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混凝土廢料回收利用技術(shù)方法混凝土廢料主要來(lái)源于建筑拆除、施工剩余及預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程,其年產(chǎn)生量占建筑垃圾總量的40%至60%。這類(lèi)廢料以水泥石、骨料(砂、石)及未水化膠凝材料為主,若直接填埋不僅占用土地資源,還可能因堿性物質(zhì)溶出污染土壤和地下水?;厥绽没炷翉U料可實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)再生,降低天然砂石開(kāi)采壓力,對(duì)推動(dòng)建筑業(yè)綠色發(fā)展具有重要意義。當(dāng)前主流技術(shù)方法圍繞物理處理、化學(xué)改性及再生產(chǎn)品制備展開(kāi),具體可分為以下幾類(lèi)。一、物理處理技術(shù):基礎(chǔ)分選與再生骨料制備物理處理是混凝土廢料回收的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),核心目標(biāo)是通過(guò)破碎、篩分、清洗等工序,將廢料中的骨料(粗骨料、細(xì)骨料)與雜質(zhì)分離,制備符合標(biāo)準(zhǔn)的再生骨料(由廢棄混凝土破碎、篩分后得到的骨料)。1.破碎與篩分工藝破碎是將大塊混凝土廢料分解為小粒徑顆粒的關(guān)鍵步驟,通常采用顎式破碎機(jī)(粗碎,進(jìn)料粒徑≤1500mm,出料粒徑50至150mm)、反擊式破碎機(jī)(中碎,進(jìn)料粒徑≤500mm,出料粒徑20至40mm)或圓錐破碎機(jī)(細(xì)碎,進(jìn)料粒徑≤150mm,出料粒徑5至20mm)組合使用。破碎過(guò)程需控制單次破碎比(進(jìn)料與出料粒徑比)不超過(guò)10:1,避免骨料過(guò)度粉化。篩分設(shè)備多選用振動(dòng)篩,通過(guò)不同孔徑篩網(wǎng)(如4.75mm、9.5mm、19mm)將破碎后的物料分為粗骨料(粒徑>4.75mm)、細(xì)骨料(粒徑0.15至4.75mm)及石粉(粒徑<0.15mm)。研究顯示,多級(jí)破碎篩分可使再生粗骨料的針片狀顆粒含量降至15%以下,接近天然骨料標(biāo)準(zhǔn)(≤10%)。2.清洗除雜技術(shù)混凝土廢料中?;煊写u塊、塑料、金屬等雜質(zhì),且再生骨料表面附著硬化水泥漿(砂漿包裹層),會(huì)降低骨料與新膠凝材料的粘結(jié)性。清洗工藝通過(guò)水或機(jī)械摩擦去除雜質(zhì)及砂漿層,主要方法包括:①水力沖洗,利用高壓水流(壓力5至10MPa)沖刷骨料表面,同時(shí)通過(guò)旋流器分離密度較小的輕質(zhì)雜質(zhì);②摩擦清洗,采用輪斗洗砂機(jī)或螺旋洗砂機(jī),通過(guò)骨料間摩擦剝離砂漿層,清洗后再生骨料的含泥量(以砂漿包裹層為主)可從初始的8%至12%降至3%以下。需注意,清洗廢水需經(jīng)沉淀處理(沉淀池容積按每小時(shí)處理水量的2至3倍設(shè)計(jì)),上清液可循環(huán)利用,沉淀物(主要為石粉和砂漿顆粒)可作為輔助膠凝材料再利用。二、化學(xué)活化技術(shù):提升再生骨料性能的關(guān)鍵手段盡管物理處理可去除部分雜質(zhì),但再生骨料表面仍殘留約10%至20%的砂漿層,導(dǎo)致其孔隙率(15%至25%)顯著高于天然骨料(3%至5%),進(jìn)而影響再生混凝土的強(qiáng)度和耐久性?;瘜W(xué)活化技術(shù)通過(guò)表面改性改善骨料性能,主要包括以下兩類(lèi)方法。1.酸溶液處理利用弱酸(如濃度3%至5%的鹽酸或醋酸)與砂漿層中的氫氧化鈣(Ca(OH)?)反應(yīng),生成可溶的鈣鹽(如CaCl?或Ca(CH?COO)?),從而剝離部分砂漿層并細(xì)化骨料表面孔隙。處理時(shí)需控制浸泡時(shí)間(20至40分鐘)和溫度(20至30℃),避免過(guò)度反應(yīng)導(dǎo)致骨料強(qiáng)度下降。研究表明,酸處理后再生骨料的吸水率可從8%降至5%以下,與水泥漿體的粘結(jié)強(qiáng)度提高約20%至30%。2.膠凝材料包覆采用水泥凈漿或硅灰-水泥復(fù)合漿體對(duì)再生骨料進(jìn)行表面包覆,形成致密的“殼層”。包覆工藝需控制漿體水膠比(0.3至0.4)和包覆厚度(0.1至0.3mm),通過(guò)滾圓機(jī)或攪拌機(jī)使?jié){體均勻附著在骨料表面。包覆后的再生骨料孔隙率降低約15%至20%,用于制備混凝土?xí)r,28天抗壓強(qiáng)度較未處理骨料提高10%至15%。某工程案例中,采用硅灰包覆的再生骨料制備C35混凝土,實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度達(dá)38MPa,滿足設(shè)計(jì)要求。三、再生混凝土制備技術(shù):核心應(yīng)用方向再生混凝土是混凝土廢料回收的主要利用形式,其制備需綜合考慮再生骨料性能、配合比設(shè)計(jì)及施工工藝優(yōu)化。1.配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn)再生骨料的高孔隙率和吸濕性會(huì)影響混凝土的水膠比(水與膠凝材料質(zhì)量比)和工作性(流動(dòng)性、粘聚性)。設(shè)計(jì)時(shí)需采用“附加水法”:根據(jù)再生骨料的吸水率(試驗(yàn)測(cè)定)計(jì)算額外需水量,通常附加水量為骨料質(zhì)量的2%至4%。膠凝材料用量需較普通混凝土增加5%至10%,以補(bǔ)償骨料與漿體界面過(guò)渡區(qū)的薄弱環(huán)節(jié)。例如,制備C30再生混凝土?xí)r,膠凝材料用量宜控制在350至400kg/m3(普通混凝土為320至360kg/m3),水膠比0.45至0.50(普通混凝土0.48至0.55)。2.性能調(diào)控技術(shù)為提升再生混凝土的強(qiáng)度和耐久性,可采用以下措施:①摻加礦物摻合料(如粉煤灰、礦渣粉),其活性成分(SiO?、Al?O?)與水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)?發(fā)生二次水化反應(yīng),填充孔隙并增強(qiáng)界面粘結(jié);②使用減水劑(如聚羧酸系減水劑),降低水膠比的同時(shí)保持良好工作性,減水劑摻量通常為膠凝材料質(zhì)量的0.8%至1.2%;③限制再生骨料替代率(天然骨料被再生骨料替代的比例),研究表明,粗骨料替代率≤30%時(shí),再生混凝土的28天抗壓強(qiáng)度與普通混凝土基本相當(dāng);替代率50%時(shí),強(qiáng)度下降約10%至15%;替代率≥70%時(shí),需通過(guò)復(fù)合活化技術(shù)(如化學(xué)處理+礦物摻合料)補(bǔ)償性能損失。四、高附加值利用技術(shù):拓展回收應(yīng)用場(chǎng)景除再生混凝土外,混凝土廢料還可通過(guò)深加工制備其他高附加值產(chǎn)品,提升資源利用效率。1.再生透水混凝土利用再生粗骨料(粒徑5至20mm)的多孔特性,配合少量膠凝材料(水泥+硅灰)和外加劑(減水劑、增稠劑),制備孔隙率15%至25%的透水混凝土。其透水系數(shù)可達(dá)1.0至3.0mm/s(普通透水混凝土0.5至2.0mm/s),適用于城市道路、廣場(chǎng)等透水環(huán)境。某試點(diǎn)項(xiàng)目中,采用再生骨料制備的透水混凝土路面,經(jīng)2年使用后未出現(xiàn)明顯開(kāi)裂,透水性能保持率≥85%。2.再生砂漿與砌塊將再生細(xì)骨料(粒徑<4.75mm)與水泥、粉煤灰按比例(水泥:粉煤灰:細(xì)骨料=1:0.3:4至5)混合,可制備M5至M15再生砂漿,用于墻體抹灰或小型砌塊砌筑。再生砌塊(如普通混凝土磚、多孔磚)的制備需控制骨料級(jí)配(粗骨料:細(xì)骨料=3:7至4:6)和成型壓力(15至20MPa),其抗壓強(qiáng)度可達(dá)10至20MPa,滿足非承重墻體材料要求。3.路基填料與回填材料對(duì)于未嚴(yán)格分選的混凝土廢料(含少量雜質(zhì)),可破碎至粒徑≤300mm后直接作為路基填料。其壓實(shí)度(≥95%)和承載比(CBR,≥8%)需滿足公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范要求。研究顯示,再生填料的回彈模量(80至120MPa)與天然碎石填料(100至150MPa)接近,可替代部分天然骨料用于道路基層或底基層。五、關(guān)鍵注意事項(xiàng):保障回收效果的核心環(huán)節(jié)混凝土廢料回收利用需關(guān)注以下要點(diǎn):①分類(lèi)收集,拆除階段需將混凝土廢料與其他建筑垃圾(如木材、金屬)分開(kāi),避免雜質(zhì)混入;②性能檢測(cè),再生骨料需檢測(cè)顆粒級(jí)配、含泥量、壓碎指標(biāo)(粗骨料≤25%,細(xì)骨料≤30%)等參數(shù),不符合要求的需重新處理;③環(huán)境控制,破碎、篩分過(guò)程需配置除塵設(shè)備(粉塵濃度≤10mg/m3),清洗廢水需循環(huán)利用,避免二次污染;④經(jīng)濟(jì)評(píng)估,綜合考慮處理成本(設(shè)備、能耗、人工)與再

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