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(jī)將廢棄混凝土破碎，再分選出再生細(xì)骨料，利用球磨機(jī)將再生細(xì)骨料粉磨，得到不同細(xì)度的再生粉，研究機(jī)械粉磨對(duì)再生粉活性的激發(fā)效果，并探究以再生粉作為礦物摻合料替代水泥充當(dāng)膠凝材料對(duì)再生混凝土的性能影響。主要研究關(guān)于機(jī)械激發(fā)對(duì)再生粉活性的影響和再生粉作為混凝土摻合料的應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞：再生混凝土；再生粉；機(jī)械激發(fā)；活性指數(shù)

我國(guó)作為世界上的基建大國(guó)，在一座座宏偉建筑拔地而起的背后，也產(chǎn)生了大量的建筑垃圾，建筑垃圾的產(chǎn)量占我國(guó)城市垃圾的總產(chǎn)量的30%—40%，年產(chǎn)量將近7億噸。以廣州為例，每年建筑垃圾的產(chǎn)量約為2400萬(wàn)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(jiàn)的有用作路基、堤壩等的填充性材料以及房屋的基礎(chǔ)，符合要求的細(xì)骨料用以生產(chǎn)磚或砌塊類建材，因此，探究再生混凝土的活性激發(fā)顯然是大勢(shì)所趨。本研究利用克林曼破碎篩分機(jī)將廢棄混凝土破碎，再分選出再生細(xì)骨料，利用球磨機(jī)將再生細(xì)骨料粉磨，得到不同細(xì)度的再生粉，研究機(jī)械粉磨對(duì)再生粉活性的激發(fā)效果，并探究以再生粉作為礦物摻合料替代水泥充當(dāng)膠凝材料對(duì)再生混凝土的性能影響。

一、機(jī)械激發(fā)對(duì)再生粉活性的影響

通過(guò)球磨機(jī)對(duì)三種再生粉及砂粉（RAF-1、RAF-2、RAF-3、S）進(jìn)行粉磨，每種都得到五個(gè)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(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)進(jìn)行下，加入不同摻量及不同細(xì)度的再生粉及砂粉制做成40組再生粉膠砂，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)28天，測(cè)定其活性指數(shù)得到結(jié)果如圖1；將再生粉和砂粉中最細(xì)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(cè)定粉料摻量對(duì)再生粉膠砂強(qiáng)度的影響得到結(jié)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(yīng)面積增大，同時(shí)粉料吸水性逐漸增大，使膠砂的流動(dòng)度逐漸降低，此時(shí)流動(dòng)度下降對(duì)強(qiáng)度影響并不明顯，當(dāng)降到一定程度時(shí)將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不密實(shí)。因此活性指數(shù)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(zhǔn)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(shí)的活性指數(shù)分別72、68、70、65。機(jī)械激發(fā)對(duì)摻RAF-1粉料的膠砂激發(fā)效果最佳。

由圖2可知：1）各粉料的相對(duì)強(qiáng)度都隨摻量增加而降低，以RAF-1為例，當(dāng)摻量從30%增加至50%時(shí)，相對(duì)強(qiáng)度從0.8降到0.44。

2）摻30%的再生粉與砂粉后膠砂抗壓強(qiáng)度都高于基準(zhǔn)強(qiáng)度的70%，但都大幅度低于基準(zhǔn)，粉料RAF-1、RAF-2、RAF-3滿足相對(duì)強(qiáng)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(yīng)用研究

在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用再生粉RAF-1為試驗(yàn)原料進(jìn)行混凝土試驗(yàn)，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(zhì)量的15%、25%、35%、50%取代水泥（R11、R13、R15、R17），用粉煤灰和再生粉復(fù)摻時(shí)，在上述比例的基礎(chǔ)上用粉煤灰取代50%的再生粉（R12、R14、R16、R18），另外設(shè)計(jì)一組基準(zhǔn)配合比，其膠凝材料全部為水泥（R01）。再生粉R1作為摻合料對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響的結(jié)果如圖3。

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

2）各試樣的曲線在摻量30%時(shí)抗壓強(qiáng)度為基準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度的72%～79%之間，且摻R1粉料與粉煤灰的混凝土抗壓強(qiáng)度在摻量小于30%時(shí)都要高于單摻R1粉料抗壓強(qiáng)度，由此可知，復(fù)摻R1粉料及粉煤灰的方案更優(yōu)且最大的摻量在30%左右。

本文主要通過(guò)球磨機(jī)粉磨激發(fā)再生粉的活性，同時(shí)探討了再生粉細(xì)度及摻量對(duì)再生混凝土活性的影響。主要研究結(jié)論如下：

1.通過(guò)不同摻量及不同細(xì)度的再生粉及砂粉制成再生粉膠砂，并比較試驗(yàn)結(jié)果得出活性指數(shù)隨比表面積的增大先增大后趨于平緩的結(jié)論。

2.通過(guò)兩種試驗(yàn)材料及不同的機(jī)械激發(fā)方式，優(yōu)選出機(jī)械激發(fā)效果最優(yōu)的粉料試樣RAF-1。通過(guò)以不同摻量取代水泥作為膠凝材料制成膠砂后測(cè)其強(qiáng)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(guò)摻入不同比例的再生粉及復(fù)摻粉煤灰及再生粉的方式，制作再生混凝土試塊，比較結(jié)果得出復(fù)摻R1粉料及粉煤灰的方案更優(yōu)且最大的摻量在30%左右。

本試驗(yàn)表明，再生粉料具有一定的可利用性，隨著機(jī)械研磨更充分和配比適當(dāng)，再生混凝土的成品性能較優(yōu)良，具有一定的實(shí)用性。我國(guó)作為基建大國(guó)，相比發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)再生混凝土的研究卻非常少，在未來(lái)資源越來(lái)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(dǎo)教師：程從密

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（作者單位：珠海長(zhǎng)隆投資發(fā)展有限公司）