废弃混凝土的再利用研究

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1、摘要废弃混凝土作为拆除旧建筑产生的废料，弃置不用会造成环境污染和巨大的资源浪费。多年来，人们对废弃混凝土的再利用进行了大量研究，并取得了许多研究成果。迄今为止，废弃混凝土的再利用研究大多是再生骨料混凝土的研究，但废弃混凝土中的硬化水泥浆体(HCP)用于再生混凝土存在着许多问题，HCP的再利用也鲜有报道。将废弃混凝土骨料分离后形成的以HCP为主要组成的细废弃混凝土部分(MCC)用作为水泥混合材料、水泥原料或者免烧砖原料，可使它们得到科学、有效的合理利用，并节省天然原料资源，实现废弃物料资源化。这对于我国经济的长期可持续发展无疑具有重要的社会意义。本文进行了废弃混凝土骨料分离方法、分离后的基质

2、胶凝组分(Mcc)作为水泥混合材料制备水泥、作为水泥原料煅烧水泥熟料和免烧砖原料的试验研究，分析和探讨了MCC在熟料煅烧、水泥粉磨、水泥水化过程中的作用机理和免烧砖强度来源，为MCC在水泥生产中的再利用和作为免烧砖原料提供理论和实践依据。废弃混凝土骨料与硬化水泥浆体的有效分离是二部分材料合理再利用的关键。采用了表面活性剂处理和热处理二种方法结合机械粉碎进行了废弃混凝土骨料与硬化水泥浆体的分离试验研究。试验结果表明，掺加适当的表面活性剂可明显提高废弃混凝土骨料与硬化水泥浆体的分离效率。掺加0．05％TEA时，分离效果最好，原因是它们在骨料与基质界面上的定向吸附更有效地降低了界面结合能，因而明

3、显降低了界面结合强度。热处理温度对骨料和基质的分离效率有显著影响。热处理方式中，500℃热处理效果较好，其原因是热膨胀和水化产物的脱水导致的界面结合强度和弹性显著降低。MCC可以作为做煅烧水泥熟料的原料。烧成的熟料的f—CaO含量、结构和力学性能测试结果表明：MCC配合比为20％时，O．05％n!A处理和500℃热处理的MCc配合生料所得熟料可以生成水泥熟料矿物，其强度与常规生料煅烧所得的熟料强度相差不大。与常规原料配合的生料相比，Mcc配制的生料的易烧性稍差，并且随MCC配合比的增大，生料的易烧性相应变差，其主要原因是MCC中含有较多的惰性Si02。MCc中含有一定量的未水化水泥颗粒，在

4、生料粉磨过程中其表面的水化物包裹层被剥离并进一步细化成为微细颗粒，这些微细微粒在熟料煅烧过程中起到了“晶种”作用，为c3s的晶体长大和发育提供了有利条件。Mcc中水泥水化产物发生脱水反应，脱水相作为结构缺陷较多、热力学介稳的新生态物质，具有较高的反应活性，对于降低固相反应温度、提高固相反应速率有促进作用。MCC作水泥混合材料时，水泥的粉磨效率明显提高，表现在比表面积的增大以及微细颗粒含量的增多。MCC的易磨性优于水泥熟料，其中O．05％TEA处理及500℃热处理的易磨性相对更好。其原因是：表面活性剂的助磨作用减少了用于破坏颗粒团聚体的无用功耗：高温热处理后MCC的结构疏松，强度降低。MCC

5、的掺入量增大时，水泥的标准稠度需水量有所增大，胶砂流动度相应减小，凝结时间相对延长，各龄期强度也相应降低，但是降低幅度小于掺加量的增加幅度。原因是MCC易磨性的改善使水泥中细颗粒增多，提高了水化速率：高温热处理过程和粉磨过程中的机械力化学效应引发的水化物脱水从结构本质上提高了其水化活性。同时，较多的细颗粒不但自身水化速度快，还均匀地分散填充于硬化浆体中，使硬化浆体中大孔数量显著减少，保证了硬化浆体的结构均匀性和致密性。MCC具有较强的水化能力和较好的胶凝性，可以作为一种水泥混合材料。以MCC、粘土、矿渣、生石灰、水泥和石膏为原料可以生产出性能优良的免烧转。其最佳配比为McC25％，粘土25

6、％，矿渣31％，生石灰10％，水泥5％，石膏4％。原料中含有的大量活性氧化硅和活性氧化铝在外加剂的作用下与氢氧化钙发生水化反应，生成水泥水化产物；而且MCC中所含的未水化水泥颗粒具有自发水化硬化的潜力。MCc粉磨过程中加入的适量外加剂，促使快速生成足够量的CSH、CAH水化产物，且其中的细砂和磨细骨料在免烧砖中起骨料作用，可提高砖的强度，防止分层；减少收缩，改善成型时砖坯的排气性能，增加密实度。生产免烧砖由于不需要烧结也不需要蒸压，因而成本大大降低。研究结果证明，MCC作为水泥生料组分和混合材料在水泥生产中的再利用以及作为免烧砖原料是可行的。这对于拓宽废弃混凝土的再利用途径，实现废弃物料资

7、源化，减小由废弃混凝土造成的环境污染具有十分重要的现实意义和深远的社会意义。关键词：废弃混凝土的再利用：骨料分离；水泥原料；水泥混合材料；免烧砖IIABSTRACTAsasortofwastepmducedbydemolislling01dbuildings，wasteconcretewillresultinseriousenvimmentpolIutiona11dvastrcsollrceex把avaganceifit