随着我国城市化进程的不断发展,大量旧建筑物被拆除,由此产生的建筑废弃物的数量逐年增加,而这些固体废弃物中废弃粘土砖的数量占了约50%。因此如何合理处理利用废弃粘土砖变得十分重要。目前我国处理这些建筑废弃物的主要方式还是露天堆放或直接填埋,这不仅占用了大量的土地资源而且还会对环境产生二次污染。粘土砖是粘土经过高温烧结制备成的,其组成主要包括Al₂O₃、SiO₂以及少量的玻璃相成分,是一种人造火山灰质材料。粘土砖具有很好的易磨性,通过物理球磨的方式可以制备出再生粘土砖粉。因此本文采用废弃粘土砖制备得的粘土砖粉取代部分水泥,用作辅助性胶凝材料来制备粘土砖粉水泥净浆和砂浆。通过对粘土砖粉物理、化学性能的测定,配合比优化设计得到工作性能好的粘土砖粉水泥净浆和砂浆。系统研究了粘土砖粉的火山灰反应程度、粘土砖粉水泥水化放热、化学结合水含量、水化产物、浆体微观形貌、砂浆力学强度以及砂浆的抗碳化性能,为粘土砖粉在实际工程中的应用提供理论和技术基础。本文研究了粘土砖粉水泥复合胶凝材料的水化性能,结果表明,粘土砖粉的掺入没有产生新的水化放热峰,但降低了水化累积放热量并延迟了放热速率峰出现的时间。掺40%粘土砖粉的水泥净浆,水化72h后产生的水化热,较纯水泥试样的降低了35.4%。NaOH的掺入使得粘土砖粉水泥水化放热量较未激发的要大,并缩短了放热速率峰出现的时间。随着粘土砖粉掺量的增加浆体中的化学结合水含量逐渐降低,在水化早期试样中化学结合水含量增长较快,28d时浆体中结合水含量已接近甚至超过180d时浆体中的结合水含量。未激发的净浆试样中粘土砖粉在水化3d时未发生反应,水化28d后粘土砖粉的反应程度逐渐增加,到180d时掺10%粘土砖粉的水泥净浆试样中砖粉的反应程度最大为17.82%;NaOH激发的试样中粘土砖粉在3d时就开始发生了反应,水化28d内碱激发试样中粘土砖粉的反应程度较未激发试样的大,但180d时两种情况下粘土砖粉的反应程度接近。随着粘土砖粉掺量的增加,砂浆28d内的抗压强度逐渐降低,龄期增长时粘土砖粉发生火山灰反应使得粘土砖粉水泥砂浆的强度增长较基准组的快,180d时掺10%和20%粘土砖粉的试样抗压强度分别为69.5MPa和68.1MPa,均超过基准组的值。本文研究了粘土砖粉水泥的水化产物,结果表明水化28d内粘土砖粉水泥的水化产物包括CH、Aft以及C-S-H凝胶等与纯水泥的相同,随着龄期的增长,粘土砖粉不断消耗CH发生火山灰反应,产生C-A-S-H凝胶以及新的C-S-H凝胶。在水化90d内水泥不断水化产生CH,到90d时掺20%和40%粘土砖粉的试样中CH含量分别为3.81%和2.73%,而180d时CH含量为3.30%和2.11%,粘土砖粉在水化90d后的反应程度更大。粘土砖粉的掺入使得浆体28d的平均孔径和总的孔隙率增加,随着龄期的增长粘土砖粉发生火山灰反应产生新的固体相填充孔隙使得浆体的平均孔径逐渐减少,180d时掺20%粘土砖粉的水泥净浆中总孔隙率为17.16%,平均孔径为10.7nm,均小于基准组的。粘土砖粉在水化早期主要起到物理填充效应,随着火山灰反应的不断进行对浆体的孔起到细化作用,使得浆体逐渐变得均匀致密。本文研究了粘土砖粉水泥砂浆的抗碳化性能,结果表明,随着粘土砖粉掺量的增加砂浆的碳化深度逐渐增大,碳化28d时掺40%粘土砖粉的试样碳化深度最大为13.8mm,但并未完全碳化。加速碳化使得砂浆试样的抗压强度在7d内增加明显,但7d后抗压强度增长变缓,28d时掺0%,20%和40%粘土砖粉试样的抗压强度分别为62.3MPa,52.4MPa和45.7MPa,但是碳化时间对砂浆抗折强度的变化影响不明显。随着碳化的不断进行,试样中未反应的C₃S、C₂S和水化产物CH的衍射特征峰逐渐消失,并产生了大量CaCO₃的特征峰,并确定了不同晶型CaCO₃的衍射特征峰。