摘要：本文介绍了再生细骨料颗粒整形强化技术，对比分析了简单破碎再生细骨料和颗粒整形再生细骨料的各种性能，并通过试验研究了两种再生细骨料对混凝土工作性的影响。结果表明：简单破碎再生细骨料混凝土用水量较大，工作性较差；颗粒整形再生细骨料混凝土的用水量比简单破碎再生细骨料混凝土的用水量大幅度降低。
关键词：再生细骨料 简单破碎 颗粒整形 工作性
中图分类号：TU522.09
0.前言
目前，一方面因建筑物解体而产生的废弃混凝土量急剧增加，如不能妥善处置，会污染环境；另一方面，混凝土的用量急剧增加，对天然骨料的需求加大，而天然骨料资源十分有限。利用废弃混凝土制作再生骨料混凝土既解决了环境污染问题，又节省了自然资源。本实验所采用的原材料为青岛市市南区云南路某段居民楼拆除时所产生的废弃混凝土,混凝土的龄期约为80年。
1.再生细骨料制备技术
1.1 简单破碎再生细骨料的制备
简单破碎再生细骨料是指将废弃的混凝土经人工或机械破碎到一定粒径大小的混凝土块，再用鄂式破碎机破碎到制作混凝土所需粒径的再生细骨料。
简单破碎再生细骨料颗粒棱角多，表面粗糙，组分中含有硬化水泥砂浆，再加上在废弃混凝土破碎过程中在再生骨料内部造成大量微裂纹，导致再生细骨料的孔隙率大、吸水率大、堆积密度小、压碎指标值高。为了得到高品质的再生混凝土，须对简单破碎再生细骨料进行强化处理，提高再生细骨料的性能，从而提高再生混凝土的工作性能、力学性能及耐久性能。
1.2 颗粒整形再生细骨料的制备
目前，再生骨料强化方法主要有化学强化与物理强化两种。所谓的化学强化即采用不同性质的材料（如聚合物、有机硅防水剂、纯水泥浆、水泥外掺Kim粉、水泥外掺一级粉煤灰等）对简单破碎再生骨料进行浸渍、淋洗、干燥等处理，使简单破碎再生骨料得到强化的方法；物理强化即使用机械设备对简单破碎再生骨料进行处理，除去简单破碎再生骨料表面黏附的水泥砂浆和有薄弱连接的颗粒棱角。物理强化方法主要有立式偏心装置研磨法、卧式回转研磨法、加热研磨法和颗粒整形强化法等几种方法[6]。
本实验采用了颗粒整形强化法对简单破碎再生骨料进行强化处理。所谓颗粒整形强化法，指利用高速（最大线速度可达100m/s）运动的再生骨料之间的反复冲击与摩擦作用，有效地打掉再生骨料上较为突出的棱角并除去颗粒表面附着的砂浆和水泥石的一种新技术，使其成为较为干净圆滑的再生骨料，从而实现对再生骨料性能的提高。
试验用的破碎整形设备外形如图1所示，内部结构如图2所示，主要由主机系统、除尘系统、电控系统、润滑系统和压力密封系统组成。
主机系统内装有一个立轴式旋转叶轮（撒料盘），工作时物料由上端进料口进入机内，被分成两股物料流。其中，一部分物料经叶轮顶部进入叶轮内腔，由于受离心力作用而加速，并被高速抛射出（最大线ΠΠ速度可达100m/s）；另一部分物料由主机内分料系统沿叶轮四周落下，并与叶轮抛射出的物料相碰撞。高速旋转飞盘抛出的物料在离心力的作用下填充死角，形成永久性物料曲面，该曲面不仅保护腔体免受磨损，而且还会增加物料间的高速摩擦和碰撞。碰撞后的物料沿曲面落下，与飞盘抛出的物料进行再次碰撞，直至最后沿下腔体流出。物料经过多次碰撞摩擦而得到粉碎和整形。在工作过程中，高速物料很少与机体接触，从而延长了设备的使用寿命。
2. 再生细骨料的性能对比
简单破碎再生细骨料颗粒棱角较多，且较为尖锐，用手抓时有明显的刺痛感。颗粒整形再生细骨料，颗粒棱角较少，且较为圆滑，用手抓时无刺痛感。
3. 再生细骨料对混凝土工作性的影响
3.1 试验原材料
水泥：山水水泥厂生产的PO.42.5普通硅酸盐水泥。
粉煤灰：青岛四方电厂生产的Π级灰。
粗骨料：符合JGJ93–52要求的天然碎石，5-25mm连续级配。
细骨料：包括天然细骨料、简单破碎再生细骨料和颗粒整形再生细骨料。性能见表1。
减水剂：上海麦斯特高效聚羧酸减水剂，掺量为1.2％的减水率为32%。
水：自来水。
3.2实验方案
实验设计主要考虑如下条件：
1）再生细骨料分别为简单破碎再生细骨料和颗粒整形再生细骨料；
2）再生细骨料取代率分别为0、40％、70％和100％；
3）粉煤灰掺量分别为0和30％；
4）胶凝材料用量分别为300kg/m3、400 kg/m3和500 kg/m3。
混凝土砂率为35％，减水剂掺量为1.2％，通过调整用水量控制坍落度在160–200mm.具体方案见表2。
3.3 试验结果及分析
3.3.1 简单破碎再生细骨料对工作性的影响
图3为不同取代率的再生细骨料对混凝土工作性的影响，从图中可以看出，简单破碎再生细骨料混凝土的用水量比和河砂混凝土大。以胶凝材料用量为400 kg/m3为例，使用简单破碎再生细骨料LC13的混凝土的用水量比河砂混凝土LC0增加了15％。由实验情况看，简单破碎细骨料混凝土的流动性和粘聚性要比河砂混凝土差。这主要是因为简单破碎再生细骨料颗粒棱角多，表面粗糙，组分中还含有大量的硬化水泥石，在破碎过程中又形成了大量裂纹。
3.3.2 颗粒整形再生细骨料对工作性的影响
图4为不同取代率的颗粒整形再生细骨料对混凝土工作性的影响，从图中可以看出，颗粒整形再生细骨料混凝土的用水量与河砂混凝土相差不多，比简单破碎混凝土用水量要少。从做坍落度的情况来看，颗粒整形再生细骨料混凝土的保水性较好，流动性稍差。这是由于颗粒整形再生细骨料的粒形较好，颗粒级配更为合理。
4. 结论
1）颗粒整形可以显著提高再生细骨料的性能：堆积密度提高了7.3％；密实密度提高了8.8％；表观密度提高了5.5％；空隙率降低了4.5％；压碎指标（坚固性）降低约为56％；吸水率降低了48％。
2）简单破碎再生骨料颗粒棱角多，表面粗糙，组分中含有硬化水泥砂浆，再加上在废弃混凝土破碎过程中在再生骨料内部造成大量微裂纹，导致再生骨料的孔隙率大、吸水率大、堆积密度小、压碎指标值高，使得简单破碎再生细骨料混凝土的工作性较差。
3）颗粒整形再生细骨料粒形较好，级配比较合理，使得颗粒整形再生细骨料混凝土的用水量比简单破碎再生细骨料混凝土的用水量有较大降低。
参考文献
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