再生骨料混凝土及其专用外加剂的研究与应用 张超

发表时间:2020/7/3   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:张超
[导读] 摘要:从社会的角度出发,研究了再生骨料生产过程中需要考虑的主要因素,并与自然骨料的生产进行对比,评价再生骨料应用的经济可行性,并针对其中三个因素进行敏感性分析,认为再生骨料价格和建筑垃圾处理成本是影响再生骨料经济效益的主要因素,从而解释了目前再生骨料应用困难的主要原因是:建筑垃圾回收率低导致再生骨料来源少;再生骨料缺乏与同类产品的竞争优势导致其缺乏市场。
        陕西省扶风县  722200
        摘要:从社会的角度出发,研究了再生骨料生产过程中需要考虑的主要因素,并与自然骨料的生产进行对比,评价再生骨料应用的经济可行性,并针对其中三个因素进行敏感性分析,认为再生骨料价格和建筑垃圾处理成本是影响再生骨料经济效益的主要因素,从而解释了目前再生骨料应用困难的主要原因是:建筑垃圾回收率低导致再生骨料来源少;再生骨料缺乏与同类产品的竞争优势导致其缺乏市场。基于此提出了当前再生骨料利用面临的各种障碍,并给出了相应的建议。
        关键词:再生骨料;混凝土;专用外加剂
        引言
        随着城市化进程的不断加快,城市危旧建筑面临大量拆迁重建,在此过程中会产生大量以混凝土为主的建筑垃圾,如何环保、经济地回收处理建废弃筑垃圾的技术逐渐被越来越多的专家学者关注。在实验室条件下对废弃混凝土利用专业破碎设备进行破碎处理,研究出一整套再生细骨料的制备工艺,使用废弃混凝土制备的再生细骨料的颗粒级配和压碎指标等性能得到明显改善。利用再生骨料制备了再生混凝土,并对其进行拌合物性能及力学性能进行系统研究,结果表明,再生粗骨料种类对再生混凝土的性能有较大影响,且可以通过调整水灰比及砂率保证再生混凝土拌合物的流动性。
        1再生骨料混凝土的定义及特性
        二次混凝土骨料是用混凝土块进行研磨,清洁和分类,再通过一定比例和分类混合而成。再生混凝土骨料可以取代部分天然骨料(如砂岩)。需要注意的是,使用再生混凝土技术需要遵循以下原则:①节约资源和能源原则。②不损害环境原则。③可持续发展原则。再生骨料混凝土技术不仅满足了现代人们的需求,也解决了环境对后代的威胁。这是一种新型的绿色混凝土技术,这种技术解决了附聚物的复杂,和生产率不稳定和高分散的问题,而在一定程度上增强了混凝土的强度和质量。除此之外,二次混凝土技术相对于原始混凝土结构而言,存在很多缺点,比如二次骨料混凝土容易破碎,耐久性低,密度低,吸收率低,如果使用不恰当,则很有可能造成材料沉淀和浪费,进一步降低了再生混凝土的机械性能和耐久性。
        2影响再生骨料和天然骨料效益的主要因素
        2.1运输距离
        不管是生产天然骨料还是再生骨料,运输成本都会占到一定的比重。本研究从社会的角度分析两种骨料的财务经济效益,对于天然骨料,运输成本包括骨料从采石场运至施工现场的运输成本以及处理建筑垃圾的运输成本;对于再生骨料,运输成本包括骨料从回收厂运至施工现场的运输成本以及建筑垃圾到回收厂的运输成本。
        2.2生产规模
        天然骨料一般是通过挖掘矿山,采集河砂等方式获取,再经过加工处理得到,具有稳定的来源,可以根据自然资源条件、经济实力、技术水平、骨料需求市场等确定天然骨料的生产规模,正常运营情况下,可以获得稳定的收入。
        3再生骨料混凝土及其专用外加剂的研究与应用
        3.1再生粗骨料的强化试验
        再生骨料作为混凝土结构中重要的骨架结构,其基本物理性质将影响再生混凝土的性能指标,且相比于天然骨料,其吸水率要高很多,从而在相同用水量条件下,再生混凝土拌合物出现坍落度过小、黏度过大、工作性能差的现象,在一定程度上限制了再生骨料混凝土的应用范围。为了改善再生骨料的理化性质,本试验通过用聚乙烯醇与水玻璃以1∶1比例配制成不同浓度的强化液,将再生骨料在其中浸泡不同时间,研究强化改性对再生骨料吸水率和压碎值的影响。水玻璃在水化过程中会与水化产物Ca(OH)2发生反应,生成水硬性硅酸钙胶凝体,对再生骨料的微观裂缝有一定的填充作用,对内部细微裂缝进行胶合,改善再生骨料的内部孔结构,且生成的硅酸钙胶凝体能够在再生骨料表面形成包裹层,与水泥接触时,骨料表面以及内部的水化硅酸钙胶凝能够加速水泥的水化凝结,在一定程度上有利于混凝土早期强度的发展。聚丙烯醇能够在再生骨料表面形成憎水膜,并深入到再生骨料内部裂缝中,从而有效地阻止水分子的自由进入,在一定程度上能够降低再生骨料的吸水率。为了避免再生骨料表面有杂质影响强化液的浸泡效果,首先将再生骨料用水冲洗干净并放入烘箱烘干,除去再生骨料的内部水,以便强化液能够更好的吸收,然后将烘干的C50再生骨料放入配置好的不同浓度强化液中,并分别浸泡1、5、10h,研究强化液对再生骨料吸水率以及压碎值的影响,以确定最优的浸泡浓度和时间。
        3.2再生骨料混凝土专用外加剂在再生粗骨料中的应用
        本试验在上海建工材料工程有限公司同玖搅拌站进行。该厂部分采用再生石子制备预拌混凝土,但在使用过程中,用水量大、坍损快,本试验采用再生骨料混凝土专用外加剂TX600GF解决了再生石子坍损大的问题。试验中,水泥采用金峰P·O52.5普通硅酸盐水泥;矿粉为宝田S95级矿渣粉;粉煤灰为Ⅱ级灰,天然中砂,细度模数为2.6;粒径5~16mm的石子全部为再生石子,粒径5~25mm的石子部分使用再生石子,部分为天然石子;外加剂为聚羧酸减水剂TX600和再生骨料混凝土专用外加剂TX600GF;混凝土强度等级为C35。配合比如表3所示,混凝土试验结果如表1、表2所示。
       
       
        4再生骨料混凝土的发展与展望
        4.1符合我国的可持续发展要求
        我国是一个人口众多的国家,但对于资源而言。我国个人平均资源严重匮乏。所以。我国应该将节约能源,减少排放,努力实现中国的长期长远发展。需要注意的是,我国无论在经济还是社会发展方面,都急切需要发展。但是,我国目前的国情背景凸显了传统综合发展模式的不足,所以我们更需要对其进行优化。无论是在外观还是质量上,都需要进行提升,如果采用稀有资源,则需要提取更多的天然宝石,但是,由于这些资源无法重新生成,所以导致它们没有被广泛使用。所以,如果有可再生的能源可以利用,则可以大大促进我国各方面的发展。
        4.2具有可观的经济效益
        虽然再生骨料混凝土能源没有直接给我国经济带来直接利益,但这主要是因为我国目前对这一领域的研究并不彻底,没有彻底发挥作用。目前,我国可以通过使用各种技术和现代设备的研究促进再生能源方面的发展。此外,大部分人口的意识形态观念已明显改善。虽然野生资源或垃圾填埋对环境的影响越来越严重,处理这些问题需要一定数量的金钱,也会对环境和社会效益产生重大影响。但是,如果我们能够有效利用二次骨料混凝土能源技术的设计,就可以改善这些问题。
        结语
        随着我国城市化进程的推进,城市建设拆除活动还将继续扩张,由此产生的建筑拆除垃圾也会成倍增长。随着二孩政策放开,未来人口基数将会维持在一个较高的稳定水平,这就意味着我国对土地资源的需求会只增不减,建筑垃圾资源化处理迫在眉睫。从以上分析结果来看,即使目前再生骨料的应用障碍重重,对于社会而言,仍然有利可图,特别是从长远利益来看,再生骨料的应用将会更上一层楼。为了让再生骨料在我国能够长远发展,必须克服以下困难:(1)对建筑垃圾处理监管不严,95%的建筑垃圾不能得到资源化。(2)再生骨料的应用领域过于狭窄,无法长期生存。(3)再生骨料缺乏竞争优势,无法开辟广阔的市场。针对以上困难,国家和地区都应给予高度重视,可以从以下方面着手:(1)对建筑垃圾简易处置方式征收处理税,加大监管力度,尤其对于非法倾倒的处置单位加大惩罚力度,从而促使更多的建筑垃圾能都被运往回收中心进行资源化处理;同时,对于回收中心,给予一定的补偿和优惠政策,吸引民间资本的参与。(2)组织权威科研机构对再生骨料的生产技术和工艺进行改进和优化,并对其各种性能进行测试和改进,以达到更高的质量标准,使其能够和天然骨料相媲美,从而更广泛地应用于各个建设领域。
        参考文献:
        [1]苏承东,李艳,熊祖强.钢纤维高性能混凝土劈裂强度与变形特性分析[J].建筑材料学报,2014,17(4):26-30.
        [2]邓宗才.混杂纤维增强超高性能混凝土弯曲韧性与评价方法[J].复合材料学报,2016,33(6):1274-1280.
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