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廣交會︱鴻益機械與您相約第136屆秋季廣交會
鴻益機械與您相約第136屆秋季廣交會
我國城鎮(zhèn)建設(shè)不斷加速擴展，城鎮(zhèn)改造和建筑工業(yè)的飛速發(fā)展，伴隨著大量的建筑拆除垃圾“圍困”城鎮(zhèn)。據(jù)估算，每拆除 1 萬平米 的舊建筑， 將產(chǎn)生 0.7～1.3 萬 t 的建筑拆除垃圾。大量建筑垃圾未經(jīng)任何處理，直接運往城鎮(zhèn)郊區(qū)露天堆放，侵占土地，持續(xù)污染土壤、水源、河道和植被等，綜合回用建筑垃圾對解決城鎮(zhèn)面臨的圍困問題和環(huán)境污染問題具有重要的作用 。當(dāng)前對建筑拆除的研究主要集中于再生骨料和再生混凝土等方面，未能全組分回收利用建筑垃圾。另外，水泥產(chǎn)品生產(chǎn)消耗大量自然資源和能源，可消納大量的固體廢棄物，節(jié)約資源和能源。為了提高建筑拆除垃圾的資源化效率和質(zhì)量，筆者對建筑拆除垃圾用作水泥混合材進(jìn)行了試驗研究。
水泥混合材依靠其初始組成、顆粒堆積和反應(yīng)活性等輔助水泥熟料水化膠凝， 在輔助水泥膠凝的同時實現(xiàn)了固體廢物資源化。建筑拆除垃圾主要由廢棄混凝土和廢棄粘土磚等組成， 張長森等研究發(fā)現(xiàn)摻入20%建筑垃圾水泥膠砂抗壓強度可達(dá)54.1MPa，建筑垃圾在體系中起到調(diào)整顆粒級配和改善漿體性能等效果， 但建筑垃圾活性不夠和物化性質(zhì)不穩(wěn)定導(dǎo)致?lián)搅坎桓?。筆者針對贛州地區(qū)建筑垃圾特點， 將建筑垃圾分類為廢棄混凝土和廢棄粘土磚分別單摻和不同配比復(fù)合摻作水泥混合材，并作相關(guān)的活性激發(fā)試驗。
廢棄混凝土主要由廢棄混凝土粉磨后 200 目篩下細(xì)粉組成，廢棄混凝土中含有石英、碳酸鈣、長石和水化硅酸鈣礦物， 廢棄粘土磚中含有石英和鈣長石，具有一定的礦物活性，具備作水泥活性混合材的條件。
從圖 2 和圖 3 結(jié)果可知:
(1) 水泥熟料摻廢棄混凝土和廢棄粘土磚作混合材，降低了水泥熟料的強度。究其原因，水泥強度主要來源于水泥熟料的水化產(chǎn)物 C-S-H 強度， 因廢棄混凝土和廢棄粘土磚的水化活性不及水泥熟料，樣品水泥總體的水化活性有所降低，降低了水泥強度。
(2) 達(dá)到 P·O 42.5Ｒ等級強度， 廢棄混凝土可摻 30%,廢棄粘土磚可摻 10% 左右。同時，摻量在10% 以內(nèi)廢棄粘土磚水泥 28 d 膠砂強度較廢棄混凝土水泥 28 d 膠砂強度稍高。廢棄粘土磚中酸性氧化物總量( SiO4 + Al2O3 + Fe2O3) 高達(dá) 92.61% ，降低了水化堿度，加快了水化反應(yīng)進(jìn)程， 文獻(xiàn)指出水泥熟料的 C3S 水化釋放出的 Ca (OH) 2 與活性SiO2 和 Al2O3 發(fā)生二次水化反應(yīng)， 同時， 活性 SiO2與已水化生成的高 Ca /Si 的 C-S-H 反應(yīng)生成 Ca /Si 低的 C- S-H。在充分水化的條件下， 摻適量的建筑垃圾( 摻量＜10% ) 可穩(wěn)定有效保持水泥強度水平。摻少量混合材水泥體系中， 混合材的主要作用是發(fā)生二次水化反應(yīng)促進(jìn)水泥熟料水化速率， 廢棄粘土磚水泥的酸性比廢棄混凝土水泥的高， 其水泥熟料水化速率較廢棄混凝土水泥體系中的要高。
(3) 摻量大于 10% 后，廢棄混凝土水泥膠砂強度較廢棄粘土磚水泥的高。廢棄混凝土中含有部分未水化的水泥顆粒， 具有一定的水化活性。同時廢棄混凝土中碳酸鈣含量高， 在水化過程可與熟料的C3A 和 C4AF 反應(yīng)生成水化碳鋁酸鈣 ， 可以與其他水化產(chǎn)物相互搭接，使體系結(jié)構(gòu)更加密實，增強體系的強度。
(4) 廢棄混凝土摻量 20% 以內(nèi)或廢棄粘土磚粉摻量 10% 以內(nèi)可部分有效提高水泥的早期強度， 而高建筑垃圾摻量的樣品水泥早期水化強度明顯降低。文獻(xiàn)指出水泥顆粒水化的同時受結(jié)晶成核和晶體生長過程、相邊界反應(yīng)過程、擴散過程 3 個過程控制，但整個水化過程取決于其中最慢的一個反應(yīng)過程。對于低建筑垃圾摻量的水泥水化速率取決于水化結(jié)晶成核和晶體生長過程,補充和增強了低摻量水泥早期強度，原因有三: 一是因建筑垃圾中活性礦物與Ca(OH) 2 反應(yīng)生成 C-S-H 凝膠; 二是惰性的建筑垃圾以針狀、柱狀和薄板狀的細(xì)微晶體與已生成的 C- S - H 交織連鎖起來; 三是建筑垃圾中較大表面積的細(xì)微晶粒在集料表面有強大的吸附能力，提高水泥與集料的粘合力。而對于高建筑垃圾摻量的水泥水化的初期主要取決于固液反應(yīng)，因大量細(xì)小建筑垃圾顆粒對水泥顆粒起到分散作用，和膠砂拌合初期建筑垃圾顆粒起的“微集料效應(yīng)”積蓄了大量水分， 降低了水泥顆粒與水分子的碰撞發(fā)生速率，早期強度明顯降低。
2.2建筑垃圾活性激發(fā)試驗結(jié)果與討論
采用 28 d 抗壓強度比 K 作為衡量混合材摻料活性指標(biāo)。K=Ｒ1 /Ｒ2 × 100式中，Ｒ1 為摻 30% 建筑垃圾混合材的試驗樣品 28 d抗壓強度，Ｒ2 為未摻混合材的對照樣品 28 d 抗壓強度。試樣的設(shè)計配合比及強度和活性指標(biāo)試驗結(jié)果見表 2。
