一种再生骨料的原位强化方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种再生骨料的原位强化技术，属建筑材料生产技术领域。 (二）
【背景技术】
[0002] 随建筑业与基础设施建设迅猛发展，各种建设废弃物空前增加，已占城市垃圾总 量的30~40%。建设废弃物中含大量混凝土、烧结砖、蒸压砖、陶瓷等块体材料，作为简单 填埋材料使用是对资源的极大浪费，将其处理后作为骨料再利用，则不仅节省天然骨料资 源，保护骨料产地的生态环境，且可解决建筑废弃物的堆放、占地和环境污染问题。
[0003]目前国内外关于块状建筑废弃物再生利用的研究很多，通常将其破碎、分级，作为 再生粗、细骨料使用。由于废弃混凝土制成的再生骨料表面通常附着有旧混凝土中的砂浆， 其它块状建筑废弃物如废弃烧结砖、废弃蒸压砖、废弃混凝土空心砌块、废陶瓷等则本身强 度较低，因此，与天然骨料相比，通常再生骨料体积密度、强度、弹性模量较小，而吸水率较 大，在用于配制再生骨料混凝土时，与天然骨料混凝土相比，新拌再生骨料混凝土拌合物和 易性较差，硬化混凝土物理力学性能和长期耐久性也普遍比天然骨料混凝土要差。
[0004] 为提高再生骨料品质，近年来，国内外发展了多种高品质再生骨料生产工艺，如研 磨整形、热一机械力分离、酸液预浸等，可得到性能与天然骨料接近的再生骨料，但直接研 磨整形与热一机械力分离工艺复杂、设备庞大、动力消耗与设备磨损均较大，与天然骨料生 产成本相比，再生骨料生产成本大幅度增加；酸浸工艺增加了酸洗和水洗两个步骤，成本也 大幅增加。
[0005] 为提高再生混凝土性能，还对再生骨料进行表面化学改性强化处理，如杜婷等人 选用纯水泥浆、水泥外掺Kim粉混合分散液、水泥外掺硅粉分散液、水泥外掺I级粉煤灰 分散液等四种高活性超细掺合料分散液对再生粗骨料进行表面预处理强化，经表面预处理 后，分散液能在一定程度上填充再生粗骨料孔隙，粘合破碎过程中产生的一些微裂缝，但进 一步研究表明，除水泥外掺Kim粉分散液强化再生粗骨料配制的再生粗骨料混凝土抗压强 度有明显提高外，其它方法均末见明显效果J.J.Kim等则采用10wt%硅溶胶、10wt%水玻 璃溶液以及硅粉质量分数达25%的硅溶胶分散硅粉分散液对再生骨料进行表面预处理强 化，结果表明未经表面处理的再生细骨料砂浆强度仅为天然骨料砂浆强度的55%，经表面 预处理后，再生细骨料砂浆强度可达天然骨料砂浆强度的95%。然而，上述表面强化处理方 法需对再生骨料进行专门的表面强化处理，其工艺复杂，成本高。
[0006] 在再生骨料混凝土中，由于再生骨料的高吸水性，在再生骨料与新水泥石的界 面以及再生骨料表面与外界连通的孔隙中，存在水泥水化产物CH晶体的富集与取向排 列现象，因而成为再生骨料混凝土的薄弱环节，直接影响再生混凝土物理力学性能及耐 久性。日本学者Tamura等米用一种减压揽摔工艺（decompressionandrapidrelease procedure(DC-RR))制备高性能再生骨料混凝土，首先搅拌得到混凝土拌合物，然后抽真 空，达到一定负压（130mmHg)时，突然解除真空处理，使压力迅速恢复至大气压（760mmHg)， 与常规搅拌工艺相比，抗压强度可提高20 %，徐变和碳化深度分别下降20 %和30 %。然 而，采用减压搅拌工艺需增加抽真空设备，导致设备投资和生产成本大幅增加。RYU、Tam等、Nobuaki等采用水泥裹砂石搅拌工艺制备再生骨料混凝土，在再生骨料表面形成一层低 水灰比水泥净浆，可有效改善再生骨料-水泥石界面，提高再生骨料混凝土强度，但包裹于 表面的水泥净浆水灰比小，水泥净浆很难吸入到再生骨料表面与外界相通的毛细孔隙内， 对再生骨料无原位强化效果。孔德玉等采用掺合料裹骨料工艺进一步改善再生骨料-水 泥石界面，该工艺通过先加入部分水，使再生骨料吸水后，再加入掺合料进行搅拌，使再生 骨料表面包覆掺合料颗粒，吸收在界面富集的水化产物氢氧化钙，从而进一步改善再生骨 料-水泥石界面，但该工艺中再生骨料表面与外界相通的毛细孔隙内同样无法吸入掺合料 颗粒，因而对再生骨料无原位强化效果。 (三）
【发明内容】
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[0007] 基于以上技术背景，本发明旨在提供一种在再生骨料混凝土强度发展过程中实现 再生骨料原位强化的方法。
[0008]为达到发明目的，本发明采用的技术方案是：
[0009]-种再生骨料的原位强化方法，所述方法是将含再生骨料的混凝土原料搅拌混 合，进行原位强化，所述混凝土原料包括掺合料、水泥、粗骨料、细骨料和水，其特征在于：先 将全部掺合料和一半质量的水搅拌10~20s，再加入全部粗骨料和细骨料搅拌10~20s， 然后加入全部水泥搅拌20~40s，最后加入剩余的一半水继续搅拌30~60s，即得到原位 强化的再生骨料混凝土拌合物；所述粗骨料为再生粗骨料或天然粗骨料中的一种或两种任 意比例的混合，所述细骨料为再生细骨料或天然细骨料中的一种或两种任意比例的混合， 所述粗骨料和细骨料不同时全部为天然粗骨料和天然细骨料。
[0010] 所述的再生粗骨料和再生细骨料由下列一种或两种以上的建筑废弃物破碎、筛分 得到：水泥混凝土、烧结砖、蒸压砖。所述再生粗骨料的公称粒径为5~40mm，再生细骨料 的公称粒径小于5_。
[0011] 所述掺合料为下列之一或两种以上的混合物：硅粉（SF)、矿渣微粉（SL)、粉煤灰 (FA)、沸石粉（GZ)、磷渣微粉（PS)、纳米二氧化硅（NS)、偏高岭土（MK)。
[0012] 所述掺合料与水泥的重量比为1:1~9。
[0013] 所述混凝土的原料包括掺合料、水泥、粗骨料、细骨料和水，其中水泥（或水泥+掺 合料）、水、粗骨料、细骨料的质量比一般称为混凝土配合比，本领域技术人员根据所需混凝 土的强度要求、现场施工需要等可自行设计混凝土配合比。在本发明中对混凝土配合比不 做限制，本发明的技术特点是混凝土搅拌混合的方法，混凝土配合比不是本发明的保护范 围，也不影响本发明技术方案的实施。实际可用的任意混凝土配合比均可采用本发明的原 位强化方法进行搅拌强化。
[0014] 所述方法中，水中一般先加入减水剂，减水剂的加入量为掺合料和水泥总重量的 0? 5%~2. 0%〇
[0015] 所述减水剂优选聚羧酸高性能减水剂或萘系减水剂。
[0016] 进一步，所述方法优选为：先将全部掺合料和一半质量的水搅拌15~20s，再加入 全部粗骨料和细骨料搅拌10~15s，然后加入全部水泥搅拌30s，最后加入剩余的一半水继 续搅拌60s，即得到原位强化的再生骨料混凝土拌合物。
[0017] 本发明制得的原位强化的再生骨料混凝土拌合物可直接浇注成型，得到再生骨料 混凝土。再生骨料混凝土后续养护均按照施工设计标准进行即可。
[0018] 本发明的有益效果主要在于：通过优化混凝土搅拌工艺，使掺合料与水先形成掺 合料分散液，然后在加入粗细骨料进行搅拌时，由于再生骨料表面具有较强的吸水作用，搅 拌过程中掺合料分散液被吸附进入再生骨料表面的孔隙中，在再生骨料表面也附着掺合料 颗粒，这种被吸附进入和附着在表面的掺合料颗粒可吸收由于壁效应和泌水效应在再生骨 料表面和孔隙内部富集的水化产物氢氧化钙，形成水化硅酸钙凝胶，因而可一方面实现再 生骨料的原位强化，另一方面有效改善再生骨料与水泥石之间的界面，既可弥补因再生骨 料性能较差而导致的混凝土强度和耐久性下降，又可避免对再生骨料预先强化导致的生产 成本大幅增加。
[0019] 采用本发明工艺制备的再生骨料混凝土可实现再生骨料的原位强化，并对改善再 生骨料-水泥石界面粘结强度有利，可有效提高再生骨料混凝土的抗压强度。 (四）
【附图说明】
[0020] 图1常规传统搅拌工艺流程图（CT)。