[发明专利]一种再生骨料的原位强化方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种再生骨料的原位强化技术，属建筑材料生产技术领域。

(二)背景技术

随建筑业与基础设施建设迅猛发展，各种建设废弃物空前增加，已占城市垃圾总量的30～40％。建设废弃物中含大量混凝土、烧结砖、蒸压砖、陶瓷等块体材料，作为简单填埋材料使用是对资源的极大浪费，将其处理后作为骨料再利用，则不仅节省天然骨料资源，保护骨料产地的生态环境，且可解决建筑废弃物的堆放、占地和环境污染问题。

目前国内外关于块状建筑废弃物再生利用的研究很多，通常将其破碎、分级，作为再生粗、细骨料使用。由于废弃混凝土制成的再生骨料表面通常附着有旧混凝土中的砂浆，其它块状建筑废弃物如废弃烧结砖、废弃蒸压砖、废弃混凝土空心砌块、废陶瓷等则本身强度较低，因此，与天然骨料相比，通常再生骨料体积密度、强度、弹性模量较小，而吸水率较大，在用于配制再生骨料混凝土时，与天然骨料混凝土相比，新拌再生骨料混凝土拌合物和易性较差，硬化混凝土物理力学性能和长期耐久性也普遍比天然骨料混凝土要差。

为提高再生骨料品质，近年来，国内外发展了多种高品质再生骨料生产工艺，如研磨整形、热－机械力分离、酸液预浸等，可得到性能与天然骨料接近的再生骨料，但直接研磨整形与热－机械力分离工艺复杂、设备庞大、动力消耗与设备磨损均较大，与天然骨料生产成本相比，再生骨料生产成本大幅度增加；酸浸工艺增加了酸洗和水洗两个步骤，成本也大幅增加。

为提高再生混凝土性能，还对再生骨料进行表面化学改性强化处理，如杜婷等人选用纯水泥浆、水泥外掺Kim粉混合分散液、水泥外掺硅粉分散液、水泥外掺I级粉煤灰分散液等四种高活性超细掺合料分散液对再生粗骨料进行表面预处理强化，经表面预处理后，分散液能在一定程度上填充再生粗骨料孔隙，粘合破碎过程中产生的一些微裂缝，但进一步研究表明，除水泥外掺Kim粉分散液强化再生粗骨料配制的再生粗骨料混凝土抗压强度有明显提高外，其它方法均末见明显效果；J.J.Kim等则采用10wt％硅溶胶、10wt％水玻璃溶液以及硅粉质量分数达25％的硅溶胶分散硅粉分散液对再生骨料进行表面预处理强化，结果表明未经表面处理的再生细骨料砂浆强度仅为天然骨料砂浆强度的55％，经表面预处理后，再生细骨料砂浆强度可达天然骨料砂浆强度的95％。然而，上述表面强化处理方法需对再生骨料进行专门的表面强化处理，其工艺复杂，成本高。

在再生骨料混凝土中，由于再生骨料的高吸水性，在再生骨料与新水泥石的界面以及再生骨料表面与外界连通的孔隙中，存在水泥水化产物CH晶体的富集与取向排列现象，因而成为再生骨料混凝土的薄弱环节，直接影响再生混凝土物理力学性能及耐久性。日本学者Tamura等采用一种减压搅拌工艺(decompressionandrapidreleaseprocedure(DC-RR))制备高性能再生骨料混凝土，首先搅拌得到混凝土拌合物，然后抽真空，达到一定负压(130mmHg)时，突然解除真空处理，使压力迅速恢复至大气压(760mmHg)，与常规搅拌工艺相比，抗压强度可提高20％，徐变和碳化深度分别下降20％和30％。然而，采用减压搅拌工艺需增加抽真空设备，导致设备投资和生产成本大幅增加。RYU、Tam等、Nobuaki等采用水泥裹砂石搅拌工艺制备再生骨料混凝土，在再生骨料表面形成一层低水灰比水泥净浆，可有效改善再生骨料-水泥石界面，提高再生骨料混凝土强度，但包裹于表面的水泥净浆水灰比小，水泥净浆很难吸入到再生骨料表面与外界相通的毛细孔隙内，对再生骨料无原位强化效果。孔德玉等采用掺合料裹骨料工艺进一步改善再生骨料-水泥石界面，该工艺通过先加入部分水，使再生骨料吸水后，再加入掺合料进行搅拌，使再生骨料表面包覆掺合料颗粒，吸收在界面富集的水化产物氢氧化钙，从而进一步改善再生骨料-水泥石界面，但该工艺中再生骨料表面与外界相通的毛细孔隙内同样无法吸入掺合料颗粒，因而对再生骨料无原位强化效果。

(三)发明内容：

基于以上技术背景，本发明旨在提供一种在再生骨料混凝土强度发展过程中实现再生骨料原位强化的方法。

为达到发明目的，本发明采用的技术方案是：