.30, 0.32, 0.34), sand ratio (30%, 40%, 50%, 60%, 70%), and the addition of gravel (10%) on the bulk density, mechanical properties, and water absorption rate of cement-based unburned bricks with desert sand were investigated. The results indicate that cement-based unburned bricks with desert sand, stone chips, and gravel as aggregates, ordinary Portland cement as the binder, employing a vibration-compression molding process, achieve a compressive strength up to 15 MPa, meeting the MU15 strength grade requirement, and a water absorption rate below 12%, satisfying requirements of relevant specifications. Considering the mechanical properties, water absorption rate, and construction cost, the optimal mix proportion of cement-based unburned bricks with desert sand is as follows: water-cement ratio of 0.28, mcement ∶ mdesert sand ∶ mstone chips ∶ mgravel = 1∶5∶4∶1.

结论

(1)以沙漠砂、石屑、碎石为骨料,普通硅酸盐水泥为胶凝材料,采用振压成型工艺制备的水泥基沙漠砂免烧砖,其抗压强度可达15 MPa,符合MU15强度等级要求;吸水率低于12%,满足相关规范要求。
(2)随着水灰比的增大,水泥基沙漠砂免烧砖的体积密度及各龄期抗压、抗折强度均先增后降,吸水率先降后增;随着砂率的增大,水泥基沙漠砂免烧砖的体积密度及各龄期抗压、抗折强度基本先增后降,吸水率先降后增;无论砂率处于何种水平,用碎石等质量取代10%石屑后,水泥基沙漠砂免烧砖的28 d抗压和抗折强度均提高,吸水率略有降低,当砂率为30%时,该取代方案提高了免烧砖的体积密度,但随着砂率的持续增大,该取代方案降低了免烧砖的体积密度。
(3)综合考虑水泥基沙漠砂免烧砖的力学性能、吸水率和成本造价,水泥基沙漠砂免烧砖的最优配合比为:水灰比0.28、m水泥∶m沙漠砂∶m石屑∶m碎石=1∶5∶4∶1。该水泥基沙漠砂免烧砖可实现沙漠砂的就地取材,既能减少资源浪费、提升沙漠资源附加值,又能降低工程造价,有效满足沙漠腹地的施工应用需求。

参考文献

[1] 崔壮,秦拥军,许富威,等.沙漠砂混凝土研究现状[J].混凝土,2020(2):106-110.
[2] 寇玉冬,张利伟,向军海.沙漠砂资源的利用与沙漠砂混凝土改良研究现状[J].西部资源,2023(5):120-124.
[3] YU H,YANG W,WANG X H,et al.A seriously sand storm mixed air-polluted area in the margin of Tarim Basin: Temporal-spatial distribution and potential sources[J].Science of the Total Environment,2019,676:436-446.
[4] 申艳军,郝建帅,白志鹏,等.沙漠砂制备混凝土研究进展[J].硅酸盐通报,2021,40(12):3879-3890.
[5] 邓焙元,刘清,韩风霞,等.风积砂混凝土力学性能研究综述[J].混凝土,2021(6):47-52.
[6] 张德媛.毛乌素沙漠风积砂工程物理特性研究[D].西安:长安大学,2009.
[7] 牛景行,王智,潘舟洋,等.沙漠砂的物理化学性质及其对混凝土强度的影响[J].石河子大学学报(自然科学版),2024,42(1):55-61.
[8] 王萍,李国昌.沙漠沙透水砖的制备及性能研究[J].非金属矿,2010,33(5):61-63,66.
[9] 王萍萍,徐向舟.砂基透水砖的制备及性能优化研究[J].新型建筑材料,2013,40(8):44-47.

[10] 徐向舟,朱晓斌,刘璐,等.混凝土砂基透水路面砖制备及物理性能测试[J].大连理工大学学报,2014,54(3):315-322.
[11] 胡永权,罗天祥,陈延军,等.布料成型装置和方法对透水砖性能的影响[J].中国建材科技,2018,27(6):53-56.
[12] 刘婷,成智文,贺晓梅,等.不同颗粒级配的风积沙对陶瓷透水砖性能的影响[J].新型建筑材料,2021,48(7):38-41.
[13] 王姗,吴楠,屠兴福,等.沙漠砂蒸压砖制备工艺及强度机理研究[J].应用力学学报,2025,42(1):109-116.
[14] 苏家通,朱亚光,徐培蓁,等.固碳钢渣透水砖性能研究及固碳效果[J].青岛理工大学学报,2024,45(6):59-66.
[15] 金盛垚,娄向阳,胡健,等.赤泥基高强度免烧透水砖制备及影响因素与构效机制[J].硅酸盐学报,2024,52(10):3159-3169.
[16] 王仪良,谭建平,李薇,等.陶瓷透水路面砖渗透系数与孔隙特征的定量关系模型[J].建筑材料学报,2024,27(2):174-180.
[17] 陈向杰,王淼,李岩凌,等.纤维增强再生骨料透水砖的性能研究[J].混凝土与水泥制品,2023(12):62-64,69.
[18] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.砌墙砖试验方法:GB/T 2542—2012[S].北京:中国标准出版社,2013.
[19] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.承重混凝土多孔砖:GB/T 25779—2010[S].北京:中国标准出版社,2010.
[20] 刘超,林鑫,朱超,等.风积沙应用于混凝土的研究进展[J].材料科学与工程学报,2022,40(4):695-705.

引用本文

雷利剑,杨起,张士前,等.水泥基沙漠砂免烧砖的制备及性能研究[J].混凝土与水泥制品,2026(2):76-80,85.

LEI L J,YANG Q,ZHANG S Q,et al.Preparation and performance study of cement-based unburned bricks with desert sand[J].China Concrete and Cement Products,2026(2):76-80,85.


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