一種再生骨料的原位強化方法
【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種再生骨料的原位強化技術，屬建筑材料生產技術領域。 (二）
【背景技術】
[0002] 隨建筑業(yè)與基礎設施建設迅猛發(fā)展，各種建設廢棄物空前增加，已占城市垃圾總 量的30~40%。建設廢棄物中含大量混凝土、燒結磚、蒸壓磚、陶瓷等塊體材料，作為簡單 填埋材料使用是對資源的極大浪費，將其處理后作為骨料再利用，則不僅節(jié)省天然骨料資 源，保護骨料產地的生態(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]目前國內外關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，作為 再生粗、細骨料使用。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磚、廢棄蒸壓磚、廢棄混凝土空心砌塊、廢陶瓷等則本身強 度較低，因此，與天然骨料相比，通常再生骨料體積密度、強度、彈性模量較小，而吸水率較 大，在用于配制再生骨料混凝土時，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性能和長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，近年來，國內外發(fā)展了多種高品質再生骨料生產工藝，如研 磨整形、熱一機械力分離、酸液預浸等，可得到性能與天然骨料接近的再生骨料，但直接研 磨整形與熱一機械力分離工藝復雜、設備龐大、動力消耗與設備磨損均較大，與天然骨料生 產成本相比，再生骨料生產成本大幅度增加；酸浸工藝增加了酸洗和水洗兩個步驟，成本也 大幅增加。
[0005] 為提高再生混凝土性能，還對再生骨料進行表面化學改性強化處理，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級粉煤灰 分散液等四種高活性超細摻合料分散液對再生粗骨料進行表面預處理強化，經表面預處理 后，分散液能在一定程度上填充再生粗骨料孔隙，粘合破碎過程中產生的一些微裂縫，但進 一步研究表明，除水泥外摻Kim粉分散液強化再生粗骨料配制的再生粗骨料混凝土抗壓強 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 璃溶液以及硅粉質量分數(shù)達25%的硅溶膠分散硅粉分散液對再生骨料進行表面預處理強 化，結果表明未經表面處理的再生細骨料砂漿強度僅為天然骨料砂漿強度的55%，經表面 預處理后，再生細骨料砂漿強度可達天然骨料砂漿強度的95%。然而，上述表面強化處理方 法需對再生骨料進行專門的表面強化處理，其工藝復雜，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性能及耐 久性。日本學者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，達到一定負壓（130mmHg)時，突然解除真空處理，使壓力迅速恢復至大氣壓（760mmHg)， 與常規(guī)攪拌工藝相比，抗壓強度可提高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備，導致設備投資和生產成本大幅增加。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孔隙內， 對再生骨料無原位強化效果?？椎掠竦炔捎脫胶狭瞎橇瞎に囘M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物氫氧化鈣，從而進一步改善再生骨 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孔隙內同樣無法吸入摻合料 顆粒，因而對再生骨料無原位強化效果。 (三）
【發(fā)明內容】
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[0007] 基于以上技術背景，本發(fā)明旨在提供一種在再生骨料混凝土強度發(fā)展過程中實現(xiàn) 再生骨料原位強化的方法。
[0008]為達到發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案是：
[0009]-種再生骨料的原位強化方法，所述方法是將含再生骨料的混凝土原料攪拌混 合，進行原位強化，所述混凝土原料包括摻合料、水泥、粗骨料、細骨料和水，其特征在于：先 將全部摻合料和一半質量的水攪拌10~20s，再加入全部粗骨料和細骨料攪拌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，所述細骨料為再生細骨料或天然細骨料中的一種或兩種任意比例的混合， 所述粗骨料和細骨料不同時全部為天然粗骨料和天然細骨料。
[0010] 所述的再生粗骨料和再生細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、燒結磚、蒸壓磚。所述再生粗骨料的公稱粒徑為5~40mm，再生細骨料 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、細骨料和水，其中水泥（或水泥+摻 合料）、水、粗骨料、細骨料的質量比一般稱為混凝土配合比，本領域技術人員根據所需混凝 土的強度要求、現(xiàn)場施工需要等可自行設計混凝土配合比。在本發(fā)明中對混凝土配合比不 做限制，本發(fā)明的技術特點是混凝土攪拌混合的方法，混凝土配合比不是本發(fā)明的保護范 圍，也不影響本發(fā)明技術方案的實施。實際可用的任意混凝土配合比均可采用本發(fā)明的原 位強化方法進行攪拌強化。
[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] 進一步，所述方法優(yōu)選為：先將全部摻合料和一半質量的水攪拌15~20s，再加入 全部粗骨料和細骨料攪拌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，即得到原位強化的再生骨料混凝土拌合物。
[0017] 本發(fā)明制得的原位強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)護均按照施工設計標準進行即可。
[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，然后在加入粗細骨料進行攪拌時，由于再生骨料表面具有較強的吸水作用，攪 拌過程中摻合料分散液被吸附進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，這種被吸附進入和附著在表面的摻合料顆?？晌沼捎诒谛兔谒谠偕?料表面和孔隙內部富集的水化產物氫氧化鈣，形成水化硅酸鈣凝膠，因而可一方面實現(xiàn)再 生骨料的原位強化，另一方面有效改善再生骨料與水泥石之間的界面，既可彌補因再生骨 料性能較差而導致的混凝土強度和耐久性下降，又可避免對再生骨料預先強化導致的生產 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現(xiàn)再生骨料的原位強化，并對改善再 生骨料-水泥石界面粘結強度有利，可有效提高再生骨料混凝土的抗壓強度。 (四）
【附圖說明】
[0020] 圖1常規(guī)傳統(tǒng)攪拌工藝流程圖（CT)。