一種再生骨料的原位強(qiáng)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種再生骨料的原位強(qiáng)化技術(shù)，屬建筑材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。 (二）
【背景技術(shù)】
[0002] 隨建筑業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迅猛發(fā)展，各種建設(shè)廢棄物空前增加，已占城市垃圾總 量的30~40%。建設(shè)廢棄物中含大量混凝土、燒結(jié)磚、蒸壓磚、陶瓷等塊體材料，作為簡(jiǎn)單 填埋材料使用是對(duì)資源的極大浪費(fèi)，將其處理后作為骨料再利用，則不僅節(jié)省天然骨料資 源，保護(hù)骨料產(chǎn)地的生態(tài)環(huán)境，且可解決建筑廢棄物的堆放、占地和環(huán)境污染問題。
[0003]目前國內(nèi)外關(guān)于塊狀建筑廢棄物再生利用的研究很多，通常將其破碎、分級(jí)，作為 再生粗、細(xì)骨料使用。由于廢棄混凝土制成的再生骨料表面通常附著有舊混凝土中的砂漿， 其它塊狀建筑廢棄物如廢棄燒結(jié)磚、廢棄蒸壓磚、廢棄混凝土空心砌塊、廢陶瓷等則本身強(qiáng) 度較低，因此，與天然骨料相比，通常再生骨料體積密度、強(qiáng)度、彈性模量較小，而吸水率較 大，在用于配制再生骨料混凝土?xí)r，與天然骨料混凝土相比，新拌再生骨料混凝土拌合物和 易性較差，硬化混凝土物理力學(xué)性能和長(zhǎng)期耐久性也普遍比天然骨料混凝土要差。
[0004] 為提高再生骨料品質(zhì)，近年來，國內(nèi)外發(fā)展了多種高品質(zhì)再生骨料生產(chǎn)工藝，如研 磨整形、熱一機(jī)械力分離、酸液預(yù)浸等，可得到性能與天然骨料接近的再生骨料，但直接研 磨整形與熱一機(jī)械力分離工藝復(fù)雜、設(shè)備龐大、動(dòng)力消耗與設(shè)備磨損均較大，與天然骨料生 產(chǎn)成本相比，再生骨料生產(chǎn)成本大幅度增加；酸浸工藝增加了酸洗和水洗兩個(gè)步驟，成本也 大幅增加。
[0005] 為提高再生混凝土性能，還對(duì)再生骨料進(jìn)行表面化學(xué)改性強(qiáng)化處理，如杜婷等人 選用純水泥漿、水泥外摻Kim粉混合分散液、水泥外摻硅粉分散液、水泥外摻I級(jí)粉煤灰 分散液等四種高活性超細(xì)摻合料分散液對(duì)再生粗骨料進(jìn)行表面預(yù)處理強(qiáng)化，經(jīng)表面預(yù)處理 后，分散液能在一定程度上填充再生粗骨料孔隙，粘合破碎過程中產(chǎn)生的一些微裂縫，但進(jìn) 一步研究表明，除水泥外摻Kim粉分散液強(qiáng)化再生粗骨料配制的再生粗骨料混凝土抗壓強(qiáng) 度有明顯提高外，其它方法均末見明顯效果J.J.Kim等則采用10wt%硅溶膠、10wt%水玻 璃溶液以及硅粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)25%的硅溶膠分散硅粉分散液對(duì)再生骨料進(jìn)行表面預(yù)處理強(qiáng) 化，結(jié)果表明未經(jīng)表面處理的再生細(xì)骨料砂漿強(qiáng)度僅為天然骨料砂漿強(qiáng)度的55%，經(jīng)表面 預(yù)處理后，再生細(xì)骨料砂漿強(qiáng)度可達(dá)天然骨料砂漿強(qiáng)度的95%。然而，上述表面強(qiáng)化處理方 法需對(duì)再生骨料進(jìn)行專門的表面強(qiáng)化處理，其工藝復(fù)雜，成本高。
[0006] 在再生骨料混凝土中，由于再生骨料的高吸水性，在再生骨料與新水泥石的界 面以及再生骨料表面與外界連通的孔隙中，存在水泥水化產(chǎn)物CH晶體的富集與取向排 列現(xiàn)象，因而成為再生骨料混凝土的薄弱環(huán)節(jié)，直接影響再生混凝土物理力學(xué)性能及耐 久性。日本學(xué)者Tamura等米用一種減壓攬摔工藝（decompressionandrapidrelease procedure(DC-RR))制備高性能再生骨料混凝土，首先攪拌得到混凝土拌合物，然后抽真 空，達(dá)到一定負(fù)壓（130mmHg)時(shí)，突然解除真空處理，使壓力迅速恢復(fù)至大氣壓（760mmHg)， 與常規(guī)攪拌工藝相比，抗壓強(qiáng)度可提高20 %，徐變和碳化深度分別下降20 %和30 %。然 而，采用減壓攪拌工藝需增加抽真空設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備投資和生產(chǎn)成本大幅增加。RYU、Tam等、Nobuaki等采用水泥裹砂石攪拌工藝制備再生骨料混凝土，在再生骨料表面形成一層低 水灰比水泥凈漿，可有效改善再生骨料-水泥石界面，提高再生骨料混凝土強(qiáng)度，但包裹于 表面的水泥凈漿水灰比小，水泥凈漿很難吸入到再生骨料表面與外界相通的毛細(xì)孔隙內(nèi)， 對(duì)再生骨料無原位強(qiáng)化效果?？椎掠竦炔捎脫胶狭瞎橇瞎に囘M(jìn)一步改善再生骨料-水 泥石界面，該工藝通過先加入部分水，使再生骨料吸水后，再加入摻合料進(jìn)行攪拌，使再生 骨料表面包覆摻合料顆粒，吸收在界面富集的水化產(chǎn)物氫氧化鈣，從而進(jìn)一步改善再生骨 料-水泥石界面，但該工藝中再生骨料表面與外界相通的毛細(xì)孔隙內(nèi)同樣無法吸入摻合料 顆粒，因而對(duì)再生骨料無原位強(qiáng)化效果。 (三）
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007] 基于以上技術(shù)背景，本發(fā)明旨在提供一種在再生骨料混凝土強(qiáng)度發(fā)展過程中實(shí)現(xiàn) 再生骨料原位強(qiáng)化的方法。
[0008]為達(dá)到發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0009]-種再生骨料的原位強(qiáng)化方法，所述方法是將含再生骨料的混凝土原料攪拌混 合，進(jìn)行原位強(qiáng)化，所述混凝土原料包括摻合料、水泥、粗骨料、細(xì)骨料和水，其特征在于：先 將全部摻合料和一半質(zhì)量的水?dāng)嚢?0~20s，再加入全部粗骨料和細(xì)骨料攪拌10~20s， 然后加入全部水泥攪拌20~40s，最后加入剩余的一半水繼續(xù)攪拌30~60s，即得到原位 強(qiáng)化的再生骨料混凝土拌合物；所述粗骨料為再生粗骨料或天然粗骨料中的一種或兩種任 意比例的混合，所述細(xì)骨料為再生細(xì)骨料或天然細(xì)骨料中的一種或兩種任意比例的混合， 所述粗骨料和細(xì)骨料不同時(shí)全部為天然粗骨料和天然細(xì)骨料。
[0010] 所述的再生粗骨料和再生細(xì)骨料由下列一種或兩種以上的建筑廢棄物破碎、篩分 得到：水泥混凝土、燒結(jié)磚、蒸壓磚。所述再生粗骨料的公稱粒徑為5~40mm，再生細(xì)骨料 的公稱粒徑小于5_。
[0011] 所述摻合料為下列之一或兩種以上的混合物：硅粉（SF)、礦渣微粉（SL)、粉煤灰 (FA)、沸石粉（GZ)、磷渣微粉（PS)、納米二氧化硅（NS)、偏高嶺土（MK)。
[0012] 所述摻合料與水泥的重量比為1:1~9。
[0013] 所述混凝土的原料包括摻合料、水泥、粗骨料、細(xì)骨料和水，其中水泥（或水泥+摻 合料）、水、粗骨料、細(xì)骨料的質(zhì)量比一般稱為混凝土配合比，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所需混凝 土的強(qiáng)度要求、現(xiàn)場(chǎng)施工需要等可自行設(shè)計(jì)混凝土配合比。在本發(fā)明中對(duì)混凝土配合比不 做限制，本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)是混凝土攪拌混合的方法，混凝土配合比不是本發(fā)明的保護(hù)范 圍，也不影響本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施。實(shí)際可用的任意混凝土配合比均可采用本發(fā)明的原 位強(qiáng)化方法進(jìn)行攪拌強(qiáng)化。
[0014] 所述方法中，水中一般先加入減水劑，減水劑的加入量為摻合料和水泥總重量的 0? 5%~2. 0%〇
[0015] 所述減水劑優(yōu)選聚羧酸高性能減水劑或萘系減水劑。
[0016] 進(jìn)一步，所述方法優(yōu)選為：先將全部摻合料和一半質(zhì)量的水?dāng)嚢?5~20s，再加入 全部粗骨料和細(xì)骨料攪拌10~15s，然后加入全部水泥攪拌30s，最后加入剩余的一半水繼 續(xù)攪拌60s，即得到原位強(qiáng)化的再生骨料混凝土拌合物。
[0017] 本發(fā)明制得的原位強(qiáng)化的再生骨料混凝土拌合物可直接澆注成型，得到再生骨料 混凝土。再生骨料混凝土后續(xù)養(yǎng)護(hù)均按照施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行即可。
[0018] 本發(fā)明的有益效果主要在于：通過優(yōu)化混凝土攪拌工藝，使摻合料與水先形成摻 合料分散液，然后在加入粗細(xì)骨料進(jìn)行攪拌時(shí)，由于再生骨料表面具有較強(qiáng)的吸水作用，攪 拌過程中摻合料分散液被吸附進(jìn)入再生骨料表面的孔隙中，在再生骨料表面也附著摻合料 顆粒，這種被吸附進(jìn)入和附著在表面的摻合料顆?？晌沼捎诒谛?yīng)和泌水效應(yīng)在再生骨 料表面和孔隙內(nèi)部富集的水化產(chǎn)物氫氧化鈣，形成水化硅酸鈣凝膠，因而可一方面實(shí)現(xiàn)再 生骨料的原位強(qiáng)化，另一方面有效改善再生骨料與水泥石之間的界面，既可彌補(bǔ)因再生骨 料性能較差而導(dǎo)致的混凝土強(qiáng)度和耐久性下降，又可避免對(duì)再生骨料預(yù)先強(qiáng)化導(dǎo)致的生產(chǎn) 成本大幅增加。
[0019] 采用本發(fā)明工藝制備的再生骨料混凝土可實(shí)現(xiàn)再生骨料的原位強(qiáng)化，并對(duì)改善再 生骨料-水泥石界面粘結(jié)強(qiáng)度有利，可有效提高再生骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度。 (四）
【附圖說明】
[0020] 圖1常規(guī)傳統(tǒng)攪拌工藝流程圖（CT)。