论文部分内容阅读
中国已经步入了城镇化的加速阶段,众多旧有建筑物的拆除与改造必然产生大量废弃混凝土。如果废弃混凝土随意占地堆放,既会造成严重的环境污染,又是巨大的资源浪费。近年来人们对废弃混凝土的再生利用局限于作为再生骨料使用,针对废弃混凝土中废砂浆组分的利用研究也较少。从原料成本上看,废砂浆是废弃混凝土中成本较高的“精华”,作为再生骨料利用并没充分体现其价值;且附着废砂浆的再生骨料性能较差,制造再生骨料过程中大量的微细颗粒被丢弃。但废砂浆块易磨性能好,特别是经过煅烧热处理后更容易粉磨,磨细耗能相对较低。根据用于水泥混合材的细度要求,废砂浆的这种特点为其作为水泥混合材利用带来很大的可能性。为了提高废砂浆的回收利用价值和克服再生骨料的缺陷,本文对如何高效分离及球磨粉碎废弃混凝土中的砂浆组分进行机理分析。在实验基础上,获得废砂浆粉的基本物理性能,以及化学激发剂改性及高温煅烧方法两种方法对废砂浆粉混合水泥力学性能改善的影响,找到了充分激发废砂浆粉活性获取高活性废砂浆粉的方法。本文主要研究内容及成果如下:(1)通过对废弃混凝土中砂浆组分分离及球磨粉碎机理的分析,提出了界面过渡区原理,研究机械球磨粉碎和煅烧热处理对废砂浆组分物理化学结构的改变,以及该改变对废砂浆组分的回收效率和粉磨性能的影响。得出延长球磨时间t、提高研磨介质质量m和高度h,以及高于500℃煅烧热处理的方法都有利于废砂浆的分离收集和磨细;且在500℃-600℃这一温度区间煅烧后的粗骨料性能保持良好,可回收高品质的再生骨料的结论。(2)研究了废砂浆粉替代部分水泥对混合水泥标准稠度需水量、流动度和强度等性能的影响。实验结果表明废砂浆粉吸水率较大,细度和掺量都会影响强度,0.08mm筛余率为2.7%的废砂浆粉活性指数可达77%。混合水泥折压比有所增长,材料延性较好。(3)研究了利用化学激发剂对废砂浆粉进行改性。结果表明掺0.5%FDN-A减水剂对掺30%废砂浆粉混合水泥胶砂流动度的改性效果较好,FDN-A减水剂、二水石膏、硅酸钠、硫酸钠都有利于提高废砂浆粉混合水泥的强度,改性效果较好,并得出各化学激发剂的最佳掺量及最优化配方。(4)研究了不同煅烧温度对废砂浆块易磨性、流动度的影响以及废砂浆粉的活性激发效果。实验表明,经600℃热处理,掺30%废砂浆粉混合水泥的28天强度增长了3.01MPa,结合分离废弃混凝土中砂浆组分的最佳温度在500℃~600℃这一结论,确定了600℃是分离和激发废砂浆活性的最佳温度。(5)基于化学激发剂最优化配方,对经过600℃热处理的热活化废砂浆粉进行化学激发剂改性。当废砂浆粉掺量为20%、30%时,混合水泥的28天抗压强度可达48.61MPa和45.03MPa,基本符合42.5水泥强度等级要求,当掺量为40%、50%时,也能配制出基本符合32.5强度等级要求的混合水泥,当掺量更高时可作为低强度等级混合水泥使用。