再生骨料制備中粉體的性能研究

再生骨料制備中粉體的性能研究

1再生微粉的表征根據(jù)現(xiàn)有的研究，利用整形技術(shù)對(duì)廢棄混凝土進(jìn)行處理，得到的高質(zhì)量再生骨材料可用于制備高性能再生混凝土，其性能可與天然骨料混凝土競爭。然而，在塑料加工過程中，將含有糊狀物表面的水泥砂漿涂在骨料表面，導(dǎo)致約15%的硬水泥砂漿和砂巖骨料碎屑，即轉(zhuǎn)化微粉末。再生微粉堆積密度為874kg/m3,表觀密度為2593kg/m3.使用HORIBALA-300型激光粒度儀測(cè)得再生微粉平均粒徑為30.4μm,粒徑分布如圖1所示.使用F-Sorb2400型比表面積測(cè)試儀利用氮?dú)馕椒ㄋ鶞y(cè)得的比表面積是11620m2/kg.再生微粉的XRF分析結(jié)果見表1,XRD圖譜見圖2.結(jié)合XRF和XRD結(jié)果可知,再生微粉的化學(xué)組成與水泥基本相同,其中SiO2的含量較高.為了對(duì)再生微粉進(jìn)行應(yīng)用,本研究將其作為摻和料或硅質(zhì)材料分別用于混凝土、砂漿和加氣混凝土.2再生微粉摻量對(duì)再生微粉砂漿強(qiáng)度和效能系數(shù)的影響再生微粉是粉末狀的建筑垃圾,主要由水泥砂漿和粗、細(xì)骨料的碎屑組成.本試驗(yàn)重點(diǎn)研究了再生微粉等量取代水泥對(duì)砂漿性能的影響,再生微粉取代率分別為10%、20%和30%,膠砂比分別為1∶3、1∶4、1∶5和1∶6,共計(jì)16組試驗(yàn),并通過調(diào)整用水量控制砂漿稠度為70～90mm.再生微粉摻量與砂漿強(qiáng)度的關(guān)系見圖3.如圖3所示,當(dāng)膠凝材料總量和工作性相同時(shí),隨著再生微粉摻量的提高,砂漿抗壓強(qiáng)度降低.為了描述再生微粉摻量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響程度,筆者引入強(qiáng)度比,其表達(dá)式為βf=fcλfc0(1)式中:βf為強(qiáng)度比;fcλ為摻再生微粉砂漿的抗壓強(qiáng)度;fc0為不摻再生微粉砂漿的抗壓強(qiáng)度.不同膠砂比的砂漿強(qiáng)度比與再生微粉摻量的關(guān)系如圖4所示.結(jié)果表明,隨著再生微粉摻量增加,強(qiáng)度比呈減小趨勢(shì).在摻有再生微粉的砂漿中,膠凝材料由水泥和再生微粉組成.水泥具有獨(dú)立的水硬性,而再生微粉具有一定的火山灰活性,再生微粉的摻入可以改變膠凝材料的質(zhì)量.為了反映不同摻量下的再生微粉對(duì)砂漿強(qiáng)度的貢獻(xiàn)——火山灰效應(yīng)大小,筆者提出了“再生微粉效能系數(shù)”的概念.所謂再生微粉效能系數(shù)是指再生微粉砂漿的抗壓強(qiáng)度比與水泥用量之比,表達(dá)式為Κλ=βf1-λ(2)式中:Kλ為再生微粉效能系數(shù),其值與再生微粉摻量有關(guān),Kλ>1表明再生微粉對(duì)砂漿有增強(qiáng)作用,Kλ=1對(duì)應(yīng)的摻量是再生微粉允許的極限摻量;λ為再生微粉質(zhì)量占膠凝材料總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù).再生微粉效能系數(shù)與摻量的關(guān)系如圖5所示.結(jié)果表明,隨著再生微粉摻量的增加,再生微粉效能系數(shù)先增后減.當(dāng)再生微粉摻量為14%時(shí),再生微粉效能系數(shù)最高;當(dāng)再生微粉摻量在28%以內(nèi)時(shí),再生微粉效能系數(shù)Kλ>1,對(duì)砂漿強(qiáng)度有貢獻(xiàn);當(dāng)再生微粉摻量大于28%時(shí),再生微粉效能系數(shù)Kλ<1,對(duì)砂漿強(qiáng)度有明顯的損傷.3再生微粉取代率對(duì)再生微粉效能系數(shù)的影響本試驗(yàn)研究了再生微粉等量取代水泥對(duì)混凝土性能的影響,再生微粉取代率分別為10%、20%和30%,膠凝材料用量分別為300、400、500kg/m3,并通過調(diào)整用水量控制混凝土坍落度為160～200mm,試驗(yàn)方案見表2.當(dāng)膠凝材料總量相同時(shí),隨著再生微粉取代率的提高,混凝土抗壓強(qiáng)度降低,如圖6所示.膠凝材料用量不同時(shí),混凝土強(qiáng)度比與再生微粉取代率的關(guān)系見圖7.結(jié)果表明,當(dāng)再生微粉取代率增加時(shí),強(qiáng)度比呈減小趨勢(shì).參照砂漿中再生微粉效能系數(shù)的概念,將摻有再生微粉混凝土的抗壓強(qiáng)度比與水泥用量之比作為混凝土中的再生微粉效能系數(shù).再生微粉效能系數(shù)與取代率的關(guān)系如圖8所示.結(jié)果表明,隨著再生微粉取代率的增加,再生微粉效能系數(shù)先增后減.當(dāng)再生微粉取代率為24%時(shí),再生微粉效能系數(shù)達(dá)到最高值;本試驗(yàn)中再生微粉取代率在30%以內(nèi),此時(shí)再生微粉效能系數(shù)始終大于1,對(duì)混凝土強(qiáng)度有貢獻(xiàn).但是試驗(yàn)研究表明,由于再生微粉中含有大量的C-S-H凝膠體,其內(nèi)比表面積較大,再生微粉對(duì)減水劑的吸附能力極強(qiáng),當(dāng)再生微粉摻量較高時(shí),將導(dǎo)致混凝土的坍落度損失極快,應(yīng)嚴(yán)格控制其摻量或采取必要的保坍措施.4脫硫石油焦渣作為固化劑的應(yīng)用通常加氣混凝土是由粉煤灰、石灰、水泥、石膏組成的膠凝材料體系,在鋁粉發(fā)氣下經(jīng)高溫高壓水熱合成的一種新型材料.本試驗(yàn)利用再生微粉部分取代粉煤灰,并利用脫硫石油焦渣部分取代石灰和石膏,來探討制備綠色加氣混凝土的可行性.本試驗(yàn)所用的脫硫石油焦灰渣是青島石化煉油廠生產(chǎn)的石油焦經(jīng)過脫硫后的產(chǎn)物,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),脫硫石油焦渣中含有48%～60%的CaO和33%～43%的CaSO4Ⅱ,理論上可以部分取代石灰和石膏制備加氣混凝土.本試驗(yàn)采用再生微粉10%、20%、30%部分取代粉煤灰作為硅質(zhì)材料,分別研究對(duì)石灰-水泥-石膏和石灰-水泥-脫硫石油焦渣這2種鈣質(zhì)材料體系加氣混凝土強(qiáng)度的影響.試驗(yàn)研究采用的養(yǎng)護(hù)制度為:升溫2.5h,恒溫時(shí)間8h,飽和蒸汽壓力1.2MPa,降溫2.5h.試驗(yàn)方案及結(jié)果見表3.由表3試驗(yàn)結(jié)果可知,制得的加氣混凝土制品干密度等級(jí)為B06,抗壓強(qiáng)度最高為3.69MPa,最低為3.27MPa,基本符合《蒸壓加氣混凝土砌塊》(GB/T11968—2006)中A3.5級(jí)合格品的要求.再生微粉的少量摻入對(duì)加氣混凝土制品的干密度和強(qiáng)度影響不大,可將其作為硅質(zhì)材料應(yīng)用于生產(chǎn)中.當(dāng)脫硫石油焦渣以50%的取代率取代石灰時(shí),加氣混凝土的強(qiáng)度有所提升,這證明脫硫石油焦渣可用于加氣混凝土的生產(chǎn).5再生微粉摻量對(duì)效能系數(shù)的影響1)再生微粉效能系數(shù)是指抗壓強(qiáng)度比與水泥用量之比.其值與再生微粉摻量有關(guān),當(dāng)Kλ>1時(shí),表明再生微粉對(duì)水泥基材料有增強(qiáng)作用;當(dāng)Kλ=1時(shí),對(duì)應(yīng)的摻量是再生微粉允許的極限摻量.2)在砂漿試驗(yàn)中,當(dāng)再生微粉摻量為14%時(shí),再生微粉效能系數(shù)最高;當(dāng)再生微粉摻量在28%以內(nèi)時(shí),再生微粉效能系數(shù)Kλ>1,對(duì)砂漿強(qiáng)度有貢獻(xiàn).3)在混凝土試驗(yàn)中,當(dāng)再生微粉取代率