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【甘肃鼎立新材料】分享:再生骨料在混凝土中的应用研究

2023-06-30

1、再生粗骨料的分类

再生粗骨料是将建筑废弃物中的混凝土、砂浆、砖瓦等加工成粒径大于4.75mm的颗粒。有如下几种分类方式。

1)按粒径尺寸分类。连续粒级:5~16mm,5~20mm,5~25mm,5~31.5mm;单粒级:5~10mm,10~20mm,16~31.5mm。

2)再生粗骨料按性能要求分类,如下表所示:

类别

性能

Ⅰ类

Ⅱ类

Ⅲ类

表观密度/kg/m3

>2450

>2350

>2250

空隙率/%

<47

<50

<53

微粉含量/%

<1.0

<2.0

<3.0

泥块含量/%

<0.5

<0.7

<1.0

针片状颗粒/%

<10

<10

<10

吸水率/%

<3.0

<5.0

<7.0

压碎指标/%

<12

<20

<30

硫化物和硫酸盐/%

<2.0

<2.0

<2.0

氯化物/%

<0.06

<0.06

<0.06

杂物/%

<1.0

<1.0

<1.0

坚固性/%

<5.0

<9.0

<5.0

2、混凝土中再生骨料常用的改性技术

2.1、颗粒级配调整改性技术

通过基于机械化生产工艺的合理应用,可以合理处理再生骨料,确保其更加符合骨料级配级配曲线,更加适用于工程施工。比如,二次破碎法和人工法等的合理应用,可以显著改善其所拌制混凝土的耐久性和抗压强度。相较于天然骨料,再生骨料的级配连续性非常差,相应的骨料颗粒粒径也非常大,会对后续所拌制混凝土的整体使用性能产生影响。通过采用再生骨料颗粒级配调整改性技术,可以显著增强其所配置混凝土的抗压强度。

2.2、颗粒整形技术

为了可以对再生骨料的表观密度以及颗粒堆积密度进行改善,降低其吸水率、孔隙率以及压碎指标值,使其更加适合混凝土施工需求,可以借助颗粒整形技术,具体就是采用特定的整形机械设备对再生骨料进行合理处理,这样可以显著改善再生骨料的针片状骨料含量、密实度以及堆积密度等。

2.3、加热研磨技术

该种技术主要是采用高温加热处理的工艺对初步经过破碎处理后的废气混凝土土块进行处理,将水泥石块进行脱水处理和脆化处理,之后将处理后的破碎块搁置于磨机中进行冲击与研磨处理,借助上述流程操作后,即可以将附着于再生骨料中的水泥残余物清除掉。通过该种改性技术的合理应用,将建筑垃圾中可以循环利用的再生骨料进行回收,**地增加了建筑垃圾利用率。

3、混凝土中再生骨料的优化应用

3.1、原材料

水泥:P·O42.5水泥,市售;粉煤灰:Ⅰ级,市售;超细矿粉:福建省尤溪县美林超细矿粉厂;微珠:福建万豪建筑节能科技有限公司;硅灰:福建**硅碳材料有限公司生产的加密硅灰(SiO2含量≥90%);细骨料:河砂;粗骨料:天然碎石与再生粗骨料;聚乙烯醇及水玻璃:福建天福化工有限公司,分析纯,聚乙烯醇pH值为4~6,水玻璃相对密度为2.614。

3.2、试验方法

(1)采用不同浓度的强化液对再生骨料进行浸泡,研究吸水率和压碎值的变化;(2)在上述试验基础上,以再生骨料为原材料,与天然骨料按不同的比例复合进行再生混凝土配合比试验,研究其对混凝土流动性能以及强度的影响,并得出**的再生骨料掺量范围。

3.2.1再生骨料的混凝土试验

对再生骨料进行强化,有效地降低了再生骨料的吸水率,而在保证强度的基础上改善拌合物的工作性能是再生混凝土配合设计的主要目标。本试验选用精细沉珠作为矿物掺合料,精细沉珠的颗粒呈球状实体,加水拌合后在水的物理润滑作用下能够改善水泥浆体的流动性,降低浆体的黏度,且能够优化混凝土、砂浆的颗粒级配。通过调整再生骨料的合理级配与水胶比对再生混凝土进行配合比优化设计,在大量探索性试验基础上,再生骨料选用m(C30再生骨料)∶m(C60再生骨料)=1∶1进行复合,并按上述**方案强化,为了保证再生混凝土的流动性能,通过大量试验按m(减水剂)∶m(保坍剂)=8∶2配制出再生混凝土复合外加剂,其掺量为1.5%;抗泥剂、保塑剂掺量分别为0.5%、0.3%。

(1)随再生骨料取代率的增加,再生混凝土的坍落度与扩展度总体呈先减小后增大的趋势,与**骨料混凝土相比,坍落度与扩展度有比较明显的下降,混凝土黏度增加,当再生骨料取代率由12%增加至48%时,混凝土坍落度减少40mm左右;当再生骨料取代率超过48%时,混凝土坍落度与扩展度有变大趋势。

(2)随着再生骨料取代率的增加,再生混凝土的7d、28d抗压强度呈先提高后降低的趋势;当再生骨料取代率为36%时,再生混凝土的3d抗压强度为23.21MPa,与**骨料混凝土强度基本一致;当再生骨料取代率由0增加至24%时,再生混凝土的7d、28d抗压强度较**骨料混凝土分别提高3.4、4.1MPa。由此可知,天然骨料与再生骨料合理复合,可在**程度上提高再生混凝土的抗压强度。不同再生骨料取代率的再生混凝土56d抗压强度均低于**骨料混凝土。综合考虑,当再生骨料取代率为12%~24%时,再生混凝土的坍落度为200mm左右,28d抗压强度达到42MPa左右,具有较好的抗压强度及良好的工作性能。

结束语

总而言之,再生骨料在混凝土中的应用,实现了对建筑废料的灵活运用,提高了企业经济效益,也符合我国推行的节能理念。为了确保再生骨料的顺利使用,采用恰当的改性技术,选用恰当类型的掺加料,确保可以从整体上改善再生骨料的使用性能,保证所配置的再生骨料混凝土满足实际的施工需求。

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