建筑垃圾再生骨料表面改性及其對(duì)砂漿性能影響的研究.pdf

1、據(jù)統(tǒng)計(jì)僅汶川地震產(chǎn)生的建筑垃圾近六億噸，不但占用大量土地資源，而且對(duì)當(dāng)?shù)厮?、空氣、土壤造成?yán)重污染，當(dāng)前隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的不斷加快，如何科學(xué)合理的利用建筑垃圾成為亟需解決的問(wèn)題。將建筑垃圾中的廢棄混凝土、廢棄砂漿經(jīng)破碎、清洗、分級(jí)等工藝制得再生骨料，用于替代天然骨料制備再生混凝土、再生膠砂，可有效利用建筑垃圾。然而再生骨料的壓碎指標(biāo)和吸水率較高對(duì)再生混凝土性能影響較大，再生骨料—水泥石界面層是再生混凝土最薄弱區(qū)域，而再生骨料與

2、水泥石的界面結(jié)合性能不如天然骨料，降低了再生混凝土的性能。
　　本文研究?jī)?nèi)容包括采用無(wú)機(jī)改性、有機(jī)改性改性以及有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合改性的方式對(duì)再生細(xì)骨料進(jìn)行改性：首先分析了不同改性方式對(duì)再生細(xì)骨料物理性能的影響，包括表觀密度、吸水率、孔隙率以及壓碎指標(biāo)；其次分析了再生細(xì)骨料的改性對(duì)建筑垃圾再生細(xì)骨料水泥砂漿（簡(jiǎn)稱(chēng)再生膠砂）性能的影響，主要包括力學(xué)性能、耐久性、界面層厚度以及微觀形貌分析；最后本文針對(duì)不同改性方式對(duì)再生細(xì)骨料的表面改性機(jī)理

3、進(jìn)行分析，并構(gòu)建了再生細(xì)骨料表面微觀結(jié)構(gòu)模型。經(jīng)試驗(yàn)研究得出：
　　1．與天然骨料相比，再生細(xì)骨料具有密度小，吸水率、孔隙率大以及壓碎指標(biāo)值高的特點(diǎn)。再生細(xì)骨料10min吸水率為其24h吸水率的82.7％，制備再生膠砂其力學(xué)性能、耐久性較差。
　　2．無(wú)機(jī)改性再生細(xì)骨料，通過(guò)15wt%的礦渣漿液與5wt%的水玻璃溶液復(fù)合改性時(shí)改性效果較好。結(jié)合SEM圖，未改性再生細(xì)骨料試樣其表面存在較大的微裂紋，孔隙較多，結(jié)構(gòu)疏松；而經(jīng)水玻

4、璃溶液改性后，水玻璃固化生成的凝膠能夠在其表面形成一層粘結(jié)膜，表面結(jié)構(gòu)致密，同時(shí)促進(jìn)了礦渣微粉，降低了吸水率。
　　3．有機(jī)改性再生細(xì)骨料，采用10wt%的PVA溶液改性時(shí)，降低了其吸水率，改性效果較好，然而VAE乳液對(duì)骨料物理性能的作用不明顯。
　　4．采用10wt%礦渣微粉漿液、5wt%水玻璃溶液以及10wt%的PVA溶液復(fù)合改性骨料試樣其吸水率為2.3%，壓碎指標(biāo)值為8.7%。礦渣微粉漿液對(duì)再生細(xì)骨料的改性效果較明顯，

5、與其較小的粒度且較高的活性指數(shù)息息相關(guān)。
　　5．對(duì)傳統(tǒng)的再生膠砂制備工藝進(jìn)行改進(jìn)，采用預(yù)浸泡10min處理再生細(xì)骨料的“水泥裹砂”二次攪拌工藝，改善了再生膠砂的力學(xué)性能與耐久性。
　　6．針對(duì)再生膠砂的ITZ界面層厚度，無(wú)機(jī)改性起到了一定效果，而粉煤灰改性效果較差，有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合改性再生膠砂試樣其界面過(guò)渡區(qū)厚度集中在20μm~30μm。
　　7．針對(duì)再生膠砂的氣孔率，礦渣微粉與水玻璃復(fù)合改性試樣MA9其氣孔率為14.

6、9%，與未改性再生膠砂試樣相比，降低了57.2%。有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合改性顯著改善了再生膠砂試樣的氣孔率。
　　8．針對(duì)再生膠砂的力學(xué)性能，礦渣和水玻璃復(fù)合改性后顯著提高了再生膠砂的力學(xué)性能，而有機(jī)改性對(duì)再生膠砂的力學(xué)影響作用不明顯。有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合改性效果較好，其中改性再生膠砂試樣MC6其抗折強(qiáng)度提高了27.6%，抗壓強(qiáng)度提高了41.6%，抗壓強(qiáng)度與基準(zhǔn)水泥砂漿試樣相差僅4.9%。
　　9．針對(duì)再生膠砂的干燥收縮性能，粉煤灰改性效

7、果較差，有機(jī)改性再生膠砂的干燥收縮值影響較小。這主要是由于粉煤灰顆粒較大且活性較低，難以在水化初期起到對(duì)再生膠砂的干燥收縮的抑制作用。針對(duì)再生膠砂的抗凍融性能，無(wú)機(jī)改性、有機(jī)改性、有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合改性對(duì)再生膠砂的抗凍性能作用效果較好。綜上所述，本文經(jīng)試驗(yàn)研究得出再生細(xì)骨料的最佳改性方案為：10wt%礦渣微粉漿液、5wt%水玻璃溶液以及10wt%的PVA溶液。
　　10．針對(duì)再生膠砂的微觀結(jié)構(gòu)，未改性再生細(xì)骨料—水泥石界面過(guò)渡區(qū)ITZ