建筑垃圾再生集料和配制新混凝土的研究項目研究總結(jié)報告

1、 .PAGE53 / NUMPAGES53建筑垃圾再生集料與其配制新混凝土的研究（2004BA809B0305）項目研究總結(jié)報告理工大學(xué)2006年2月第1章 緒論1.1 研究背景從20世紀60年代開始，混凝土的用量急劇增加，如果混凝土建筑物的使用壽命按50年左右考慮，可以預(yù)計在不遠的將來，由解體而產(chǎn)生的混凝土量會急劇增加。由于建筑業(yè)對混凝土的大需求以與廢舊混凝土的大量的產(chǎn)生，我們必將面臨，廢舊混凝土的處理和天然砂石的緊兩個非常嚴峻的問題。一方面，我國與其它國家一樣，許多老建筑物已達到了使用壽命，加之城區(qū)改造等工程，每年拆除的廢舊混凝土量十分巨大，并呈逐年增多的趨勢。若將這些由解體而產(chǎn)生的混凝土

2、作為廢棄物進行掩埋處理，無論是在環(huán)境保護方面，還是在資源利用方面，都非上策。因此，城市建筑垃圾主要是廢舊混凝土的資源化處理是當今世界眾多國家，特別是發(fā)達國家的環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略追求的目標之一。建筑垃圾資源化循環(huán)利用，對于環(huán)境保護和自然資源保護都具有重要意義。雖然我國建筑垃圾循環(huán)利用的水平與世界先進國家有很大的差距，但是國家對廢舊混凝土的再生利用的研究十分重視，已將其列入國家“十五”科技攻關(guān)項目，本課題則是來源于“綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)研究中的子課題筑垃圾再生骨料與其配制新混凝土的研究”。另一方面，作為最大宗建筑材料的混凝土，其生產(chǎn)需要大量的天然砂石骨料。生產(chǎn)1立方米混凝土大約需要1700200

3、0千克的砂石骨料。目前，全世界每年混凝土的使用量超過20億立方米，砂石骨料用量超過3440億噸。對砂石骨料如此巨大的需求，必然導(dǎo)致大量的開山采石，破壞生態(tài)環(huán)境。為解決上述兩方面的問題，我們必須改變傳統(tǒng)的混凝土生產(chǎn)方式，將混凝土的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變到一個可持續(xù)發(fā)展的軌道上。再生混凝土骨料，正是密切聯(lián)系上述兩個問題而提出的。利用廢舊混凝土制備出高品質(zhì)的再生骨料，不僅可以節(jié)省天然骨料資源，而且還可以減少廢舊混凝土對環(huán)境的污染，從而實現(xiàn)廢舊混凝土的循環(huán)再利用，走綠色可持續(xù)的發(fā)展道路。再生混凝土骨料（簡稱再生骨料），是將廢舊混凝土塊經(jīng)過破碎、清洗與分級后，按一定的比例級配混合形成的混凝土骨料。用其部分或全部替

4、代砂石等天然骨料配制而成的新混凝土稱為再生混凝土。相對于再生混凝土而言，用來生產(chǎn)再生骨料的廢舊混凝土稱為原混凝土。1.2 國外再生混凝土的研究現(xiàn)狀對于廢舊混凝土的再生利用，日本、前聯(lián)、美國、德國、英國、丹麥、荷蘭等國家都開展了大量的研究工作，其中以日本研究的最好1-12。日本由于國土面積小，資源相對匱乏，十分重視廢舊混凝土資源化再利用的研究，他們將建筑垃圾視為“建筑副產(chǎn)品”。早在1977年，日本政府就制定了再生骨料和再生混凝土使用規(guī)，并相繼在各地建立了以處理混凝土廢棄物為主的再生加工廠，還制定了多項法規(guī)來保證再生混凝土的發(fā)展。此外，日本還對再生混凝土的吸水性、強度、配合比、收縮、抗凍性等進行了

5、系統(tǒng)的研究。20世紀70年代主要對低品質(zhì)再生骨料的利用方法進行了開發(fā)研究，當時的再生骨料品質(zhì)低劣，除了在路基工程的應(yīng)用之外，在一般建筑物上沒有應(yīng)用。近年來，為了提高再生骨料的性能，再生骨料制備技術(shù)急速發(fā)展，各種制備方法應(yīng)運而生。生產(chǎn)出的再生骨料性能已經(jīng)接近普通骨料性能，同時再生骨料的制備技術(shù)已經(jīng)具備了比較高的骨料回收率。國再生骨料的研究起步較晚13-17，生產(chǎn)出的再生骨料性能較差（粒形和級配都不好，表面附有大量砂漿，吸水率大，密實體積小，壓碎指標低），多用于低強度的混凝土與其制品。近幾年，人們對再生混凝土研究越來越多，但是研究工作主要集中在用再生骨料部分或全部代替天然骨料后，對制備的混凝土的性

6、能影響方面，以與在制備混凝土?xí)r添加粉煤灰等礦物摻合料來提高再生混凝土的各種性能。除了很少學(xué)者開展過對簡單破碎所得骨料進行表面化學(xué)處理（表面掛漿或聚合物處理等）的研究外，對再生骨料制備技術(shù)的研究工作甚少，而且沒有獲得令人滿意的效果。國也有利用再生骨料制備高性能混凝土的報道，但用于制作再生骨料的原混凝土是預(yù)先專門配制的C100高強混凝土17，沒有太大的實用價值。目前國外再生骨料的制備技術(shù)主要是將切割破碎設(shè)備、傳送機械、篩分設(shè)備和清除雜質(zhì)的設(shè)備有機地組合在一起，共同完成破碎、篩分和除去雜質(zhì)等工序，最后得到符合質(zhì)量要求的再生細骨料和再生粗骨料。國外具有代表性的再生骨料制備工藝流程見圖11所示19，大體

7、可分為以下三個階段：(1)預(yù)處理破碎階段：先除去廢舊混凝土中的雜質(zhì)，然后用破碎機將混凝土塊破碎成約40mm粒徑的顆粒，最后用鄂式破碎機破碎成顆粒更小的骨料。(2)強化處理階段：混凝土塊在強化處理設(shè)備高速飛轉(zhuǎn)，使其相互碰撞、摩擦，除去附著于骨料表面的水泥漿和砂漿，改善骨料的表面狀況。(3)篩分階段：經(jīng)強化設(shè)備處理后的材料經(jīng)過篩分，除去水泥和砂漿等細小顆粒，最后得到再生骨料。圖11再生骨料制備過程示意圖國對再生骨料的研究起步較晚，尚未形成工業(yè)化生產(chǎn)，主要是由破碎和篩分兩部分組成。和國外的制備工藝比較，中間缺少強化處理階段，這也使得由此得到的再生骨料性能明顯劣于天然骨料。因此，對再生骨料的強化處理具

8、有很大的現(xiàn)實意義和發(fā)展?jié)摿?。如果再生骨料的性能可以和天然骨料持平，甚或是?yōu)于天然骨料，那么廢舊混凝土的再生利用再生混凝土就能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。再生粗骨料顆粒一般由表面潔凈的石子、表面包裹著部分水泥砂漿的石子和水泥砂漿顆粒三部分組成。再生細骨料主要由表面無水泥漿的砂粒、表面附著水泥漿的砂粒、水泥石顆粒和少量破碎石塊組成。天然細骨料的尺寸圍一般為0 .165，由于再生細骨料中含有細小水泥石顆粒，再生細骨料的粒徑尺寸圍可以放寬定為0 .085。目前我國尚無再生混凝土骨料的相關(guān)標準，應(yīng)加大再生混凝土骨料的研究，制定相關(guān)的質(zhì)量評定標準，使再生混凝土廣泛應(yīng)用于實際工程。日本開展再生骨料的研究較早，并對再生

9、骨料的質(zhì)量進行了分類20，具體情況見表11。表11日本再生骨料質(zhì)量等級粗骨料細骨料等級吸水率堅固性指標1等級吸水率堅固性指標 3% 12% 5% 10% 3% 40 10% 或者5% 12% 3% 1.3 低品質(zhì)再生骨料的性能1.3.1 吸水率未經(jīng)強化處理的簡單破碎再生骨料即低品質(zhì)再生骨料顆粒棱角多，表面粗糙，組分中還含有硬化水泥砂漿（水泥砂漿孔隙率大、吸水率高），再加上混凝土塊在解體、破碎過程中因損傷累積在部造成大量微裂紋，導(dǎo)致再生骨料的孔隙率增大，從而使吸水率和吸水速率增大。吸水率的大小與骨料中的水泥石含量、骨料表面的水泥砂漿附著率原混凝土強度原混凝土所用骨料種類和再生骨料的制備方法等因素

10、有關(guān)。本文作者先將廢舊混凝土經(jīng)簡單破碎后得到低品質(zhì)再生粗骨料，然后對不同粒徑的再生粗骨料進行吸水率試驗，分別測試它們在不同時間段（30min、1h、24h）的吸水率，結(jié)果見表12。再生粗骨料的吸水率較大，最高達到7.9%。同時再生粗骨料吸水速率較快，30min吸水率可以達到24h吸水率的86%93%。隨著骨料粒徑的減小，吸水率依次增大，這是由于粗骨料表面的水泥砂漿附著率隨著粒徑的減小而增加的緣故。表12 再生粗骨料不同粒徑吸水率（）顆粒尺寸（mm）30min1h24h5.010.07.07.47.910.016.05.45.45.816.020.04.64.95.120.025.03.94.0

11、4.525.031.54.04.24.41.3.2 表觀密度同天然砂石骨料相比，再生骨料表面還包裹著相當數(shù)量的水泥砂漿，表面粗糙、棱角較多，部存在大量微裂紋，從而導(dǎo)致再生骨料的堆積密度和表觀密度均比天然骨料低。從目前的文獻看，其數(shù)值的離散性較大，主要與制備方法、原混凝土的材料和性能等因素有關(guān)。通常再生細骨料的堆積密度為天然細骨料的75%80%，再生粗骨料的堆積密度為天然粗骨料的85%以上；再生細骨料的表觀密度為天然細骨料的80%85%，再生粗骨料表觀密度為天然粗骨料的90%以上。1.3.3 壓碎指標壓碎指標是表示骨料強度的一個參數(shù)。由于再生粗骨料表面包裹著水泥石或砂漿，所以再生粗骨料的壓碎指標

12、值遠高于天然粗骨料。再生骨料的壓碎指標值的大小與原混凝土的強度和制備破碎方法等因素有關(guān)。原混凝土的強度越高，再生骨料的壓碎指標值越低；再生粗骨料表面水泥砂漿附著率越小，壓碎指標值越低；再生骨料顆粒的三度尺寸越接近，壓碎指標值越低。1.4 本文的研究容和原材料的選用由于簡單破碎后獲得的低品質(zhì)再生骨料的性能明顯劣于天然骨料，使得再生骨料僅用于制備低強度的混凝土與其制品，還未用于高強度混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件如柱、梁、樓板等，大大限制了再生混凝土的發(fā)展和應(yīng)用。簡單破碎后的再生骨料經(jīng)過強化處理后，性能將有很大的改善。參照國外文獻中關(guān)于再生骨料的強化技術(shù)，主要包括物理強化和化學(xué)強化方法，并對其進行比較，我們找到

13、了一種適合我們國家廢舊混凝土利用的強化技術(shù)即再生骨料顆粒整形強化技術(shù)，即通過顆粒整形設(shè)備對再生骨料顆粒進行強化。經(jīng)過大量的實驗證明即對顆粒整形處理前后的再生骨料進行性能實驗對比，該技術(shù)對再生骨料性能改善的效果很顯著。由于我們國家對于再生骨料的研究起步較晚，還未有相關(guān)的技術(shù)標準。我們期望通過試驗研究能找出更好地反映再生骨料性能的試驗方法，然后對再生骨料進行初步的分類，并對其質(zhì)量檢測提出一定的要求。 再生骨料的性能通過顆粒整形后性能有所改變，但其對再生混凝土的性能是否也起到積極的作用，課題最后對再生混凝土的性能主要是新拌混凝土的性能和硬化后的力學(xué)性能進行試驗，并以此判斷顆粒整形再生骨料的可行性?？?/p>

14、慮到廢舊混凝土的來源情況比較復(fù)雜，強度等級會在一定圍波動，我們選用的原混凝土是建筑工程質(zhì)檢站檢驗后的強度等級為C20C50混凝土的混合料，這些混凝土的齡期一般在一年左右。我們首先利用顎式破碎機將原混凝土試塊破碎成最大粒徑為31.5mm的再生骨料，經(jīng)混合均化處理后，再進行整形處理。最后將處理后的再生骨料用篩孔直徑為5mm的圓孔篩進行篩分，即可得到再生粗骨料和再生細骨料。第2章 再生骨料強化技術(shù)2.1 再生骨料強化的必要性再生骨料顆粒棱角多，表面粗糙，組分中還含有硬化水泥砂漿，再加上混凝土塊在破碎過程中因損傷累積在部造成大量微裂紋，導(dǎo)致再生骨料的孔隙率大、吸水率大、堆積密度小、壓碎指標值高的性能特

15、點。與普通骨料相比，再生骨料制備的再生混凝土用水量較大、硬化后的強度低、彈性模量低。此外，再生混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化能力、收縮、徐變和抗氯離子滲透性等耐久性能也均劣于普通混凝土。為了提高再生混凝土的性能，須對簡單破碎獲得的低品質(zhì)再生骨料進行強化處理。強化處理的目的主要是改善骨料的粒形并除去再生骨料表面所附著的硬化水泥石，從而提高骨料的性能。國外使用的強化方法主要有化學(xué)強化與物理強化兩種。2.2 國外再生骨料強化技術(shù)綜述2.2.1 國再生骨料強化技術(shù)國再生骨料強化技術(shù)主要為化學(xué)強化技術(shù)，即采用不同性質(zhì)的材料（如聚合物、有機硅防水劑、純水泥漿、水泥外摻Kim粉、水泥外摻一級粉煤灰等）對再生

16、骨料進行浸漬、淋洗、干燥等處理，使再生骨料得到強化的方法。研究結(jié)果表明，化學(xué)強化對再生骨料本身的強度有一定程度的提高，但其對再生骨料混凝土的強度提高效果并不明顯，沒有推廣應(yīng)用價值21。2.2.1.1 用聚合物（PVA）和有機硅防水劑處理將1%PVA溶液22用水稀釋23倍，并攪拌均勻，然后把再生骨料倒入上述稀釋的PVA溶液中，浸泡48小時。在此期間，用鐵棒加以攪拌或用力來回顛簸，盡量趕走骨料表面的氣泡，最后用帶篩孔的器皿將再生骨料撈出，在5060的溫度下烘干。將有機硅防水劑用水稀釋56倍，攪拌均勻后，把再生骨料倒入稀釋的有機硅溶液中，浸泡24小時，操作方法同用聚合物處理。用PVA溶液和有機硅防水

17、劑均能改善骨料的表面狀況，從而降低再生骨料的吸水率，見表2117。表21再生粗骨料表面處理與吸水率的關(guān)系未經(jīng)處理的用聚合物處理過用有機硅防水劑處理再生粗骨料的再生粗骨料過的再生粗骨料浸泡時間 1h 24h 1h 24h 1h 24h吸水率（） 2.5 4.85 0.98 2.05 0.76 1.28可以看出，經(jīng)聚合物和有機硅防水劑處理過的再生骨料的吸水率有很大程度的降低。經(jīng)有機硅防水劑處理的再生骨料，24小時吸水率很小，表明有機硅防水劑對再生骨料的強化效果顯著。2.2.1.2 用水泥漿液處理該方法是用事先調(diào)制好的高強度水泥漿對再生骨料進行浸泡、干燥等強化處理，以改善再生骨料的孔結(jié)構(gòu)來提高再生骨

18、料的性能21。為了改善水泥漿的性能，可以摻入適量的其它物質(zhì)如粉煤灰、硅粉、Kim粉等。研究結(jié)果表明，化學(xué)強化對再生骨料本身的強度有一定程度的提高，但其對再生骨料混凝土的強度提高效果并不明顯。2.2.2國外再生骨料強化技術(shù)國外再生骨料強化技術(shù)主要為物理強化技術(shù)，即使用機械設(shè)備對再生骨料進行處理，除去表面黏附的水泥砂漿和顆粒棱角。物理強化方法主要有立式偏心裝置研磨法、臥式回轉(zhuǎn)研磨法、加熱研磨法和磨研磨法等幾種方法49。2.2.2.1 立式偏心裝置研磨法立式偏心裝置研磨法所用設(shè)備見圖21所示。該設(shè)備主要由外部筒壁、部的高速旋轉(zhuǎn)的偏心輪和驅(qū)動裝置所組成。該設(shè)備構(gòu)造類似于錐式破碎機，不同點是轉(zhuǎn)動部分為柱

19、狀結(jié)構(gòu)，而且轉(zhuǎn)速快。由日本竹中工務(wù)店研制開發(fā)的立式偏心研磨裝置的外筒直徑為72mm，部的高速旋轉(zhuǎn)的偏心輪的直徑為66mm。預(yù)先處理破碎好的物料進入到外裝置間的空腔后，受到高速旋轉(zhuǎn)的偏心輪的研磨作用，使得黏附在骨料表面的水泥漿體被磨掉。由于顆粒間的相互作用，骨料上較為突出的棱角也會被磨掉，從而使再生骨料的性能得以提高。 圖21立式偏心裝置研磨設(shè)備示意圖2.2.2.2 臥式回轉(zhuǎn)研磨法由日本水泥株式會社研制開發(fā)的臥式強制研磨設(shè)備外形見圖22，其部構(gòu)造見圖23。該設(shè)備十分類似于傾斜布置的螺旋輸送機，只是將螺旋葉片改造成帶有研磨塊的螺旋帶，在機殼壁上也布置著大量的耐磨襯板，并且在螺旋帶的頂端裝有與螺旋帶

20、轉(zhuǎn)向相反的錐形體，以增加對物料的研磨作用。進入設(shè)備部的預(yù)先破碎處理的物料，由于受到研磨塊、襯板以與物料之間的相互作用，骨料上較為突出的棱角也會被磨掉，從而使再生骨料的性能得以提高。圖22臥式強制研磨設(shè)備圖 23 臥式強制研磨設(shè)備部構(gòu)造2.2.2.3 加熱研磨法塊微粉再生再骨材再生粗骨材充填型加熱裝置一次裝置二次裝置振動篩混凝土塊微粉再生細骨料再生粗骨料加熱裝置一次研磨二次研磨振動篩圖25加熱研磨法制造再生骨料日本三菱公司研制開發(fā)的加熱研磨法的工作原理見圖24。預(yù)先破碎好的混凝土塊經(jīng)300400加熱處理，使水泥石脫水、脆化，然后在磨機對其進行沖擊和研磨處理，有效除去再生骨料表面黏附的水泥石殘余物

21、。加熱研磨處理工藝，不但可以回收高品質(zhì)的再生粗骨料，還可以回收高品質(zhì)再生細骨料和微集料（粉料）。加熱溫度越高，研磨處理越容易；但是當加熱溫度超過500時，不僅使骨料性能產(chǎn)生劣化，而且加熱與研磨的總能量消耗會顯著提高9、23。圖24加熱研磨法的技術(shù)加熱処理処理塊脫水選択的加熱處理研磨處理混凝土塊水泥石脫水脆化水泥石被去除加熱研磨法工藝流程見圖25?；炷翂K經(jīng)過預(yù)先破碎成50mm以下的塊體，投入到充填型加熱裝置，經(jīng)300的熱風(fēng)加熱使水泥石脫水、脆化，物料經(jīng)傳送帶裝置進入雙重圓筒型磨機，在磨機受到鋼球研磨體的沖擊與研磨作用后，粗骨料由筒排出，水泥砂漿部分將從外筒排出。一次研磨處理后的物料（粗骨料和水

22、泥砂漿）一同進入到二次研磨裝置中。二次研磨裝置是以回收的粗骨料作研磨體對水泥砂漿部分進行再次研磨。最后，通過振動篩和風(fēng)選工藝，對粗骨料、細骨料以與副產(chǎn)品（微粉）進行分級處理。利用加熱研磨工藝生產(chǎn)出的高品質(zhì)再生粗骨料的密度2.5/cm3、吸水率3.0%，再生細骨料的密度2.5/cm3，吸水率4.0%，接近普通骨料的性能。使得高品質(zhì)再生骨料使用圍完全可以擴大到高流動性混凝土或大體積混凝土中。2.2.2.4 磨研磨法磨研磨法主要在前聯(lián)有所研究。分為有研磨體和無研磨體（主要依靠物料相互間的研磨作用）兩種基本形式。前種形式主要利用球磨機或棒球磨進行強化，后種形式可以理解為無介質(zhì)磨。磨研磨法的動力消耗大，

23、效率低，設(shè)備和研磨體磨損嚴重。試驗表明，經(jīng)球磨機強化的再生骨料質(zhì)量大幅度提高，再生粗骨料的壓碎指標可降低50%以上，見表2224。這種物理強化方法十分有效，所制備出的再生骨料能用于生產(chǎn)鋼筋混凝土構(gòu)件。表22物理活化再生骨料的效果骨料 粒級堆積密度重量吸水率不同狀態(tài)下的壓碎指標值 mm kg/m3 % 干燥飽水未處理 510 1170 7.0 22.5 29.2 1020 自研磨* 510 1310 4.3 13.3 16.8 1020 20.1 20.9經(jīng)球磨 510 1350 3.8 11.2 13.4機研磨 1020 12.7 11.8自研磨：再生骨料通過回轉(zhuǎn)的滾筒，靠自重摩擦作用活化?？?/p>

24、以看出，經(jīng)過研磨機的研磨作用，再生粗骨料表面水泥砂漿附著率減小，顆粒表面的形態(tài)得到改善。再生骨料的吸水率和壓碎指標有所降低，堆積密度有所提高。2.3再生骨料顆粒整形強化技術(shù)研究借鑒國外的物理強化技術(shù)經(jīng)驗，我們找到了一種實用且有效的再生骨料強化處理方法再生骨料顆粒整形法。所謂顆粒整形強化法，就是通過“再生骨料高速自擊與摩擦”來擊掉骨料表面附著的砂漿或水泥石，并除掉骨料顆粒上較為突出的棱角，使其成為較為干凈、較為圓滑的再生骨料，從而實現(xiàn)對再生骨料性能的強化。2.3.1顆粒整形設(shè)備工作原理我們所用的破碎整形設(shè)備是磨料行業(yè)中使用的一種整形設(shè)備，其外形見圖26，結(jié)構(gòu)和工作原理見圖27。該破碎整形機由主機

25、系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和壓力密封系統(tǒng)組成。圖26破碎整形設(shè)備外形 圖27 結(jié)構(gòu)和工作原理 圖28 設(shè)備工作時進料情況 圖29 設(shè)備工作結(jié)束時機情況主機系統(tǒng)裝有一個立軸式旋轉(zhuǎn)葉輪（撒料盤），工作時物料由上端進料口（見圖28）進入機，被分成兩股物料流。其中，一部分物料經(jīng)葉輪頂部進入葉輪腔，由于受離心力作用而加速，并被高速拋射出（最大時速可達100m/s）；另一部分物料由主機分料系統(tǒng)沿葉輪四周落下，并與葉輪拋射出的物料相碰撞。高速旋轉(zhuǎn)飛盤拋出的物料在離心力的作用下填充死角，形成永久性物料曲面（見圖29）。該曲面不僅保護腔體免受磨損，而且還會增加物料間的高速摩擦和碰撞。碰撞后的物料沿曲面落

26、下，與飛盤拋出的物料進行再次碰撞，直至最后沿下腔體流出。物料經(jīng)過多次碰撞摩擦而得到粉碎和整形。在工作過程中，高速物料很少與機體接觸，從而提高了設(shè)備的使用壽命。2.3.2顆粒整形設(shè)備的性能特點（1）被粉碎物料的顆粒表面較為光滑，粒形好（針狀和片狀顆粒明顯減少），從而提高物料的堆積密度。（2）主要是利用物料之間的碰撞實現(xiàn)整形，沒有其它介質(zhì)摻入，純度高。（3）配有袋式除塵器，使工作環(huán)境無粉塵污染。（4）產(chǎn)量大，易損件與動力消耗低。（5） 壓力密封系統(tǒng)保證了主機工作的正常和穩(wěn)定，延長了軸承的使用壽命。（6）設(shè)備體積小、操作簡便，安裝和維修方便，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。2.4 本章小結(jié)廢舊混凝土經(jīng)簡單破碎得到

27、的低品質(zhì)再生骨料，由于其表面含有水泥砂漿和棱角，它的性能明顯劣于天然骨料。為了得到高品質(zhì)的再生骨料，我們必須對經(jīng)簡單破碎的再生骨料進行強化處理。本章介紹了國外（主要是日本）的物理強化技術(shù)和國的化學(xué)強化技術(shù)，并通過對比，找到了一種實用且有效的再生骨料顆粒整形強化技術(shù)。日本的立式偏心輪高速研磨法和臥式強制研磨法是依靠純機械力對再生骨料進行擠壓，這種方法設(shè)備龐大、動力消耗大、設(shè)備磨損大，對環(huán)境影響大。加熱研磨法和磨研磨法屬于同種工作原理，只是加熱研磨法是在磨研磨法的基礎(chǔ)上預(yù)先對再生骨料進行加熱處理，效果好，但加大了高品質(zhì)再生骨料的生產(chǎn)成本。而相對于國外的物理強化法，國的化學(xué)強化法即在再生骨料表面進行

28、裹漿或是聚合物浸泡等，在實驗室操作簡單，對再生骨料的性能也有所提高，但是用于實際工程時不好操作。我們對比了物理強化技術(shù)和化學(xué)強化技術(shù)對再生骨料性能的改善情況，認為物理強化技術(shù)優(yōu)于化學(xué)強化技術(shù)。我們找到了一種實用且有效的物理強化方法即再生骨料顆粒整形強化技術(shù)。顆粒整形技術(shù)法也可稱為骨料自擊法，對骨料進行強化，其設(shè)備小，工藝簡單，設(shè)備使用壽命長，生產(chǎn)成本較低，在我國可以推廣。第3章 顆粒整形對再生骨料性能的改善3.1 顆粒整形對再生細骨料性能的影響3.1.1 顆粒整形對再生骨料的影響廢舊混凝土塊經(jīng)顎式破碎機破碎成最大粒徑為31.5mm的再生骨料,再經(jīng)過顆粒整形處理后，再生細骨料的含量會大幅度地增加

29、，整形前后粗細骨料的含量見表31所示。這是因為顆粒整形機除了具有一定的整形能力外,還具有一定的破碎能力，一方面可以將尺寸較小的再生骨料進一步粉碎，另一方面可以將尺寸較大的再生粗骨料所突出的棱角和黏附在其表面的硬化水泥砂漿去掉，而成為再生細骨料。再生骨料通過整形處理，可以使再生粗骨料的性能顯著提高25，同時也將幾乎所有的水泥漿體分離至再生細骨料中，從而使再生細骨料的性能變得更加復(fù)雜。表31 顆粒整形前后粗細骨料比例(%)骨料種類簡單破碎再生骨料顆粒整形再生骨料粗骨料71.549細骨料28.551簡單破碎再生細骨料棱角較多（見圖31），用手抓、捧時有明顯的刺痛感。顆粒整形再生細骨料（見圖32），棱

30、角較少，其中還含有大量的水泥石小顆粒。由于粒形較好，用手抓、捧時無刺痛感。圖31 簡單破碎再生細骨料 圖32 顆粒整形再生細骨料3.1.2 再生細骨料顆粒級配簡單破碎再生細骨料和顆粒整形再生細骨料的級配情況見表32，表明簡單破碎再生細骨料細度模數(shù)偏大，級配接近 區(qū)砂；顆粒整形再生細骨料為中砂，級配完全滿足JGJ52-9226規(guī)定的 區(qū)級配要求。表32 再生細骨料顆粒級配 (%)細骨料種類簡單破碎細骨料顆粒整形細骨料 區(qū)級配砂篩孔尺寸（mm）2.530.222.82501.2544.436.450100.6366.958.670410.31582.678.492700.1689.090.3100

31、900.16以下100100細度模數(shù)3.12.8備注級配接近于 區(qū)粗砂 區(qū)級配、中砂3.1.3 再生細骨料顆粒堆積密度為了有效地反映不同粒級再生細骨料的粒形變化,分別測試不同粒級的簡單破碎再生細骨料和顆粒整形再生細骨料的堆積密度，見表33。結(jié)果表明，整形處理可以使再生細骨料的堆積密度提高7.8%16.5%，平均為10.3%，說明整形效果十分顯著。表33 再生細骨料顆粒堆積密度(kg/m3)粒徑圍（mm）簡單破碎骨料顆粒整形細骨料顆粒堆積密度提高（%）2.55.0110211908.01.252.5107711617.80.631.25107811698.40.3150.631040115210

32、.80.160.315953111016.5平均1050115510.33.1.4 再生細骨料堆積密度和密實密度連續(xù)級配的再生細骨料堆積密度和密實密度的大小，直接影響著混凝土的砂率和水泥用量。實驗測得的連續(xù)級配的天然河砂、簡單破碎再生細骨料和顆粒整形再生細骨料的堆積密度和密實密度，見表34。結(jié)果表明，簡單破碎再生細骨料的堆積密度和密實密度均比天然河砂低約400 kg/m3，而顆粒整形再生細骨料的堆積密度和密實密度均有顯著提高，但仍比河砂低約200 kg/m3。表34 再生細骨料堆積密度和密實密度(kg/m3)粗骨料河砂簡單破碎細骨料顆粒整形細骨料堆積密度161512251425密實密度1735

33、136515603.1.5 再生細骨料表觀密度同天然河砂相比，再生細骨料表面粗糙、棱角較多，部存在大量微裂紋，而且還含有大量水泥石顆粒。因此，其表觀密度遠小于河砂。再生細骨料的表觀密度是再生混凝土配合比設(shè)計時的一個重要參數(shù)，有必要進行研究。試驗測得的再生細骨料表觀密度見表35，表明顆粒整形處理使再生細骨料的表觀密度從2.44 g/cm3提高到2.51g/cm3。表35 再生細骨料表觀密度(g/cm3)粒徑圍（mm）簡單破碎再生細骨料顆粒整形再生細骨料2.55.02.532.581.252.52.502.550.631.252.442.530.3150.632.392.460.160.3152.

34、342.43均值2.442.513.1.6 再生細骨料吸水率眾所周知，界面是混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)，通過整形處理，不僅可以改變再生細骨料的粒形，而且還能將黏附在骨料表面的水泥石從界面處剝離，而形成新的細骨料。再生細骨料的吸水率主要取決于以下兩方面的影響：水泥石含量越多，吸水率越大；細骨料中的微裂縫越多，吸水率越大。試驗測得的再生細骨料的吸水率見表3-6，整形處理使再生細骨料的吸水率從原來的8.3%降低至7.3%，表明整形處理能夠大幅度降低細骨料中的微裂縫和減小其表面黏附的水泥漿，進而可以顯著提高再生混凝土的性能。表3-6 再生細骨料吸水率(%)粒徑圍（mm）簡單破碎骨料顆粒整形細骨料2.55.0

35、6.75.31.252.57.76.20.631.257.16.70.3150.639.18.10.160.31511.110.1平均8.37.33.2 顆粒整形對再生粗骨料性能的影響3.2.1 再生粗骨料形態(tài)的變化簡單破碎的再生粗骨料見圖33，骨料不僅粒形不好、多棱角，而且表面還含有大量的水泥砂漿塊。顆粒整形后的再生粗骨料見圖34，骨料表面較干凈，而且棱角也較少。 圖33 簡單破碎再生粗骨料 圖34 顆粒整形再生粗骨料3.2.2 再生粗骨料顆粒級配簡單破碎再生粗骨料和破碎整形再生粗骨料的級配情況見表37，表明兩種再生粗骨料的級配均能滿足JGJ53-9227的要求。表37 粗骨料顆粒級配 (%

36、)粒徑圍（mm）簡單破碎再生骨料破碎整形再生骨料分計篩余累計篩余分計篩余累計篩余2531.55.05.03.63.6202513.418.418.021.6162024.042.417.939.5101632.875.232.872.351024.810027.6100表38 再生粗骨料顆粒堆積密度(kg/m3)粗骨料簡單破碎再生骨料顆粒整形再生骨料5.0101057121010.0161132127016.0201197124420.0251182129125.031.5117012483.2.3 再生粗骨料顆粒堆積密度為了有效地反映不同粒級再生粗骨料的粒形變化，我們分別測試了不同粒級的簡單

37、破碎再生粗骨料和顆粒整形再生粗骨料的堆積密度，見表38。結(jié)果表明整形處理可以使再生粗骨料的堆積密度提高4%14.5%，整形效果十分顯著。3.2.4 再生粗骨料堆積密度和密實密度連續(xù)級配的再生粗骨料堆積密度的大小，直接影響著混凝土的配合比。粗骨料的堆積密度越大，由其配制的混凝土砂率越小，水泥用量也相對較少。實驗測得的連續(xù)級配的天然粗骨料、簡單破碎再生粗骨料和顆粒整形再生粗骨料的堆積密度，見表39。結(jié)果表明，簡單破碎的再生粗骨料的堆積密度和密實密度均小于天然粗骨料，而顆粒整形再生粗骨料的堆積密度和密實密度均超過了天然粗骨料。表39 再生粗骨料堆積密度和密實密度(kg/m3)粗骨料種類天然粗骨料簡單

38、破碎再生粗骨料顆粒整形再生粗骨料級配531.5mm531.5mm531.5mm堆積密度133011951335密實密度1480135515253.2.5 再生粗骨料表觀密度同天然碎石骨料相比，再生粗骨料表面包裹著相當數(shù)量的水泥砂漿，表面粗糙、棱角較多，部存在大量微裂紋，從而導(dǎo)致再生粗骨料的堆積密度和表觀密度均比天然骨料低。眾所周知，界面是混凝土中的最薄弱環(huán)節(jié)，通過整形處理，不僅可以改變再生粗骨料的粒形，而且還能將黏附在骨料表面的水泥砂漿從界面處剝離，從而提高再生粗骨料的表觀密度，降低吸水率。再生粗骨料表觀密度見表3-10，表明整形處理使表觀密度略有提高。再生粗骨料堆積空隙率見表3-11，可以看

39、到，整形處理使再生粗骨料堆積空隙率明顯下降，整形效果顯著。表310 再生粗骨料表觀密度 (g/cm3)粒級（mm）簡單破碎骨料破碎整形骨料2531.52.582.5720252.522.6016202.592.6310162.582.605102.542.57531.52.562.59表3-11 再生粗骨料空隙率 (%)粒級/mm簡單破碎骨料顆粒整形骨料2531.50.5470.51420250.5310.50316200.5380.52710160.5610.5125100.5840.529531.50.5330.4853.2.6 再生粗骨料吸水率由于整形處理能將黏附在骨料表面的水泥砂漿從界

40、面處剝離，從而降低了再生粗骨料的吸水率見表312，結(jié)果表明整形處理使再生粗骨料的吸水率從原來的4.7%降低至2.9%。表312 再生粗骨料吸水率粒徑圍（mm）吸水率（）簡單破碎骨料破碎整形骨料2531.52.411.2120253.081.3416203.152.1410164.863.505107.524.26531.54.72.93.2.7 壓碎指標壓碎指標是表示粗骨料強度的一個參數(shù)。由于再生粗骨料表面包裹著水泥石或砂漿，所以再生粗骨料的壓碎指標值遠高于天然粗骨料。再生粗骨料的壓碎指標值的大小與原混凝土的強度和制備方法等因素有關(guān)。原混凝土的強度越高，再生粗骨料的壓碎指標值越低；再生粗骨料表

41、面水泥砂漿附著率越小，壓碎指標值越低；再生粗骨料顆粒的三度尺寸越接近，壓碎指標值越低。實驗測得的天然粗骨料、簡單破碎再生粗骨料和顆粒整形再生粗骨料的壓碎指標值見表313，JGJ53-92要求的碎石壓碎指標值見表314。結(jié)果表明，整形處理可以顯著提高再生粗骨料的壓碎指標，其值滿足了JGJ53-92的所有規(guī)定。表313 粗骨料壓碎指標(%)序號簡單破碎骨料破碎整形骨料天然骨料116.29.86.3216.89.65.4314.48.85.6平均值15.89.45.8表314 碎石的壓碎指標(JGJ53-92)巖石品種混凝土強度等級壓碎指標值（%）水成巖C55C40C351016變質(zhì)巖或深成的火成巖

42、C55C40C351220火成巖C55C40C3513303.2.8 針片狀骨料含量針片狀骨料含量是粗骨料的一個重要指標，再生粗骨料中主要存在大量的片狀骨料。顆粒整形前后針片狀骨料含量變化見表315，表明整形效果顯著。表3-15 針片狀骨料含量(%)簡單破碎再生粗骨料顆粒整形再生粗骨料實測值5.11.5JGJ53-92要求大于或等于C30的混凝土，153.3 本章小結(jié)簡單破碎的再生細骨料顆粒棱角多，表面粗糙，且含有較多的微裂縫，導(dǎo)致再生細骨料的吸水率大、堆積密度和密實密度小。利用顆粒整形機對簡單破碎的再生骨料進行強化處理，在改變再生細骨料的粒形、減少骨料中微裂縫含量的同時，也帶來了一定的負面影

43、響即使細骨料中的水泥石顆粒增多，使得再生細骨料的性能變得復(fù)雜。顆粒整形再生細骨料較簡單破碎再生細骨料的級配好、粒形好，細度模數(shù)由3.1減小至2.8，符合混凝土用砂的要求（要求砂為中砂）。再生細骨料經(jīng)顆粒整形后，顆粒堆積密度平均提高了10.3%，堆積密度和密實密度提高了約200 kg/m3，但仍比河砂低200 kg/m3左右，表觀密度略有所提高，吸水率有所下降。再生粗骨料顆粒表面粗糙，棱角多，骨料中含有硬化水泥砂漿，導(dǎo)致再生粗骨料孔隙率大、吸水率大、堆積密度小、壓碎指標值高。顆粒整形處理，不僅可以改變再生粗骨料的粒形，還能將黏附在粗骨料表面的水泥砂漿從界面處剝離，從而顯著提高再生粗骨料的性能。由

44、于顆粒整形再生粗骨料的粒型較好，其堆積密度、密實密度和針片狀骨料含量等指標甚至優(yōu)于天然碎石骨料，表觀密度、吸水率和壓碎指標等性能較簡單破碎的再生骨料也均有大幅度地改善，完全能夠滿足配制普通混凝土的要求。與國外的機械研磨法和加熱研磨法相比，我們提出的再生骨料破碎整形工藝不僅對再生骨料的性能改善效果好，而且具有工藝簡單，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)量高等諸多優(yōu)點，可以實現(xiàn)再生骨料產(chǎn)業(yè)化。第4章 再生細骨料質(zhì)量評定的研究我國目前尚無再生骨料的技術(shù)標準，制定再生骨料的技術(shù)標準，對于推動再生混凝土產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。與天然骨料相比，再生骨料通常表面粗糙，棱角多，表面附著有水泥石，在破碎過程中其部產(chǎn)生大量微裂縫，對其性

45、能產(chǎn)生很顯著的影響。再生細骨料的質(zhì)量要求，除了JGJ52-92要求的細度模數(shù)、級配、含泥量、泥塊含量、堅固性、有害物質(zhì)含量（包括云母、輕物質(zhì)、有機物、硫化物與硫酸鹽、氯離子含量等）外，還應(yīng)增加再生膠砂需水量比（簡稱需水量比）和再生膠砂強度比（簡稱強度比）。為了配合比設(shè)計和生產(chǎn)質(zhì)量控制，有時還需要檢測堆積密度、密實密度、表觀密度和吸水率等性能。膠砂需水量比和膠砂強度比是作者首次提出的兩項指標，它們能很好地反映再生細骨料與普通細骨料之間的性能差異。依據(jù)膠砂需水量比和膠砂強度比兩項指標，提出了對再生細骨料進行分類的建議。4.1 再生膠砂需水量比和強度比4.1.1 膠砂需水量比和強度比的概念再生細骨料

46、的膠砂需水量比和膠砂強度比是我們首次提出的概念。為此，我們先定義出以下幾個基本術(shù)語：（1）再生膠砂用再生細骨料、硅酸鹽水泥和適量的水制備的膠砂。（2）天然膠砂用與再生細骨料級配一樣的天然砂、硅酸鹽水泥和適量的水制備的膠砂。（3）再生膠砂需水量 稱取再生細骨料1350g和硅酸鹽水泥540g，加入適量的水進行拌合，對應(yīng)著膠砂流動度為1305mm時的用水量，稱為再生細骨料膠砂需水量（簡稱再生膠砂需水量）。（4）天然膠砂需水量 稱取天然砂（與再生細骨料級配一樣）1350g和硅酸鹽水泥540g，加入適量的水進行拌合，對應(yīng)著膠砂流動度為1305mm時的用水量，稱為天然膠砂需水量。（5）再生膠砂需水量比（簡

47、稱需水量比）再生膠砂需水量與天然膠砂需水量之比即為再生膠砂需水量比，按下式計算： (41)其中 W再生膠砂需水量比（簡稱需水量比）；WR再生膠砂需水量（ml）；W0天然膠砂需水量（ml）。（6）再生膠砂強度比（簡稱強度比）按照1：2.5的灰砂比和相應(yīng)的膠砂需水量制備的再生膠砂與天然膠砂的28d抗壓強度之比即為再生膠砂強度比，按下式計算：(42)其中 R再生膠砂強度比（簡稱強度比）；RR再生膠砂的28d抗壓強度（MPa）；R0天然膠砂的28d抗壓強度（MPa）。4.1.2 再生膠砂需水量比試驗方法（1） 稱取再生細骨料1350g、天然砂(與再生細骨料級配一樣)1350g，分別加入硅酸鹽水泥540

48、g與適量的水制備再生膠砂和天然膠砂。（2） 參照水泥膠砂流動度測定方法(GB/T2419-94) 測試再生膠砂和天然膠砂的流動度。 （3） 調(diào)整用水量，使其流動度為1305mm，此時所對應(yīng)的用水量分別為再生膠砂需水量和天然膠砂需水量。（4） 按照公式(41)計算再生膠砂需水量比，以三批試驗的算術(shù)平均值計，精確到小數(shù)點后一位。若三批試驗的最大值或最小值中有一個與中間值之差超過中間值的15%時，則把最大值與最小值一并舍去，取中間值；若兩個測值與中間值之差均超過15%時，則該批試驗結(jié)果無效，應(yīng)重做。4.1.3 再生膠砂強度比試驗方法（1） 稱取再生細骨料1350g、天然砂(與再生細骨料級配一樣)13

49、50g，分別加入硅酸鹽水泥540g與對應(yīng)的膠砂需水量，制備再生膠砂和天然膠砂。（2） 參照水泥膠砂強度檢驗方法（GB177-85）分別測試再生膠砂和天然膠砂的28d抗壓強度。（3） 按照公式（42）計算再生膠砂強度比，以三批試驗的算術(shù)平均值計，精確到小數(shù)點后一位。若三批試驗的最大值或最小值中有一個與中間值之差超過中間值的15%時，則把最大值與最小值一并舍去，取中間值；若兩個測值與中間值之差均超過15%時，則該批試驗結(jié)果無效，應(yīng)重做。4.2 再生膠砂需水量比和強度比試驗研究4.2.1試驗原材料水泥：32.5普通硅酸鹽水泥。細骨料：包括天然細骨料、簡單破碎再生細骨料和顆粒整形再生細骨料。(1) 天

50、然細骨料：即為天然河砂，將其篩分出0.16mm以下、0.16mm、0.315mm、0.63mm、1.25mm、2.5mm、5.0mm不同粒徑的天然細骨料。(2) 簡單破碎再生細骨料：建筑工程質(zhì)檢站廢棄的強度等級為C20C50的混凝土，混凝土的齡期約在一年左右。廢棄混凝土試塊經(jīng)顎式破碎機破碎成再生細骨料，并將其篩分出0.16mm以下、0.16mm、0.315mm、0.63mm、1.25mm、2.5mm、5.0mm不同粒徑的簡單破碎再生細骨料。(3) 顆粒整形再生細骨料：簡單破碎再生細骨料經(jīng)破碎整形機處理得到的顆粒整形再生細骨料。 水：自來水。4.2.2 試驗方案將篩分的不同粒徑的天然細骨料和簡單

51、破碎再生細骨料，根據(jù)表41的百分比含量級配成不同細度模數(shù)的細骨料，然后分別進行需水量比和強度比試驗。表41 砂顆粒級配篩孔尺寸（mm） 累計篩余百分（按質(zhì)量計）(%)細砂中砂粗砂5.004645242.5051081615251.25816233645550.632432506075800.3156575778485900.16959895989598細度模數(shù)1.82.12.42.83.13.44.2.3再生細骨料膠砂需水量比試驗結(jié)果與分析4.2.3.1簡單破碎再生細骨料膠砂需水量比試驗 不同細度模數(shù)的天然細骨料和簡單破碎再生細骨料制備的膠砂需水量比試驗結(jié)果見表42。簡單破碎再生細骨料配制的再

52、生膠砂需水量比在1.131.32之間，且隨著細度模數(shù)的增大，需水量比逐漸減小（細度模數(shù)3.1除外），這是因為細骨料的細度模數(shù)越小，它的顆粒數(shù)越多，總表面積越大，空隙率也越高，顆粒表面所需的吸附水也增多，顆粒界面之間所需的水泥漿也隨之增加，因而在滿足一定流動度的條件下所需用水量較多。表42簡單破碎再生膠砂需水量比試驗結(jié)果細度模數(shù)1.82.12.42.83.13.4天然細骨料153145140130125150簡單破碎再生細骨料202180167155152170再生膠砂需水量比1.321.241.191.191.221.134.2.3.2顆粒整形對再生細骨料膠砂需水量比的影響 簡單破碎再生膠砂和

53、顆粒整形再生膠砂的需水量比試驗結(jié)果見表43。試驗結(jié)果表明，簡單破碎再生細骨料經(jīng)整形后，膠砂需水量比有了大幅度的降低，從1.308降至1.154。這是由于顆粒整形再生細骨料是在簡單破碎再生細骨料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過破碎整形機設(shè)備，除去了顆粒棱角與表面黏附的孔隙率高、吸水率大的砂漿，顆粒整形再生粗骨料粒形好、表面光滑，所以顆粒整形再生細骨料標準需水量小。表43 不同再生細骨料制備的膠砂需水量比細骨料品種膠砂流動度(mm)需水量( ml )需水量比天然細骨料127130簡單破碎再生細骨料126.51701.308顆粒整形再生細骨料129.51501.1544.2.4 再生膠砂強度比試驗結(jié)果與分析4.2.4

54、.1簡單破碎再生膠砂的強度比眾所周知，膠砂的強度與用水量有關(guān)，同時在制備膠砂時要滿足一定的工作性。再生膠砂的強度與用水量密切相關(guān)，為此，我們定義再生膠砂強度比的前提條件是采用規(guī)定的配合比，并采用相應(yīng)的標準需水量進行試驗。我們按照規(guī)定的配合比，用水量為需水量制備膠砂，在標準養(yǎng)護室養(yǎng)護28天后，測得的抗壓強度與強度比結(jié)果見表45。表45膠砂抗壓強度試驗結(jié)果細度模數(shù)1.82.12.42.83.13.4天然細骨料51.654.450.662.867.355.7簡單破碎再生細骨料38.042.149.954.256.243.0再生膠砂強度比0.740.770.990.860.830.77圖41 不同細度

55、模數(shù)再生細骨料的強度比簡單破碎再生細骨料不僅棱角多，表面粗糙，而且組分中含有硬化水泥砂漿以與混凝土塊在破碎過程中其部因損傷的累積造成大量微裂紋等原因，導(dǎo)致再生細骨料膠砂的標準需水量大、強度低。試驗結(jié)果表明簡單破碎再生膠砂的強度比在0.740.99之間波動。從圖41中我們可以看出，隨著細度模數(shù)的增加，簡單破碎再生膠砂的強度比先增加后減小，以細度模數(shù)為2.4時的再生膠砂的強度比最大，已達0.99。因此在使用再生細骨料配制普通混凝土?xí)r，細度模數(shù)要適中，不宜過細或過粗。4.2.4.2顆粒整形對再生膠砂強度比的影響 對同樣級配的天然細骨料、簡單破碎再生細骨料和顆粒整形再生細骨料進行強度試驗，強度與強度比

56、試驗結(jié)果見表46。表46 顆粒整形前后再生膠砂強度與強度比細骨料種類抗壓強度（MPa）抗壓強度比天然細骨料31.0簡單破碎再生細骨料23.80.77顆粒整形再生細骨料29.20.94從表中我們可以看出，再生細骨料顆粒整形前后強度比有大幅度的提高?？箟簭姸缺葟?.77提高到0.94，顆粒整形再生細骨料的強度接近天然細骨料。顆粒整形對再生細骨料膠砂的強度有一定的提高。4.3再生細骨料質(zhì)量標準的初步設(shè)想4.3.1 再生細骨料的性能簡單破碎所得的再生細骨料棱角較多，堆積密度小，空隙率大。通過顆粒整形與強化后的再生細骨料，粒形有所改善，性能有所提高。表47是兩種再生細骨料的級配情況，表48是兩種再生細骨

57、料與河砂的各種性能比較。表47 再生細骨料顆粒級配 (%)細骨料種類簡單破碎顆粒整形 區(qū)級配砂要求篩孔大小（mm）2.530.222.82501.2544.436.450100.6366.958.670410.31582.678.492700.1689.090.310090備注接近于 區(qū)粗砂 級 區(qū) 砂表48 細骨料性能比較細骨料河砂簡單破碎顆粒整形含泥量（%）2.68.25.4泥塊含量（%）1.60.20.3有機物含量（%）滿足要求滿足要求滿足要求堅固性（%）7.022.923.4細度模數(shù)2.83.12.8堆積密度(kg/m3)161512251425密實密度(kg/m3)173513651

58、560表觀密度(g/cm3)2.662.442.51空隙率（%）0.3930.4980.432吸水率（%）0.858.37.3結(jié)果表明，簡單破碎的再生細骨料顆粒棱角多，表面粗糙，且含有較多的微裂縫，導(dǎo)致再生細骨料的吸水率大、堆積密度和密實密度小。顆粒整形不僅可以改變再生細骨料的粒形，減少骨料中的微裂縫含量，同時也使細骨料中的水泥石顆粒增多。顆粒整形后的再生細骨料級配好、粒型好，顆粒堆積密度較整形前平均提高了10.3%，堆積密度和密實密度較整形前提高了約200 kg/m3，但仍比河砂低200 kg/m3左右，顆粒整形后的再生骨料的表觀密度略有提高，吸水率有所降低。同時我們也可以看出，無論是簡單破

59、碎再生細骨料，還是整形再生細骨料，它們的堅固性指標值和含泥量較大。我們認為，再生細骨料制備工程中會產(chǎn)生大量的“石粉”，雖然細度小于0.08mm，但是不能將其等同為“含泥量”；再生細骨料的堅固性指標過大，主要是其中含有大量的水泥石造成的結(jié)果。4.3.2關(guān)于再生細骨料分類與質(zhì)量標準的建議我國現(xiàn)行標準JGJ52-92，根據(jù)混凝土使用條件（干濕交替、凍融、堿骨料反應(yīng)等）和強度等級的不同，僅對砂的細度模數(shù)、級配、含泥量、泥塊含量、堅固性、有害物質(zhì)含量（包括云母、輕物質(zhì)、有機物、硫化物與硫酸鹽、氯離子含量）等作了具體質(zhì)量要求，而沒有對細骨料進行質(zhì)量等級劃分。與天然細骨料相比，不同工藝、不同方法制備的再生細

60、骨料質(zhì)量差異巨大。如果不進行品質(zhì)劃分，將會阻礙其應(yīng)用，甚至?xí)斐蓢乐氐馁|(zhì)量事故。目前我國尚無再生細骨料的技術(shù)標準，有必要納入規(guī)劃，并盡快實施。對于廢舊混凝土的再利用，日本、前聯(lián)、美國、德國、英國、丹麥、荷蘭等國家都開展了大量研究工作，其中日本研究的最好。目前，日本對再生細骨料的分類與質(zhì)量要求見表49。表49日本再生細骨料質(zhì)量等級等級品質(zhì)指標吸水率堅固性指標5%10%10% 從表49中可以看出，日本劃分再生細骨料等級主要是依據(jù)吸水率和堅固性指標。我們認為，再生細骨料的吸水率雖然能夠影響再生混凝土的工作性，但是有影響作用的還有骨料粒形、級配等很多因素。我們提出的膠砂需水量比能夠更直接、更全面地反映