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再生骨料强化技术研究进展

2019-03-26

福建质量管理 2019年9期
关键词:酸液吸水率研磨

(青岛理工大学 山东 青岛 266000)

一、研究目的和意义

近年来,随着我国建筑行业的飞速发展,由于建筑物的建造、翻新和拆除,产生了许多的建筑垃圾(CDW)。从资源可持续发展的角度上,将废弃的混凝土进行分类并通过各种工艺制成再生骨料用于二次使用[1]。但是与天然骨料相比,由废弃混凝土制得的再生骨料有以下缺点[2]:吸水率高、孔隙率大、压碎指标高、骨料表面附着大量水泥浆体以及骨料品质离散性大的特点,因此,严重影响所配制的混凝土的性能,限制了再生混凝土的应用。对于再生骨料强化方法的研究是使其能够应用于实际工程、实现资源二次利用的关键。

二、再生骨料强化方式研究进展

再生骨料与天然骨料的性能差异主要是由于骨料表面附着砂浆的存在导致的[3],附着砂浆孔隙率大、强度低从而导致再生骨料性能差,针对于再生骨料表面附着砂浆的问题,国内外学者对再生骨料采取的强化措施主要分为两类,即强化附着砂浆和去除附着砂浆。

(一)去除附着砂浆

Gjorv,Sakai等人[4]通过将再生骨料利用偏心淹没机械设备进行研磨,去除再生骨料表面上附着的硬化水泥砂浆,使再生骨料得到强化。Li B,Mizuguchi H等人[5]先将再生骨料加热至300℃,使得表面附着的硬化水泥砂浆脆化,再通过机械研磨使得附着砂浆与骨料有效分离。

国内的李秋义[6]等人采用专门研发的强化骨料的设备研磨骨料,去除附着砂浆,进而改善再生骨料性能。

Tam[7]等人将再生骨料浸泡到酸液中,利用中和反应来达到去除附着砂浆的目的,得到盐酸的处理效果最佳。国内的陈德玉[8]等人采用盐酸对再生骨料进行处理,更深入研究了酸液处理法对再生骨料性能的改善效果。由于盐酸会引入氯离子对破坏混凝土的耐久性,破坏环境,因此,王亮[9]将再生骨料先浸入安全环保的乙酸溶液中,然后用机器研磨。处理后,再生骨料的吸水率降低。

目前,由于机械研磨去除附着砂浆已有企业将之应用到了实际生产中,但是在处理过程中会加剧骨料的损伤。酸液处理法虽然可以很好地去除附着砂浆,但是成本较高。

(二)强化附着砂浆

强化粘结砂浆的方法具体是指通过增强附着砂浆的强度来达到降低再生骨料的吸水率、孔隙率增加其强度。

Kou等人[10]利用抽真空的方法将不同浓度的PVA(聚乙烯醇)注入再生骨料内部,得出了最优PVA浓度掺量。PVA使得再生骨料的吸水率降低到70%并提高了骨料的强度。朱亚光[11]将再生骨料浸泡于不同浓度的硅烷憎水剂中,得到将再生骨料浸泡于硅烷憎水剂中会使骨料表面形成憎水层从而降低再生骨料吸水率。

杜婷[12]分别用纯水泥、水泥+Kim粉浆液、水泥+硅粉浆液、水泥+粉煤灰浆液处理强化再生骨料,对比结果得出,水泥+Kim粉浆液强化再生骨料效果最为理想。

碳化处理也是一种广泛使用的方法。Shi[13]等人发现碳化处理是提高再生骨料力学性能和耐久性的有效可行方法,且环境友好可持续发展。程海丽[14-15]采用水玻璃强化再生骨料,氢氧化钙可以与水玻璃反应形成C-S-H凝胶,得到再生骨料强度提升,再生混凝土抗冻性、抗侵蚀能力提升。Kou[16]通过将CO2与再生骨料附着砂浆中的氢氧化钙和水化硅酸钙与反应,来强化附着砂浆,结果可见,改性后的再生骨料在混凝土中的力学和氯离子渗透性能得到了改善。微生物矿化沉积是一种环境友好型强化方式,朱亚光[17]等人利用细菌的有氧呼吸在再生骨料表面沉淀碳酸钙,可显著降低再生骨料的吸水率,并强化再生骨料的微观结构。

然而,由于强化附着砂浆的众多方法处理周期长、成本过高、影响因素较多、等问题,一直没用在实际生产中得到广泛的应用。

三、结语

再生骨料作为一种环保材料正被广泛研究,采用一种低能耗、无污染的技术手段来改性再生骨料才能符合建筑废弃物再生利用环境保护的初衷。因此,研究人员应当继续探索,寻求一种环境友好且造价低的方法来广泛应用于再生骨料的批量生产,实现资源二次利用最大化。

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