CN108164171A - 一种强化再生混凝土骨料的处理方法 - Google Patents

一种强化再生混凝土骨料的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种强化再生混凝土骨料的处理方法，包括以下步骤：第一步，对再生粗骨料进行预处理，预处理后将其冲洗干净并自然干燥至衡重得到再生骨料；第二步，将第一步得到的再生骨料放置在700℃～800℃的烘箱中处理2h，随后再放置在自来水中进行激冷处理，并冲洗干净后，放置在100～110℃的烘箱中处理24h，待骨料衡重，得到再生混凝土骨料。该方法可以基本完全除去再生骨料附着砂浆，显著提升再生骨料基本物理性能，再生骨料强度得到显著提高。

Description

一种强化再生混凝土骨料的处理方法
技术领域
本发明涉及一种再生混凝土骨料处理方法，具体涉及一种强化再生混凝土骨料的处理方法。
背景技术
再生混凝土骨料是一种可循环利用的绿色建筑材料，由建设和拆除产生的废弃混凝土块破碎得到的，用以部分或全部替代天然骨料用在新拌混凝土中。但是废弃混凝土经简单破碎得到的再生骨料表面附着有硬化水泥浆体，硬化水泥浆体中通常含有一定量的孔隙和大量的水化硅酸钙凝胶，使得再生骨料吸水率高、强度低，再生骨料配制的混凝土具有更高的吸水率和收缩；另外，再生骨料与其附着旧砂浆之间区域称为旧界面过渡区，是再生混凝土最为薄弱环节，严重降低再生混凝土性能。上述因素均限制了再生骨料在工程实际上的应用。
现有对再生骨料的强化处理技术主要集中在两个方面，一种是以去除再生骨料附着砂浆为目的的方法，其中主要有机械处理法、热处理法、酸处理法等，该方法存在旧砂浆去除率低、经济性差、能耗高、易对再生骨料造成二次损伤等问题；另外一种是以改善再生骨料附着砂浆质量为目的得方法，其中主要有浆液浸泡法、碳化、生物碳酸盐处理法等，该方法主要通过化学浆液直接填充或化学反应物填充再生骨料附着砂浆孔隙和微裂缝，进而提高再生骨料性能。该方法存在处理设备复杂、对环境污染大、经济性差等问题，且该方法对再生骨料性能提升效果有限。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种基本可以完全去除再生骨料附着砂浆的处理方法，进而提高再生混凝土骨料性能。一方面缓解了建筑废弃物对自然环境造成的压力，将其作为绿色建筑材料推广应用；另一方面再生骨料附着旧砂浆去除率高，对再生骨料不会产生二次破坏。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
本发明提供的一种强化再生混凝土骨料的处理方法，包括以下步骤：
第一步，对再生粗骨料进行预处理，预处理后将其冲洗干净并自然干燥至衡重得到再生骨料；
第二步，将第一步得到的再生骨料放置在700℃～800℃的烘箱中处理2h，随后再放置在自来水中进行激冷处理，并冲洗干净后，放置在100～110℃的烘箱中处理24h，待骨料衡重，得到再生混凝土骨料。
优选地，第一步中，所述再生粗骨料是通过人工将混凝土块初步破碎，得到混凝土块；之后再将得到的混凝土块放入颚式破碎机进行二次破碎所得。
优选地，第一步中，再生粗骨料的粒径大于4.75mm。
优选地，第一步中，所述预处理方法为酸处理、机械处理和热处理中的至少一种。
优选地，所述酸处理的工艺为：将再生粗骨料在1～1.5Mol/L的浓盐酸溶液中浸泡1d。
优选地，所述机械处理的工艺为：将再生粗骨料在30～33r/min的洛杉矶磨耗机处理10次，过4.75mm筛。
优选地，所述热处理的工艺为：将再生粗骨料在400～500℃的烘箱中处理2h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明通过对再生粗骨料预先处理，去除一部分再生骨料附着砂浆，随后再在700℃～800℃的高温环境下进一步去除再生骨料表面附着砂浆。该方法可以基本完全除去再生骨料附着砂浆，显著提升再生骨料基本物理性能，再生骨料强度得到显著提高。与单纯的物理处理法相比，该方法再生骨料附着砂浆处理效果明显提升，且不会对再生骨料造成二次损伤；与单纯的化学处理法相比，该方法经济性好；与CO2强化再生骨料相比，该方法设备简单，操作方便，可控性高。
具体实施方式
下面对本发明进一步详细说明。
本发明提供的一种强化再生混凝土骨料的处理方法，包括以下步骤：
(1)废弃混凝土初步破碎
首先人工将混凝土块初步破碎，分离出钢筋、木材等，得到较小的混凝土块；进而将初步破碎得到的较小混凝土块放入颚式破碎机进行二次破碎；最后对骨料进行筛分得到粒径大于4.75mm的再生粗骨料以备处理；
(2)再生粗骨料预处理
将步骤(1)所得的再生粗骨料进行预处理，预处理后用自来水将其冲洗干净并自然干燥至衡重。
所述再生混凝土骨料预处理方法为酸处理、机械处理以及热处理中的至少一种。
酸处理：将再生粗骨料在1～1.5Mol/L的浓盐酸溶液中浸泡1d。进一步地，所述酸处理是基于附着砂浆中CaO、Al2O3、Fe2O3等主要成分与盐酸溶液发生中和反应，可以将再生骨料附着砂浆溶解去除；
机械处理：将再生粗骨料在30～33r/min的洛杉矶磨耗机处理10次，过4.75mm筛，留粗骨料。进一步地，所述机械处理法是通过再生骨料与洛杉矶磨耗机或再生骨料自身之间相互撞击、磨削等作用除去再生骨料表面附着水泥砂浆；另外机械处理法可以改善再生骨料颗粒形状，从而达到强化再生骨料目的；
热处理：将再生粗骨料在400～500℃的烘箱中处理2h。进一步地，所述热处理法的原理为，再生骨料加热处理后，骨料表面附着的旧砂浆脱水、脆化，且旧砂浆与原始再生骨料的旧界面过渡区粘结力急剧降低，从而很容易将附着砂浆去除。
(3)再生骨料二次强化处理
将步骤(2)预处理后得到的再生骨料放在700℃～800℃的烘箱中处理2h，随后将高温热处理后的再生骨料放置自来水中激冷，用自来水冲洗干净后放于100～110℃的烘箱中处理24h，待骨料衡重后，即为强化处理得到的再生混凝土骨料。
本发明通过酸处理、机械处理或热处理预先去除一部分再生骨料附着砂浆，随后再在700℃～800℃的高温环境下进一步去除再生骨料表面附着砂浆。该方法可以基本完全除去再生骨料附着砂浆，显著提升再生骨料基本物理性能，再生骨料强度得到显著提高。与单纯的物理处理法相比，该方法再生骨料附着砂浆处理效果明显提升，且不会对再生骨料造成二次损伤；与单纯的化学处理法相比，该方法经济性好；与CO2强化再生骨料相比，该方法设备简单，操作方便，可控性高。
下面通过具体实施例对本发明做进一步阐述。应该说明的是，不得将以下实施例解释为对本发明内容的限制。
实施例一：
(1)对废弃混凝土进行初步破碎后，将得到的较小混凝土块放入颚式破破碎机进行二次破碎、筛分得到再生粗骨料；
(2)将步骤(1)所得再生粗骨料用1～1.5Mol/L的浓盐酸溶液浸泡1d，之后用自来水冲洗再生骨料并干燥至衡重；
(3)将步骤(2)酸处理后得到的再生骨料放在700℃～800℃的烘箱中高温热处理2h，随后将热处理后再生骨料放置水中激冷，之后放于100～110℃的烘箱处理24h，待再生骨料衡重后，即为强化处理得到的再生混凝土骨料。
实施例二：
(1)对废弃混凝土进行初步破碎后，将得到的较小混凝土块放入颚式破碎机进行二次破碎、筛分得到再生粗骨料；
(2)将步骤(1)所得再生粗骨料在30～33r/min的洛杉矶磨耗机处理10次，过4.75mm筛，留粗骨料；
(3)将步骤(2)机械处理后得到的再生骨料放在700℃～800℃的烘箱中高温热处理2h，随后将热处理后再生骨料放置水中激冷，之后放于100～110℃的烘箱处理24h，待再生骨料衡重后，即为强化处理得到的再生混凝土骨料。
实施例三：
(1)对废弃混凝土进行初步破碎后，将得到的较小混凝土块放入颚式破碎机进行二次破碎、筛分得到再生粗骨料；
(2)将步骤(1)所得再生粗骨料在400～500℃烘箱中处理2h，再生骨料处理2h后放置自来水中，利用温度的突变去除再生骨料的一部分附着砂浆；
(3)将步骤(2)热处理后得到的再生骨料放在700℃～800℃的烘箱中高温热处理2h，随后将热处理后再生骨料放置自来水中激冷，之后放于100～110℃的烘箱处理24h，待再生骨料衡重后，即为强化处理得到的再生混凝土骨料。
以上实施例中再生混凝土骨料性能检测如下：
(1)再生混凝土骨料处理前后基本性能变化
检测本发明技术方案对再生混凝土骨料性能的影响，参考《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中测试方法，对再生混凝土骨料强化处理前后的基本性能进行对比分析。
表1处理前后骨料基本性能
由表1可知，与未处理的再生骨料相比，本发明提供的技术方案(先酸处理再热处理、先机械处理再热处理、二次热处理)均显著提高了再生骨料基本物理性能。与未处理再生骨料相比，其中先酸处理再高温热处理的方法效果最佳，吸水率降低36.96％，压碎值降低21.40％，表观密度提高19.19％，比重提高0.14。
(2)再生混凝土骨料处理前后附着砂浆含量变化
检测本发明技术方案处理前后再生混凝土骨料附着砂浆含量变化(见表2)，剩余砂浆含量计算方法如下：
表2处理前后骨料附着砂浆含量
由表2可知，与未处理的再生骨料相比，本发明提供的技术方案(先酸处理再热处理、先机械处理再热处理、二次热处理)处理后的再生骨料附着砂浆均大大减少。其中，先酸处理再高温热处理的方法所得到的再生骨料旧砂浆附着率仅为0.5％，基本达到无附着旧砂浆状态。
(3)再生混凝土骨料处理前后对混凝土坍落度影响
检测本发明技术方案对配制混凝土坍落度的影响，坍落度检测结果见表3。
表3混凝土塌落度
由表3可知，与未处理再生混凝土相比，本发明技术方案强化处理后的再生骨料配制的再生混凝土坍落度略有降低，但基本与未处理混凝土相差无几，且再生混凝土坍落度均低于普通混凝土。
(4)再生混凝土骨料处理前后对混凝土抗压强度影响
参考《普通混凝土力学性能试验方法标准》中测试方法，检测本发明技术方案对再生骨料混凝土28d抗压强度的影响，检测结果见表4。
表4混凝土28d抗压强度
由表4可知，与未处理再生骨料混凝土相比，本发明技术方案制备的再生混凝土28d抗压强度均显著提升，其中再生骨料先酸处理再高温热处理的提高效果最好，28d抗压强度提高15.07％，且基本达到普通混凝土的强度。
本发明基于混凝土材料可持续发展的理念，优化常用几种去除再生骨料附着旧砂浆的设计步骤，创造性的设计出对再生骨料先进行预处理，预先去除一部分砂浆，再对再生骨料进行高温热处理以去除旧砂浆的强化方法。其中，先对再生骨料酸处理再高温热处理的技术方案对提升再生骨料性能效果最佳。
基于上述再生骨料强化方法的设计理念，该方法可以有效去除再生骨料表面附着旧砂浆、提升再生骨料强度、改善再生骨料基本物理性能，从而提高再生混凝土性能。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，对再生粗骨料进行预处理，预处理后将其冲洗干净并自然干燥至衡重得到再生骨料；
第二步，将第一步得到的再生骨料放置在700℃～800℃的烘箱中处理2h，随后再放置在自来水中进行激冷处理，并冲洗干净后，放置在100～110℃的烘箱中处理24h，待骨料衡重，得到再生混凝土骨料。
2.根据权利要求1所述的一种强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于，第一步中，所述再生粗骨料是通过人工将混凝土块初步破碎，得到混凝土块；之后再将得到的混凝土块放入颚式破碎机进行二次破碎所得。
3.根据权利要求1所述的一种强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于，第一步中，再生粗骨料的粒径大于4.75mm。
4.根据权利要求1所述的一种强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于，第一步中，所述预处理方法为酸处理、机械处理和热处理中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于，所述酸处理的工艺为：将再生粗骨料在1～1.5Mol/L的浓盐酸溶液中浸泡1d。
6.根据权利要求4所述的一种强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于，所述机械处理的工艺为：将再生粗骨料在30～33r/min的洛杉矶磨耗机处理10次，过4.75mm筛。
7.根据权利要求4所述的一种强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于，所述热处理的工艺为：将再生粗骨料在400～500℃的烘箱中处理2h。
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