CN104045251A - 一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法 - Google Patents
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Abstract
一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，包括以下步骤：（1）将废弃混凝土破碎、筛分；（2）将筛分后的再生混凝土骨料放置在密闭容器中，控制相对湿度30-90%、CO2浓度5-90%，碳化处理；（3）将处理过的再生混凝土骨料颗粒制成再生砂浆和混凝土。本发明得到的经CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，与未经处理的再生混凝土骨料制成的砂浆相比，砂浆早期强度可提高20.1%-22.0%，后期强度可提高12.1%-13.9%；28d的干燥收缩值可减小7.8%-16.7%；28d吸水率可减小7.7%-13.3%。
Description
技术领域
本发明涉及一种再生混凝土骨料的强化处理方法，尤其是涉及一种采用CO2强化处理再生混凝土骨料的方法。
背景技术
再生骨料是废弃混凝土经破碎加工后得到的骨料，与天然骨料相比，再生骨料表面附着有硬化水泥浆，硬化水泥浆的存在导致再生骨料吸水率高、强度低，这使得再生混凝土与普通混凝土相比，其性能有较大程度的降低。通过对再生骨料进行强化处理，提高再生骨料的物理力学性能，从而改善再生混凝土的性能。再生混凝土性能的提高，对混凝土的循环利用和可持续发展具有重要意义。
目前，国内外已有的强化再生混凝土骨料的方法有机械强化法、酸液清洗法、聚合物处理法以及水泥外掺硅灰处理法等。其中机械强化法会对骨料造成损伤；酸液清洗法的作用有限而且还会引入酸根离子，影响附着砂浆的pH值；聚合物处理法能有效减小再生混凝土骨料的吸水率，但对强度的提高有限。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种能有效提高再生混凝土骨料强度，减小吸水率及孔隙率的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其原理为：
根据上述反应理论，骨料碳化后固相体积可增加8%-25%，因此，采用CO2强化处理措施能够减小再生混凝土骨料的孔隙率，提高其物理力学性能。
本发明之二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，包括以下步骤：
（1）再生混凝土骨料：将废弃混凝土破碎、筛分，得到粒径为0.1-5mm(优选0.16-4.5mm)的再生混凝土细骨料或粒径为5-40mm（优选6-25mm）的再生混凝土粗骨料；
（2）CO2强化处理：将筛分后的再生混凝土细骨料或粗骨料放置在密闭容器中，控制相对湿度30-90%（优选40-70%）、CO2浓度5-90%（优选10-50%），碳化处理，直至未完全碳化的再生混凝土骨料≤5％；
再生混凝土骨料碳化是否完全的检测方法：将再生混凝土骨料用研钵研磨后，均匀铺开，喷酚酞指示剂，完全碳化的样品不变红，未完全碳化样品部分变红色；（控制样品变红的面积≤5%）；
（3）再生砂浆和混凝土的制备：将处理过的再生混凝土骨料颗粒制成再生砂浆和混凝土。
本发明二氧化碳与再生混凝土骨料表面附着的硬化水泥浆体中的氢氧化钙和水化硅酸钙反应，生成碳酸钙和硅胶，反应产物可增加固相体积，提高附着水泥浆体的密实度，减小再生混凝土骨料的吸水率和压碎值，提高强度，可以替代天然骨料用到新拌水泥砂浆或混凝土中，混凝土循环利用，节约资源。
CO2强化处理再生混凝土骨料，将温室气体CO2运用到强化再生混凝土骨料中，不仅有效利用了工业废气，而且强化了再生混凝土骨料。硬化的混凝土很容易发生碳化反应，具体来说是空气中的CO2容易渗入混凝土的孔隙中，与硬化水泥浆体中的氢氧化钙和水化硅酸钙反应。而采用CO2强化再生混凝土骨料正是以碳化反应为基础，将水泥浆体的碳化运用到强化措施中。
研究表明，CO2强化处理能有效提高再生混凝土骨料的物理力学性能。本发明得到的经CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，与未经处理的再生混凝土骨料制成的砂浆相比，砂浆早期强度可提高20.1%-22.0%，后期强度可提高12.1%-13.9%；28d的干燥收缩值可减小7.8%-16.7%；28d吸水率可减小7.7%-13.3%。
附图说明
图1是本发明实施例1再生混凝土骨料经CO2强化处理前后的的差热图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步阐述。应该说明的是，不得将下述实施例解释为对本发明内容的限制。
实施例1
本实施例包括以下步骤：
（1）再生混凝土骨料：将C30的混凝土梁破碎、筛分，获得粒径范围为0.16-2.5mm的再生混凝土细骨料（G），密封保存；
（2）CO2强化处理：将再生混凝土细骨料（G）放在密闭容器中，控制容器的相对湿度60%、CO2体积浓度20%，碳化6天；未完全碳化的再生混凝土骨料为4％，将得到的经CO2强化处理的再生混凝土骨料（G-CI）密封保存；
（3）再生砂浆的制备：将处理过的再生混凝土骨料颗粒制成再生砂浆。
经CO2强化处理前后的再生混凝土骨料的差热曲线如图1所示。从图1可见：经CO2强化处理后，再生混凝土骨料的Ca(OH)2含量减小了2.51%，CaCO3含量增加了5.20%。
再生混凝土骨料性能试验
检测本发明CO2强化处理对再生混凝土骨料性能的影响，采用《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中砂的表观密度、吸水率和压碎值等测试方法，对CO2强化处理前后的再生混凝土骨料对比分析。结果表明采用CO2强化处理能有效提高再生混凝土骨料的表观密度，减小吸水率和压碎指标值。
CO2强化处理对再生砂浆性能的影响
将本实施例得到的经CO2强化处理前后的再生混凝土骨料以及天然骨料，按照胶砂比1:1.8、1:2.25，水灰比0.5分别制成砂浆试件。采用TYA-300B型微型控制加载试验机测试3天，28天水泥胶砂抗压强度，结果如表2所示。
表2结果表明采用CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，其3天、28天强度增加12.1%-22.0%。
采用BC-300型比长仪测试砂浆试件的干燥收缩值，如表3所示，结果表明经CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，其干燥收缩值减小7.8%-18.2%。
测试砂浆试件28d的吸水率，结果如表4所示，结果表明经CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，其吸水率减小7.7%-13.3%。
Claims (6)
1.一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）再生混凝土骨料：将废弃混凝土破碎、筛分，得到粒径为0.1-5mm的再生混凝土细骨料或粒径为5-40mm的再生混凝土粗骨料；
（2）CO2强化处理：将筛分后的再生混凝土细骨料或粗骨料放置在密闭容器中，控制相对湿度30-90%、CO2浓度5-90%，碳化处理，直至未完全碳化的再生混凝土骨料≤5％；
（3）再生砂浆和混凝土的制备：将处理过的再生混凝土骨料颗粒制成再生砂浆和混凝土。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（1）中，再生混凝土细骨料的粒径为0.16-4.5mm。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（1）中，再生混凝土粗骨料的粒径为6-25mm。
4.根据权利要求1或2所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（2）中，CO2强化处理的相对湿度为40-70%。
5.根据权利要求1或2所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（2）中，CO2强化处理时的CO2浓度10-50%。
6.根据权利要求1所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（2）中，再生混凝土骨料碳化是否完全的检测方法：将再生混凝土骨料用研钵研磨后，均匀铺开，喷酚酞指示剂，完全碳化的样品不变红，未完全碳化样品部分变红色。
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