再生骨料強化技術研究進展

(青島理工大學 山東 青島 266000)

一、研究目的和意義

近年來，隨著我國建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，由于建筑物的建造、翻新和拆除，產(chǎn)生了許多的建筑垃圾(CDW)。從資源可持續(xù)發(fā)展的角度上，將廢棄的混凝土進行分類并通過各種工藝制成再生骨料用于二次使用[1]。但是與天然骨料相比，由廢棄混凝土制得的再生骨料有以下缺點[2]：吸水率高、孔隙率大、壓碎指標高、骨料表面附著大量水泥漿體以及骨料品質離散性大的特點，因此，嚴重影響所配制的混凝土的性能，限制了再生混凝土的應用。對于再生骨料強化方法的研究是使其能夠應用于實際工程、實現(xiàn)資源二次利用的關鍵。

二、再生骨料強化方式研究進展

再生骨料與天然骨料的性能差異主要是由于骨料表面附著砂漿的存在導致的[3]，附著砂漿孔隙率大、強度低從而導致再生骨料性能差，針對于再生骨料表面附著砂漿的問題，國內(nèi)外學者對再生骨料采取的強化措施主要分為兩類，即強化附著砂漿和去除附著砂漿。

(一)去除附著砂漿

Gjorv,Sakai等人[4]通過將再生骨料利用偏心淹沒機械設備進行研磨，去除再生骨料表面上附著的硬化水泥砂漿，使再生骨料得到強化。Li B,Mizuguchi H等人[5]先將再生骨料加熱至300℃，使得表面附著的硬化水泥砂漿脆化，再通過機械研磨使得附著砂漿與骨料有效分離。

國內(nèi)的李秋義[6]等人采用專門研發(fā)的強化骨料的設備研磨骨料，去除附著砂漿，進而改善再生骨料性能。

Tam[7]等人將再生骨料浸泡到酸液中，利用中和反應來達到去除附著砂漿的目的，得到鹽酸的處理效果最佳。國內(nèi)的陳德玉[8]等人采用鹽酸對再生骨料進行處理，更深入研究了酸液處理法對再生骨料性能的改善效果。由于鹽酸會引入氯離子對破壞混凝土的耐久性，破壞環(huán)境，因此，王亮[9]將再生骨料先浸入安全環(huán)保的乙酸溶液中，然后用機器研磨。處理后，再生骨料的吸水率降低。

目前，由于機械研磨去除附著砂漿已有企業(yè)將之應用到了實際生產(chǎn)中，但是在處理過程中會加劇骨料的損傷。酸液處理法雖然可以很好地去除附著砂漿，但是成本較高。

(二)強化附著砂漿

強化粘結砂漿的方法具體是指通過增強附著砂漿的強度來達到降低再生骨料的吸水率、孔隙率增加其強度。

Kou等人[10]利用抽真空的方法將不同濃度的PVA(聚乙烯醇)注入再生骨料內(nèi)部，得出了最優(yōu)PVA濃度摻量。PVA使得再生骨料的吸水率降低到70%并提高了骨料的強度。朱亞光[11]將再生骨料浸泡于不同濃度的硅烷憎水劑中，得到將再生骨料浸泡于硅烷憎水劑中會使骨料表面形成憎水層從而降低再生骨料吸水率。

杜婷[12]分別用純水泥、水泥+Kim粉漿液、水泥+硅粉漿液、水泥+粉煤灰漿液處理強化再生骨料，對比結果得出，水泥+Kim粉漿液強化再生骨料效果最為理想。

碳化處理也是一種廣泛使用的方法。Shi[13]等人發(fā)現(xiàn)碳化處理是提高再生骨料力學性能和耐久性的有效可行方法，且環(huán)境友好可持續(xù)發(fā)展。程海麗[14-15]采用水玻璃強化再生骨料，氫氧化鈣可以與水玻璃反應形成C-S-H凝膠,得到再生骨料強度提升，再生混凝土抗凍性、抗侵蝕能力提升。Kou[16]通過將CO2與再生骨料附著砂漿中的氫氧化鈣和水化硅酸鈣與反應，來強化附著砂漿，結果可見，改性后的再生骨料在混凝土中的力學和氯離子滲透性能得到了改善。微生物礦化沉積是一種環(huán)境友好型強化方式，朱亞光[17]等人利用細菌的有氧呼吸在再生骨料表面沉淀碳酸鈣，可顯著降低再生骨料的吸水率，并強化再生骨料的微觀結構。

然而，由于強化附著砂漿的眾多方法處理周期長、成本過高、影響因素較多、等問題，一直沒用在實際生產(chǎn)中得到廣泛的應用。

三、結語

再生骨料作為一種環(huán)保材料正被廣泛研究，采用一種低能耗、無污染的技術手段來改性再生骨料才能符合建筑廢棄物再生利用環(huán)境保護的初衷。因此，研究人員應當繼續(xù)探索，尋求一種環(huán)境友好且造價低的方法來廣泛應用于再生骨料的批量生產(chǎn)，實現(xiàn)資源二次利用最大化。