拆除混凝土再生細(xì)骨料的改性與應(yīng)用研究.pdf

1、將拆除混凝土加工成再生骨料用于再生混凝土的制備不僅解決了環(huán)境污染問(wèn)題，也實(shí)現(xiàn)了資源再利用。與天然骨料相比，再生骨料存在大量微細(xì)裂紋、壓碎指標(biāo)值高、吸水率大、微粉含量高，利用其制備的再生水泥制品的力學(xué)性能與耐久性會(huì)顯著降低。為改善再生混凝土和再生砂漿性能，再生骨料強(qiáng)化是有潛在應(yīng)用前景的方法，本文通過(guò)對(duì)比強(qiáng)化前后骨料吸水率、再生膠砂需水量比和強(qiáng)度比以及再生砂漿水膠比、保水率、稠度損失和抗壓強(qiáng)度等基本性能，分別評(píng)價(jià)了CO2養(yǎng)護(hù)強(qiáng)化和微生物礦化

2、強(qiáng)化再生細(xì)骨料的改性效果，并探索了各強(qiáng)化方法中試驗(yàn)因素的影響。同時(shí)利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、熱重法、壓汞法等微觀分析探究改性原理。此外，在再生細(xì)骨料未經(jīng)任何處理的條件下，本文通過(guò)復(fù)摻多種外加劑以改善再生砂漿基本性能，并確定了適用于再生砂漿的專用復(fù)合外加劑的最優(yōu)配方。
　　CO2養(yǎng)護(hù)強(qiáng)化再生骨料是近年出現(xiàn)的新方法，強(qiáng)化的效果及其影響因素尚不清楚。此外，已有的文獻(xiàn)報(bào)道基本上均采用存放時(shí)間較短的廢棄混凝土制備再生骨料，這種骨料可

3、碳化物質(zhì)含量較多，碳化效果較好。但是實(shí)際工程中常常會(huì)遇到存放時(shí)間較長(zhǎng)的再生骨料，骨料中可碳化物質(zhì)含量極少?？紤]到本文所用拆除混凝土再生細(xì)骨料的可碳化物質(zhì)含量較低，本文提出通過(guò)外加鈣源提高可碳化物質(zhì)含量的方法，以增強(qiáng)碳化養(yǎng)護(hù)效果，并探索了各因素對(duì)碳化效果的影響，最終確定了最優(yōu)碳化方案。本文試驗(yàn)條件下，加鈣碳化養(yǎng)護(hù)強(qiáng)化存放時(shí)間較長(zhǎng)的拆除混凝土再生細(xì)骨料是可行的，CO2養(yǎng)護(hù)強(qiáng)化再生細(xì)骨料的最優(yōu)處理?xiàng)l件是:碳化在混凝土碳化試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行，外加鈣源

4、為氫氧化鈣，摻量為0.01～0.05mol/kg，CO2濃度為70％，骨料含水率約5％，碳化溫度為25℃。經(jīng)最優(yōu)條件處理后，碳化產(chǎn)物碳酸鈣可有效填充骨料表面裂紋，降低再生細(xì)骨料的孔隙率。與原狀再生細(xì)骨料相比，骨料吸水率降低62％，再生膠砂需水量比由1.17降至1.06，強(qiáng)度比由0.95增大到1.04。與原狀再生細(xì)骨料M10砂漿相比，由最優(yōu)條件處理的再生細(xì)骨料配制的砂漿需水量減小，稠度損失由50.0％降至28.8％，28d抗壓強(qiáng)度無(wú)明顯變

5、化但較天然砂漿提高近21％～26％。
　　微生物礦化同樣是強(qiáng)化再生骨料的新方法，目前尚未見(jiàn)微生物礦化處理再生細(xì)骨料的研究報(bào)道。本文擬采用含不同鈣源的微生物培養(yǎng)液振蕩浸泡處理再生細(xì)骨科，研究微生物礦化處理對(duì)再生混凝土細(xì)骨料性能和再生砂漿性能的影響。在本文試驗(yàn)條件下，微生物礦化方法可以有效改善再生細(xì)骨料性能和再生砂漿性能，且最優(yōu)處理?xiàng)l件是:選用巴氏生孢八疊球菌，在由牛肉浸膏和蛋白胨配制的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)24h后放入適量再生細(xì)骨料繼續(xù)

6、振蕩浸泡3～6h，后加入氯化鈣和尿素混合溶液并繼續(xù)振蕩保存24h。利用最優(yōu)條件處理再生細(xì)骨料后，骨料表面有明顯的碳酸鈣包覆層，CaCO3粒徑在5～10μm范圍內(nèi)，使骨料吸水率下降近40％。與原狀再生砂漿相比，由最優(yōu)條件處理的再生細(xì)骨料制備的M10再生砂漿需水量減少，2h稠度損失由50.0％降至28.1％，保水率由88.6％提高至96.5％，孔結(jié)構(gòu)得到一定程度的細(xì)化，但界面過(guò)渡區(qū)出現(xiàn)明顯縫隙，抗壓強(qiáng)度下降約12％。與天然砂漿相比，微生物礦

7、化強(qiáng)化后的再生砂漿孔隙率降低，界面過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)較為緊密，故強(qiáng)度提高近10％。
　　考慮到再生細(xì)骨料強(qiáng)化工藝的復(fù)雜性，本試驗(yàn)通過(guò)復(fù)摻多種外加劑配制出適用于再生砂漿的粉料專用復(fù)合外加劑，提高再生細(xì)骨料利用率并改善再生砂漿基本性能。結(jié)合再生砂漿性能改善效果和外加劑成本分析，最終確定專用復(fù)合外加劑為由MN、LL和NS按比例2∶6∶1均勻混合而成，其最佳摻量為膠凝材料質(zhì)量的0.75％，滿足摻量小、分散性好等要求。與原狀再生細(xì)骨料M10砂漿相比

8、，采用該復(fù)合外加劑配制的砂漿稠度損失大幅減小，保水率大幅提高，抗壓強(qiáng)度較改性前提高近66％。
　　本文試驗(yàn)條件下，與采用碳化強(qiáng)化、微生物礦化強(qiáng)化以及化學(xué)強(qiáng)化再生細(xì)骨科的M10再生砂漿相比，采用專用復(fù)合外加劑的M10再生砂漿保水率高，稠度損失小，且具有更小的水膠比和更高的抗壓強(qiáng)度。此外，實(shí)驗(yàn)室條件下碳化強(qiáng)化再生細(xì)骨料時(shí)，預(yù)拌砂漿外加成本約為1650元/噸;微生物礦化強(qiáng)化再生細(xì)骨料時(shí)，預(yù)拌砂漿外加成本約為8250元/噸;化學(xué)強(qiáng)化再生細(xì)