建筑废弃物中再生粗骨料改性方法简介

刘小勇

【摘要】建筑废弃物资源化利用是建筑全寿命周期中的一个重要环节，是实现建筑领域资源节约和节能减排的关键环节。本文在国内外现有的建筑废弃物循环再利用的再生粗骨料改性方法的基础上进行综述，望对城市固体废弃物资源化研究提供一定的指导作用。

【关键词】建筑废弃物;再生粗骨料;改性

1、前言

近些年来，随着我国经济建设的高速发展，包括深圳市在内的国内许多城市都开始了大规模的新型城镇化建设。旧城拆迁、改造，新城建设，产生了大量的建筑固体废弃物，其中废弃混凝土占了很大比重。目前，国内对废弃混凝土的处理处置，大部分直接进行填埋或露天堆放，少量用于地基、道路填充料或防冻层材料，极少量经破碎获得再生骨料作为建材原料。同时建设工程中天然砂石资源日益短缺，使得建筑废弃物资源化利用成为国内外学者研究的热点。建筑废弃物资源化的关键是再生混凝土骨料作为建材原料的利用。当前，常规破碎技术制得再生混凝土骨料存在性能缺陷，限制了再生混凝土骨料的工程实际应用，如何获得高品质再生混凝土骨料成为了研究重点。目前再生粗骨料（Recycled Coarse Aggregate， RCA）：将混凝土结构拆除后，所得的废弃混凝土块经破碎、清理、筛分后得到粒径>5mm 的混凝土骨料，简称为再生粗骨料。与天然粗骨料相比，再生粗骨料颗粒突出棱角较多，表面更粗糙，附着有大量硬化水泥砂浆，内部存在前期破碎过程中因损伤累积形成的大量微裂纹，导致再生粗骨料具有孔隙率大、吸水率大、堆积密度小、压碎指标高、表面惰性化程度高、微粉含量高等特征，极大的限制了其实际工程应用。造成再生粗骨料存在性能缺陷的主要原因是骨料内部存在的微裂纹、表面附着的大量硬化水泥砂浆和颗粒较多的突出棱角。因此利用改性处理方式获得的再生粗骨料配制再生混凝土，就成为再生骨料混凝土的实际工程应用的一个最大突破点。

2、再生粗骨料改性方式

再生粗骨料改性方式分为物理表面处理法、化学表面处理法两种。

2.1物理表面处理

2.1.1 机械研磨法

机械研磨法是利用机械设备对前期破碎得到的粒径较大的再生骨料做进一步破碎处理，通过再生骨料自身或与外界研磨体之间的相互撞击、研磨、循环研磨等作用，去除表面附着的硬化水泥砂浆和改善颗粒表观形貌。日本研发的立式偏心装置研磨法、卧式回转研磨法和加热研磨法，均能有效的剥离粘附在骨料表面的硬化水泥砂浆，磨掉骨料上突出的棱角，提升再生骨料的性能。

2.1.2 湿处理法

湿处理法是指用清水对再生骨料进行浸泡、冲洗，洗掉再生骨料表面附着的粉尘、泥块和杂质。德国湿处理技术的原理是依据材料密度的差异，利用脉冲水流冲过材料混合物，密度较小的材料漂浮到顶层，密度较大的材料沉到底层，达到去除木屑、纸、泡沫、塑料、橡胶等杂质，获得品质较高的再生骨料。

2.2化学表面处理

2.2.1 聚合物乳液处理法

聚合物乳液处理法是利用聚合物乳液良好的黏附性、憎水性，并可以在短时间内固化成型的特点，对再生骨料进行浸泡或喷淋处理，聚合物分子能够迅速填充再生骨料内部的微裂纹和附着硬化水泥砂浆的微孔，同时还可以在再生骨料表面形成一层致密的不透水薄膜，从而降低再生骨料的吸水率。

2.2.2 酸液处理法

将再生骨料浸泡在酸液（如 CH3COOH、H3PO4、HCl、H2C2O4）中，利用酸液与再生骨料表面附着硬化水泥砂浆（CaO、Al2O3、Fe2O3等）发生化学反应，起到剥离硬化水泥砂浆和改善颗粒表面形貌的作用。。

2.2.3 火山灰浆液处理法

火山灰浆液处理法是基于火山灰反应的一种改性强化处理方法，采用粉煤灰、硅灰、硅藻土等活性粉末浆液处理再生骨料时，再生骨料表面附着的硬化水泥砂浆能激发活性粉末的火山灰效应和微集料填充效应，填充再生骨料内部存在的微裂纹和表面硬化水泥砂浆中的微孔，减小孔隙率。

2.2.4 水玻璃溶液處理法

水玻璃溶液处理法是指利用水玻璃溶液与氢氧化钙反应生成 C-S-H 和硅酸凝胶，填充再生骨料内部微裂纹和表面附着硬化水泥砂浆的微孔，固化再生骨料表面附着的硬化水泥砂浆，从而细化孔径，减小孔隙率，降低吸水率。另外，水玻璃溶液处理法还可以洗掉再生骨料表面附着的粉尘、泥块、杂质，兼具湿处理法的改性效果。

2.2.5 碳酸钙晶体填充法

碳酸钙晶体填充法是指通过化学反应生成碳酸钙晶体，填充再生骨料内部微裂纹和表面附着硬化水泥砂浆微孔，达到增强密实度、减小吸水率的目的。

2.2.6 碳化反应处理法

碳化反应改性处理再生骨料是以碳化反应为基础，利用再生骨料表面附着硬化水泥砂浆中的 Ca（OH）2和 C-S-H 与 CO2反应生成的 Ca CO3晶体和硅酸凝胶填充骨料内部微裂纹和附着硬化水泥砂浆微孔，使的再生骨料整体结构变得致密，从而减小孔隙率，减小再生骨料的吸水率，提升强度。这种改性处理方法可描述为反应式 1.1 和 1.2

结论：

本文仅对不同再生骨料改性方式进行了介绍，事实证明经过改性的再生骨料确实能大幅提升再生混凝土各项宏观力学性能。但以上方法更多程度上是为了从宏观力学角度和工作性能为出发点的。再生骨料除了对再生混凝土工作性能和力学性能产生影响，还对耐久性能（抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性等）有影响，相信接下来对再生混凝土耐久性研究的问题将是一个新的研究热点。

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