摘要：本文介紹了再生細(xì)骨料顆粒整形強化技術(shù)，對比分析了簡單破碎再生細(xì)骨料和顆粒整形再生細(xì)骨料的各種性能，并通過試驗研究了兩種再生細(xì)骨料對混凝土工作性的影響。結(jié)果表明：簡單破碎再生細(xì)骨料混凝土用水量較大，工作性較差；顆粒整形再生細(xì)骨料混凝土的用水量比簡單破碎再生細(xì)骨料混凝土的用水量大幅度降低。
關(guān)鍵詞：再生細(xì)骨料 簡單破碎 顆粒整形 工作性
中圖分類號：TU522.09
0.前言
目前，一方面因建筑物解體而產(chǎn)生的廢棄混凝土量急劇增加，如不能妥善處置，會污染環(huán)境；另一方面，混凝土的用量急劇增加，對天然骨料的需求加大，而天然骨料資源十分有限。利用廢棄混凝土制作再生骨料混凝土既解決了環(huán)境污染問題，又節(jié)省了自然資源。本實驗所采用的原材料為青島市市南區(qū)云南路某段居民樓拆除時所產(chǎn)生的廢棄混凝土,混凝土的齡期約為80年。
1.再生細(xì)骨料制備技術(shù)
1.1 簡單破碎再生細(xì)骨料的制備
簡單破碎再生細(xì)骨料是指將廢棄的混凝土經(jīng)人工或機械破碎到一定粒徑大小的混凝土塊，再用鄂式破碎機破碎到制作混凝土所需粒徑的再生細(xì)骨料。
簡單破碎再生細(xì)骨料顆粒棱角多，表面粗糙，組分中含有硬化水泥砂漿，再加上在廢棄混凝土破碎過程中在再生骨料內(nèi)部造成大量微裂紋，導(dǎo)致再生細(xì)骨料的孔隙率大、吸水率大、堆積密度小、壓碎指標(biāo)值高。為了得到高品質(zhì)的再生混凝土，須對簡單破碎再生細(xì)骨料進(jìn)行強化處理，提高再生細(xì)骨料的性能，從而提高再生混凝土的工作性能、力學(xué)性能及耐久性能。
1.2 顆粒整形再生細(xì)骨料的制備
目前，再生骨料強化方法主要有化學(xué)強化與物理強化兩種。所謂的化學(xué)強化即采用不同性質(zhì)的材料（如聚合物、有機硅防水劑、純水泥漿、水泥外摻Kim粉、水泥外摻一級粉煤灰等）對簡單破碎再生骨料進(jìn)行浸漬、淋洗、干燥等處理，使簡單破碎再生骨料得到強化的方法；物理強化即使用機械設(shè)備對簡單破碎再生骨料進(jìn)行處理，除去簡單破碎再生骨料表面黏附的水泥砂漿和有薄弱連接的顆粒棱角。物理強化方法主要有立式偏心裝置研磨法、臥式回轉(zhuǎn)研磨法、加熱研磨法和顆粒整形強化法等幾種方法[6]。
本實驗采用了顆粒整形強化法對簡單破碎再生骨料進(jìn)行強化處理。所謂顆粒整形強化法，指利用高速（最大線速度可達(dá)100m/s）運動的再生骨料之間的反復(fù)沖擊與摩擦作用，有效地打掉再生骨料上較為突出的棱角并除去顆粒表面附著的砂漿和水泥石的一種新技術(shù)，使其成為較為干凈圓滑的再生骨料，從而實現(xiàn)對再生骨料性能的提高。
試驗用的破碎整形設(shè)備外形如圖1所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由主機系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和壓力密封系統(tǒng)組成。
主機系統(tǒng)內(nèi)裝有一個立軸式旋轉(zhuǎn)葉輪（撒料盤），工作時物料由上端進(jìn)料口進(jìn)入機內(nèi)，被分成兩股物料流。其中，一部分物料經(jīng)葉輪頂部進(jìn)入葉輪內(nèi)腔，由于受離心力作用而加速，并被高速拋射出（最大線ΠΠ速度可達(dá)100m/s）；另一部分物料由主機內(nèi)分料系統(tǒng)沿葉輪四周落下，并與葉輪拋射出的物料相碰撞。高速旋轉(zhuǎn)飛盤拋出的物料在離心力的作用下填充死角，形成永久性物料曲面，該曲面不僅保護腔體免受磨損，而且還會增加物料間的高速摩擦和碰撞。碰撞后的物料沿曲面落下，與飛盤拋出的物料進(jìn)行再次碰撞，直至最后沿下腔體流出。物料經(jīng)過多次碰撞摩擦而得到粉碎和整形。在工作過程中，高速物料很少與機體接觸，從而延長了設(shè)備的使用壽命。
2. 再生細(xì)骨料的性能對比
簡單破碎再生細(xì)骨料顆粒棱角較多，且較為尖銳，用手抓時有明顯的刺痛感。顆粒整形再生細(xì)骨料，顆粒棱角較少，且較為圓滑，用手抓時無刺痛感。
3. 再生細(xì)骨料對混凝土工作性的影響
3.1 試驗原材料
水泥：山水水泥廠生產(chǎn)的PO.42.5普通硅酸鹽水泥。
粉煤灰：青島四方電廠生產(chǎn)的Π級灰。
粗骨料：符合JGJ93–52要求的天然碎石，5-25mm連續(xù)級配。
細(xì)骨料：包括天然細(xì)骨料、簡單破碎再生細(xì)骨料和顆粒整形再生細(xì)骨料。性能見表1。
減水劑：上海麥斯特高效聚羧酸減水劑，摻量為1.2％的減水率為32%。
水：自來水。
3.2實驗方案
實驗設(shè)計主要考慮如下條件：
1）再生細(xì)骨料分別為簡單破碎再生細(xì)骨料和顆粒整形再生細(xì)骨料；
2）再生細(xì)骨料取代率分別為0、40％、70％和100％；
3）粉煤灰摻量分別為0和30％；
4）膠凝材料用量分別為300kg/m3、400 kg/m3和500 kg/m3。
混凝土砂率為35％，減水劑摻量為1.2％，通過調(diào)整用水量控制坍落度在160–200mm.具體方案見表2。
3.3 試驗結(jié)果及分析
3.3.1 簡單破碎再生細(xì)骨料對工作性的影響
圖3為不同取代率的再生細(xì)骨料對混凝土工作性的影響，從圖中可以看出，簡單破碎再生細(xì)骨料混凝土的用水量比和河砂混凝土大。以膠凝材料用量為400 kg/m3為例，使用簡單破碎再生細(xì)骨料LC13的混凝土的用水量比河砂混凝土LC0增加了15％。由實驗情況看，簡單破碎細(xì)骨料混凝土的流動性和粘聚性要比河砂混凝土差。這主要是因為簡單破碎再生細(xì)骨料顆粒棱角多，表面粗糙，組分中還含有大量的硬化水泥石，在破碎過程中又形成了大量裂紋。
3.3.2 顆粒整形再生細(xì)骨料對工作性的影響
圖4為不同取代率的顆粒整形再生細(xì)骨料對混凝土工作性的影響，從圖中可以看出，顆粒整形再生細(xì)骨料混凝土的用水量與河砂混凝土相差不多，比簡單破碎混凝土用水量要少。從做坍落度的情況來看，顆粒整形再生細(xì)骨料混凝土的保水性較好，流動性稍差。這是由于顆粒整形再生細(xì)骨料的粒形較好，顆粒級配更為合理。
4. 結(jié)論
1）顆粒整形可以顯著提高再生細(xì)骨料的性能：堆積密度提高了7.3％；密實密度提高了8.8％；表觀密度提高了5.5％；空隙率降低了4.5％；壓碎指標(biāo)（堅固性）降低約為56％；吸水率降低了48％。
2）簡單破碎再生骨料顆粒棱角多，表面粗糙，組分中含有硬化水泥砂漿，再加上在廢棄混凝土破碎過程中在再生骨料內(nèi)部造成大量微裂紋，導(dǎo)致再生骨料的孔隙率大、吸水率大、堆積密度小、壓碎指標(biāo)值高，使得簡單破碎再生細(xì)骨料混凝土的工作性較差。
3）顆粒整形再生細(xì)骨料粒形較好，級配比較合理，使得顆粒整形再生細(xì)骨料混凝土的用水量比簡單破碎再生細(xì)骨料混凝土的用水量有較大降低。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉數(shù)華，冷發(fā)光. 再生混凝土技術(shù)[M]. 中國建材工業(yè)出版社，2007.
[2] 朱崇績．再生骨料強化對再生混凝土性能的影響[D]. 青島理工大學(xué)碩士論文，2007.
[3] 王健，孟秦倩．再生骨料混凝土基本性能的試驗研究[J]. 水利與建筑工程學(xué)報,2004,（6）：45～47.
[4] 李秋義，李云霞，朱崇績．顆粒整形對再生細(xì)骨料性能的影響[J]. 新型建筑材料,2006,（6）：17～20.
[5] 韓冰，孫同春，李秋義. 不同工藝制備的混凝土再生砂的性能研究[J].中國建材, 2006,（8）：85～87.
[6] 肖開濤, 林宗壽等. 廢棄混凝土的再生利用研究[J].國外建筑科技,2004,25,(1):7～8.
[7] 王莉莉．建筑廢料再生混凝土的試驗研究[D]. 西北工業(yè)大學(xué)碩士論文. 2004.
[8] 孫躍東,肖建莊. 再生混凝土骨料[J]. 混凝土,2004, (6): 33～36.
