再生混凝土活化技術研究

鄧嘉俊 陳冠浩 郭佳瑩 祁敏

摘 要：本文研究利用克林曼破碎篩分機將廢棄混凝土破碎，再分選出再生細骨料，利用球磨機將再生細骨料粉磨，得到不同細度的再生粉，研究機械粉磨對再生粉活性的激發效果，并探究以再生粉作為礦物摻合料替代水泥充當膠凝材料對再生混凝土的性能影響。主要研究關于機械激發對再生粉活性的影響和再生粉作為混凝土摻合料的應用研究。

關鍵詞：再生混凝土；再生粉；機械激發；活性指數

我國作為世界上的基建大國，在一座座宏偉建筑拔地而起的背后，也產生了大量的建筑垃圾，建筑垃圾的產量占我國城市垃圾的總產量的30%—40%，年產量將近7億噸。以廣州為例，每年建筑垃圾的產量約為2400萬m?，但建筑垃圾回收率僅為12.5%。并且目前混凝土類廢棄物回收再利用的手段比較少，常見的有用作路基、堤壩等的填充性材料以及房屋的基礎，符合要求的細骨料用以生產磚或砌塊類建材，因此，探究再生混凝土的活性激發顯然是大勢所趨。本研究利用克林曼破碎篩分機將廢棄混凝土破碎，再分選出再生細骨料，利用球磨機將再生細骨料粉磨，得到不同細度的再生粉，研究機械粉磨對再生粉活性的激發效果，并探究以再生粉作為礦物摻合料替代水泥充當膠凝材料對再生混凝土的性能影響。

一、機械激發對再生粉活性的影響

通過球磨機對三種再生粉及砂粉（RAF-1、RAF-2、RAF-3、S）進行粉磨，每種都得到五個不同比表面積的粉料，粉磨后的再生粉及砂粉粒徑分布在0.6 ～275μm之間。在標準養護進行下，加入不同摻量及不同細度的再生粉及砂粉制做成40組再生粉膠砂，標準養護條件下養護28天，測定其活性指數得到結果如圖1；將再生粉和砂粉中最細的粉料試樣按10%、20%、30%、40%、50%比例替代水泥成型再生粉膠砂，測定粉料摻量對再生粉膠砂強度的影響得到結果如圖2。

由圖1可知：1）再生粉比表面積增大，與水泥熟料接觸的反應面積增大，同時粉料吸水性逐漸增大，使膠砂的流動度逐漸降低，此時流動度下降對強度影響并不明顯，當降到一定程度時將導致結構不密實。因此活性指數隨比表面積的增大先增大后趨于平緩。

2）摻30%的再生粉、砂粉后膠砂活性都比基準大幅度下降，再生粉RAF-1、RAF-2、RAF-3及砂粉S在比表面積最大時的活性指數分別72、68、70、65。機械激發對摻RAF-1粉料的膠砂激發效果最佳。

由圖2可知：1）各粉料的相對強度都隨摻量增加而降低，以RAF-1為例，當摻量從30%增加至50%時，相對強度從0.8降到0.44。

2）摻30%的再生粉與砂粉后膠砂抗壓強度都高于基準強度的70%，但都大幅度低于基準，粉料RAF-1、RAF-2、RAF-3滿足相對強度大于70%的最大摻量為35.2%、34.7%、34.3%。

二、再生粉作為混凝土摻合料的應用研究

在上述實驗基礎上，采用再生粉RAF-1為試驗原料進行混凝土試驗，膠凝材料中用兩種再生粉取代一部分水泥，采用等量取代的方式，用粉料按水泥質量的15%、25%、35%、50%取代水泥（R11、R13、R15、R17），用粉煤灰和再生粉復摻時，在上述比例的基礎上用粉煤灰取代50%的再生粉（R12、R14、R16、R18），另外設計一組基準配合比，其膠凝材料全部為水泥（R01）。再生粉R1作為摻合料對混凝土抗壓強度的影響的結果如圖3。

分析圖3可知，1）無論是單摻R1粉料還是復摻R1粉料與粉煤灰的混凝土抗壓強度都隨摻量的增加大致呈線性下降趨勢。

2）各試樣的曲線在摻量30%時抗壓強度為基準抗壓強度的72%～79%之間，且摻R1粉料與粉煤灰的混凝土抗壓強度在摻量小于30%時都要高于單摻R1粉料抗壓強度，由此可知，復摻R1粉料及粉煤灰的方案更優且最大的摻量在30%左右。

本文主要通過球磨機粉磨激發再生粉的活性，同時探討了再生粉細度及摻量對再生混凝土活性的影響。主要研究結論如下：

1.通過不同摻量及不同細度的再生粉及砂粉制成再生粉膠砂，并比較試驗結果得出活性指數隨比表面積的增大先增大后趨于平緩的結論。

2.通過兩種試驗材料及不同的機械激發方式，優選出機械激發效果最優的粉料試樣RAF-1。通過以不同摻量取代水泥作為膠凝材料制成膠砂后測其強度的方式，得出再生粉的最佳摻量在30%左右。

3.以RAF-1再生粉為摻合料取代水泥作為膠凝材料，通過摻入不同比例的再生粉及復摻粉煤灰及再生粉的方式，制作再生混凝土試塊，比較結果得出復摻R1粉料及粉煤灰的方案更優且最大的摻量在30%左右。

本試驗表明，再生粉料具有一定的可利用性，隨著機械研磨更充分和配比適當，再生混凝土的成品性能較優良，具有一定的實用性。我國作為基建大國，相比發達國家對再生混凝土的研究卻非常少，在未來資源越來越匱乏的情況下，再生混凝土的活化研究是尤其重要的課題！

指導教師：程從密

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（作者單位：珠海長隆投資發展有限公司）