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1、建筑垃圾再生集料及其配制新混凝土的研究建筑垃圾再生集料及其配制新混凝土的研究（20044BA8809BB03005）项目研究总总结报告告青岛理工大大学2006年年2月第1章 绪绪论1.1 研研究背景景从20世纪纪60年代代开始，混混凝土的的用量急急剧增加加，如果果混凝土土建筑物物的使用用寿命按按50年左左右考虑虑，可以以预计在在不远的的将来，由由解体而而产生的的混凝土土量会急急剧增加加。由于于建筑业业对混凝凝土的大大需求以以及废旧旧混凝土土的大量量的产生生，我们们必将面面临，废废旧混凝凝土的处处理和天天然砂石石的紧张张两个非非常严峻峻的问题题。一方面，我我国与其其它国家家一样，许许多老建建筑物
2、已已达到了了使用寿寿命，加加之城区区改造等等工程，每每年拆除除的废旧旧混凝土土量十分分巨大，并并呈逐年年增多的的趋势。若若将这些些由解体体而产生生的混凝凝土作为为废弃物物进行掩掩埋处理理，无论论是在环环境保护护方面，还还是在资资源利用用方面，都都非上策策。因此此，城市市建筑垃垃圾主要要是废旧旧混凝土土的资源源化处理理是当今今世界众众多国家家，特别别是发达达国家的的环境保保护和可可持续发发展战略略追求的的目标之之一。建建筑垃圾圾资源化化循环利利用，对对于环境境保护和和自然资资源保护护都具有有重要意意义。虽虽然我国国建筑垃垃圾循环环利用的的水平与与世界先先进国家家有很大大的差距距，但是是国家对对废
3、旧混混凝土的的再生利利用的研研究十分分重视，已已将其列列入国家家“十五”科技攻攻关项目目，本课课题则是是来源于于“绿色建建筑关键键技术研研究中的的子课题题三建筑筑垃圾再再生骨料料及其配配制新混混凝土的的研究”。另一方面，作作为最大大宗建筑筑材料的的混凝土土，其生生产需要要大量的的天然砂砂石骨料料。生产产1立方方米混凝凝土大约约需要11700020000千千克的砂砂石骨料料。目前前，全世世界每年年混凝土土的使用用量超过过20亿立立方米，砂砂石骨料料用量超超过34440亿亿吨。对对砂石骨骨料如此此巨大的的需求，必必然导致致大量的的开山采采石，破破坏生态态环境。为解决上述述两方面面的问题题，我们们必
4、须改改变传统统的混凝凝土生产产方式，将将混凝土土的生产产方式转转变到一一个可持持续发展展的轨道道上。再再生混凝凝土骨料料，正是是密切联联系上述述两个问问题而提提出的。利利用废旧旧混凝土土制备出出高品质质的再生生骨料，不不仅可以以节省天天然骨料料资源，而而且还可可以减少少废旧混混凝土对对环境的的污染，从从而实现现废旧混混凝土的的循环再再利用，走走绿色可可持续的的发展道道路。再生混凝土土骨料（简简称再生生骨料），是是将废旧旧混凝土土块经过过破碎、清清洗与分分级后，按按一定的的比例级级配混合合形成的的混凝土土骨料。用用其部分分或全部部替代砂石等等天然骨骨料配制制而成的的新混凝凝土称为为再生混混凝土。
5、相相对于再再生混凝凝土而言言，用来来生产再再生骨料料的废旧旧混凝土土称为原原混凝土土。1.2 国国内外再再生混凝凝土的研研究现状状对于废旧混混凝土的的再生利利用，日日本、前前苏联、美美国、德德国、英英国、丹丹麦、荷荷兰等国国家都开开展了大大量的研研究工作作，其中中以日本本研究的的最好1-112。日日本由于于国土面面积小，资资源相对对匮乏，十十分重视视废旧混混凝土资资源化再再利用的的研究，他他们将建建筑垃圾圾视为“建筑副副产品”。早在在19777年，日日本政府府就制定定了再再生骨料料和再生生混凝土土使用规规范，并并相继在在各地建建立了以以处理混混凝土废废弃物为为主的再再生加工工厂，还还制定了了多
6、项法法规来保保证再生生混凝土土的发展展。此外外，日本本还对再再生混凝凝土的吸吸水性、强强度、配配合比、收收缩、抗抗冻性等等进行了了系统的的研究。20世纪70年代主要对低品质再生骨料的利用方法进行了开发研究，当时的再生骨料品质低劣，除了在路基工程的应用之外，在一般建筑物上没有应用。近年来，为了提高再生骨料的性能，再生骨料制备技术急速发展，各种制备方法应运而生。生产出的再生骨料性能已经接近普通骨料性能，同时再生骨料的制备技术已经具备了比较高的骨料回收率。国内再生骨骨料的研研究起步步较晚13-17，生产产出的再再生骨料料性能较较差（粒粒形和级级配都不好，表表面附有有大量砂砂浆，吸吸水率大大，密实实体
7、积小小，压碎碎指标低低），多多用于低低强度的的混凝土土及其制制品。近近几年，人人们对再再生混凝凝土研究究越来越越多，但但是研究究工作主主要集中中在用再再生骨料料部分或或全部代代替天然然骨料后后，对制制备的混混凝土的的性能影影响方面面，以及及在制备备混凝土土时添加加粉煤灰灰等矿物物掺合料料来提高高再生混混凝土的的各种性性能。除除了很少少学者开开展过对对简单破破碎所得得骨料进进行表面面化学处处理（表表面挂浆浆或聚合合物处理理等）的的研究外外，对再再生骨料料制备技技术的研研究工作作甚少，而而且没有有获得令令人满意意的效果果。国内内也有利利用再生生骨料制制备高性性能混凝凝土的报报道，但但用于制制作再生
8、生骨料的的原混凝凝土是预预先专门门配制的的C1000高强强混凝土土177，没没有太大大的实用用价值。 目目前国内内外再生生骨料的的制备技技术主要要是将切切割破碎碎设备、传传送机械械、筛分分设备和和清除杂杂质的设设备有机机地组合合在一起起，共同同完成破破碎、筛筛分和除除去杂质质等工序序，最后后得到符符合质量量要求的的再生细细骨料和和再生粗粗骨料。国外具有代代表性的的再生骨骨料制备备工艺流流程见图图11所示示19，大体体可分为为以下三三个阶段段：(1)预处处理破碎碎阶段：先除去废废旧混凝凝土中的的杂质，然然后用破破碎机将将混凝土土块破碎碎成约440mmm粒径的的颗粒，最最后用鄂鄂式破碎碎机破碎碎成
9、颗粒粒更小的的骨料。(2)强化化处理阶阶段：混混凝土块块在强化化处理设设备内高高速飞转转，使其其相互碰碰撞、摩摩擦，除除去附着着于骨料料表面的的水泥浆浆和砂浆浆，改善善骨料的的表面状状况。(3)筛分分阶段：经强化化设备处处理后的的材料经经过筛分，除去去水泥和和砂浆等等细小颗颗粒，最最后得到到再生骨骨料。图11 再生生骨料制制备过程程示意图图国内对再生生骨料的的研究起起步较晚晚，尚未未形成工工业化生生产，主主要是由由破碎和和筛分两两部分组组成。和和国外的的制备工工艺比较较，中间间缺少强强化处理理阶段，这这也使得得由此得得到的再再生骨料料性能明明显劣于于天然骨骨料。因因此，对对再生骨骨料的强强化处
10、理理具有很很大的现现实意义义和发展展潜力。如如果再生生骨料的的性能可可以和天天然骨料料持平，甚甚或是优优于天然然骨料，那那么废旧旧混凝土土的再生生利用再再生混凝凝土就能够实实现产业业化生产产。再生粗骨料料颗粒一一般由表表面洁净净的石子子、表面面包裹着着部分水水泥砂浆浆的石子子和水泥泥砂浆颗颗粒三部部分组成成。再生生细骨料料主要由由表面无无水泥浆浆的砂粒粒、表面面附着水水泥浆的的砂粒、水水泥石颗颗粒和少少量破碎碎石块组组成。天天然细骨骨料的尺尺寸范围围一般为0 .1655，由由于再生生细骨料料中含有有细小水水泥石颗颗粒，再再生细骨骨料的粒粒径尺寸寸范围可可以放宽宽定为00 .0085。目前我国尚
11、尚无再生生混凝土土骨料的的相关标标准，应应加大再再生混凝凝土骨料料的研究究，制定定相关的的质量评评定标准准，使再再生混凝凝土广泛泛应用于实实际工程程。日本本开展再再生骨料料的研究究较早，并对再生骨料的质量进行了分类【20】，具体情况见表11。表11 日本本再生骨骨料质量量等级粗骨料 细细骨料等级 吸水水率 坚固固性指标标1 等级级 吸吸水率 坚坚固性指指标 33% 112% 5% 10% 3% 400 100% 或者5% 122% 3% 1.3 低低品质再再生骨料料的性能能1.3.11 吸水水率未经强化处处理的简简单破碎碎再生骨骨料即低低品质再再生骨料料颗粒棱棱角多，表表面粗糙糙，组分分中还含
12、含有硬化化水泥砂砂浆（水水泥砂浆浆孔隙率率大、吸吸水率高高），再再加上混混凝土块块在解体体、破碎碎过程中中因损伤伤累积在在内部造造成大量量微裂纹纹，导致致再生骨骨料的孔孔隙率增增大，从从而使吸吸水率和和吸水速速率增大大。吸水水率的大大小与骨骨料中的的水泥石石含量、骨骨料表面面的水泥泥砂浆附附着率原混凝凝土强度度原混凝凝土所用用骨料种种类和再再生骨料料的制备备方法等等因素有有关。本文作者先先将废旧旧混凝土土经简单单破碎后后得到低低品质再再生粗骨骨料，然然后对不不同粒径径的再生生粗骨料料进行吸吸水率试试验，分分别测试试它们在在不同时时间段内内（300minn、1h、24hh）的吸吸水率，结结果见表
13、表122。再生生粗骨料料的吸水水率较大大，最高高达到77.9%。同时时再生粗粗骨料吸吸水速率率较快，30min吸水率可以达到24h吸水率的86%93%。随着骨料粒径的减小，吸水率依次增大，这是由于粗骨料表面的水泥砂浆附着率随着粒径的减小而增加的缘故。表12 再生生粗骨料料不同粒粒径吸水水率（）颗粒尺寸（mm）30minn1h24h5.0110.007.07.47.910.016.05.45.45.816.020.04.64.95.120.025.03.94.04.525.031.54.04.24.41.3.22 表观观密度同天然砂石石骨料相相比，再再生骨料料表面还还包裹着着相当数数量的水水泥砂
14、浆浆，表面面粗糙、棱棱角较多多，内部部存在大大量微裂裂纹，从从而导致致再生骨骨料的堆堆积密度度和表观观密度均均比天然然骨料低低。从目目前的文文献看，其其数值的的离散性性较大，主主要与制制备方法法、原混混凝土的的材料和和性能等等因素有有关。通通常再生生细骨料料的堆积积密度为为天然细细骨料的的75%80%，再生生粗骨料料的堆积积密度为为天然粗粗骨料的的85%以上；再生细细骨料的的表观密密度为天天然细骨骨料的880%85%，再生生粗骨料料表观密密度为天天然粗骨骨料的990%以上。1.3.33 压碎碎指标压碎指标是是表示骨骨料强度度的一个个参数。由由于再生生粗骨料料表面包包裹着水水泥石或或砂浆，所所以
15、再生生粗骨料的的压碎指指标值远远高于天天然粗骨料。再再生骨料料的压碎碎指标值值的大小小与原混混凝土的的强度和和制备破破碎方法法等因素素有关。原原混凝土土的强度度越高，再再生骨料料的压碎碎指标值值越低；再生粗粗骨料表表面水泥泥砂浆附附着率越越小，压压碎指标标值越低低；再生生骨料颗颗粒的三三度尺寸寸越接近近，压碎碎指标值值越低。1.4 本本文的研研究内容容和原材材料的选选用由于简单破破碎后获获得的低低品质再再生骨料料的性能能明显劣劣于天然然骨料，使使得再生生骨料仅仅用于制制备低强强度的混混凝土及及其制品品，还未未用于高高强度混混凝土结结构的构构件如柱柱、梁、楼楼板等，大大大限制制了再生生混凝土土的
16、发展展和应用用。简单单破碎后后的再生生骨料经经过强化化处理后后，性能能将有很很大的改改善。参照国内外外文献中中关于再再生骨料料的强化化技术，主主要包括括物理强强化和化化学强化化方法，并并对其进进行比较较，我们们找到了了一种适适合我们们国家废废旧混凝凝土利用用的强化化技术即即再生骨骨料颗粒粒整形强强化技术术，即通通过颗粒粒整形设设备对再再生骨料料颗粒进进行强化化。经过过大量的的实验证证明即对对颗粒整整形处理理前后的的再生骨骨料进行行性能实实验对比比，该技技术对再再生骨料料性能改改善的效效果很显显著。由于我们国国家对于于再生骨骨料的研研究起步步较晚，还还未有相相关的技技术标准准。我们们期望通通过试
17、验验研究能能找出更更好地反反映再生生骨料性性能的试试验方法法，然后后对再生生骨料进进行初步步的分类类，并对对其质量量检测提提出一定定的要求求。 再再生骨料料的性能能通过颗颗粒整形形后性能能有所改改变，但但其对再再生混凝凝土的性性能是否否也起到到积极的的作用，课课题最后后对再生生混凝土土的性能能主要是是新拌混混凝土的的性能和和硬化后后的力学学性能进进行试验验，并以以此判断断颗粒整整形再生生骨料的的可行性性。考虑到废旧旧混凝土土的来源源情况比比较复杂杂，强度度等级会会在一定定范围内内波动，我我们选用用的原混混凝土是是建筑工工程质检检站检验验后的强强度等级级为C220CC50混混凝土的的混合料料，这
18、些些混凝土土的龄期期一般在在一年左左右。我我们首先先利用颚颚式破碎碎机将原原混凝土土试块破破碎成最最大粒径径为311.5mmm的再再生骨料料，经混混合均化化处理后后，再进进行整形形处理。最最后将处处理后的的再生骨骨料用筛筛孔直径径为5mmm的圆圆孔筛进进行筛分分，即可可得到再再生粗骨骨料和再再生细骨骨料。第2章 再再生骨料料强化技技术2.1 再再生骨料料强化的的必要性性再生骨料颗颗粒棱角角多，表表面粗糙糙，组分分中还含含有硬化化水泥砂砂浆，再再加上混混凝土块块在破碎碎过程中中因损伤伤累积在在内部造造成大量量微裂纹纹，导致致再生骨骨料的孔孔隙率大大、吸水水率大、堆堆积密度度小、压压碎指标标值高的
19、的性能特特点。与与普通骨骨料相比比，再生生骨料制制备的再再生混凝凝土用水水量较大大、硬化化后的强强度低、弹弹性模量量低。此此外，再再生混凝凝土的抗抗渗性、抗抗冻性、抗抗碳化能能力、收收缩、徐徐变和抗抗氯离子子渗透性性等耐久久性能也也均劣于普通通混凝土土。为了了提高再再生混凝凝土的性性能，须须对简单单破碎获获得的低低品质再再生骨料料进行强强化处理理。强化化处理的的目的主主要是改改善骨料料的粒形形并除去去再生骨骨料表面面所附着着的硬化化水泥石石，从而而提高骨骨料的性性能。国国内外使使用的强强化方法法主要有有化学强强化与物物理强化化两种。2.2 国国内外再再生骨料料强化技技术综述述2.2.11 国内
20、内再生骨骨料强化化技术国内再生骨骨料强化化技术主主要为化化学强化化技术，即即采用不不同性质质的材料料（如聚聚合物、有有机硅防防水剂、纯纯水泥浆浆、水泥泥外掺KKim粉粉、水泥泥外掺一一级粉煤煤灰等）对对再生骨骨料进行行浸渍、淋淋洗、干干燥等处处理，使使再生骨骨料得到到强化的的方法。研究结果表明，化学强化对再生骨料本身的强度有一定程度的提高，但其对再生骨料混凝土的强度提高效果并不明显，没有推广应用价值21。2.2.11.1 用聚合合物（PPVA）和和有机硅硅防水剂剂处理将1%PVVA溶液液【22】用水稀稀释23倍，并并搅拌均均匀，然然后把再再生骨料料倒入上上述稀释释的PVVA溶液液中，浸浸泡48
21、8小时。在在此期间间，用铁铁棒加以以搅拌或或用力来来回颠簸簸，尽量量赶走骨骨料表面面的气泡泡，最后后用带筛筛孔的器器皿将再再生骨料料捞出，在在5060的温度度下烘干干。将有机硅防防水剂用用水稀释释56倍，搅搅拌均匀匀后，把把再生骨骨料倒入入稀释的的有机硅硅溶液中中，浸泡泡24小时时，操作作方法同同用聚合合物处理理。用PVA溶溶液和有有机硅防防水剂均均能改善善骨料的的表面状状况，从从而降低低再生骨骨料的吸吸水率，见见表2117。表21 再生粗粗骨料表表面处理理与吸水水率的关关系 未经处处理的 用聚聚合物处处理过 用有机机硅防水水剂处理理再生粗骨料料 的再再生粗骨骨料 过过的再生生粗骨料料 浸泡时
22、间 1hh 244h 1h 224h 11h 24hh吸水率（） 2.5 44.855 0.998 22.055 0.76 1.228可以看出，经经聚合物物和有机机硅防水水剂处理理过的再生生骨料的的吸水率率有很大大程度的的降低。经有机硅防水剂处理的再生骨料，24小时吸水率很小，表明有机硅防水剂对再生骨料的强化效果显著。2.2.11.2 用水泥泥浆液处处理该方法是用用事先调调制好的的高强度度水泥浆浆对再生生骨料进进行浸泡泡、干燥燥等强化化处理，以以改善再再生骨料料的孔结结构来提提高再生生骨料的的性能【21】。为了了改善水水泥浆的的性能，可可以掺入入适量的的其它物物质如粉粉煤灰、硅硅粉、KKim粉
23、粉等。研究结果表表明，化化学强化化对再生生骨料本本身的强强度有一一定程度度的提高高，但其其对再生生骨料混混凝土的的强度提提高效果果并不明明显。2.2.22 国外再再生骨料料强化技技术国外再生骨骨料强化化技术主主要为物物理强化化技术，即即使用机机械设备备对再生生骨料进进行处理理，除去去表面黏黏附的水水泥砂浆浆和颗粒粒棱角。物物理强化化方法主主要有立立式偏心心装置研磨磨法、卧卧式回转转研磨法法、加热热研磨法法和磨内内研磨法法等几种种方法499。2.2.22.1 立式偏偏心装置置研磨法法立式偏心装装置研磨磨法所用用设备见见图21所所示。该该设备主主要由外外部筒壁壁、内部部的高速速旋转的的偏心轮轮和驱
24、动动装置所所组成。该设备构造类似于锥式破碎机，不同点是转动部分为柱状结构，而且转速快。由日本竹中工务店研制开发的立式偏心研磨装置的外筒内直径为72mm，内部的高速旋转的偏心轮的直径为66mm。预先处理破碎好的物料进入到内外装置间的空腔后，受到高速旋转的偏心轮的研磨作用，使得黏附在骨料表面的水泥浆体被磨掉。由于颗粒间的相互作用，骨料上较为突出的棱角也会被磨掉，从而使再生骨料的性能得以提高。 图图21 立式偏心心装置研研磨设备备示意图图2.2.22.2 卧式回回转研磨磨法由日本水泥泥株式会会社研制制开发的的卧式强强制研磨磨设备外外形见图图222，其内内部构造造见图223。该该设备十十分类似似于倾斜
25、斜布置的的螺旋输输送机，只只是将螺螺旋叶片片改造成成带有研研磨块的的螺旋带带，在机机壳内壁壁上也布布置着大大量的耐耐磨衬板板，并且且在螺旋旋带的顶顶端装有有与螺旋旋带转向向相反的锥锥形体，以以增加对对物料的的研磨作作用。进进入设备备内部的的预先破碎处理理的物料料，由于于受到研研磨块、衬衬板以及及物料之之间的相相互作用用，骨料料上较为为突出的的棱角也也会被磨磨掉，从从而使再再生骨料料的性能能得以提提高。 图22 卧式强强制研磨磨设备图图 23 卧式强强制研磨磨设备内内部构造造2.2.22.3 加热研研磨法塊微粉再生再骨材再生粗骨材充填型加熱装置一次装置二次装置振動篩混凝土块微粉再生细骨料再生粗骨
26、料加热装置一次研磨二次研磨振动筛图25加热研磨法制造再生骨料日本三菱公公司研制制开发的的加热研研磨法的的工作原理理见图244。预先先破碎好的混凝土土块经33004000加加热处理理，使水泥泥石脱水、脆脆化，然然后在磨机内内对其进进行冲击击和研磨磨处理，有效除去去再生骨骨料表面面黏附的的水泥石残残余物。加加热研磨磨处理工工艺，不不但可以以回收高高品质的的再生粗粗骨料，还还可以回收收高品质质再生细细骨料和和微集料料（粉料料）。加加热温度度越高，研研磨处理理越容易易；但是是当加热热温度超超过5000时时，不仅仅使骨料料性能产生生劣化，而而且加热热与研磨磨的总能能量消耗耗会显著提高高9、223。图24
27、加热研磨法的技术加熱処理処理塊脱水選択的加热处理研磨处理混凝土块水泥石脱水脆化水泥石被去除加热研磨法法工艺流流程见图255。混凝凝土块经经过预先先破碎成50mmm以下下的块体体，投入到到充填型型加热装装置内，经3000的热热风加热热使水泥泥石脱水、脆脆化，物物料经传传送带装装置进入入双重圆筒型磨磨机，在磨机内受到钢钢球研磨磨体的冲冲击与研研磨作用用后，粗粗骨料由由内筒排排出，水水泥砂浆浆部分将将从外筒筒排出。一次研研磨处理理后的物物料（粗粗骨料和和水泥砂浆）一同同进入到到二次研研磨装置置中。二二次研磨磨装置是是以回收收的粗骨骨料作研研磨体对对水泥砂砂浆部分分进行再再次研磨磨。最后后，通过过振动
28、筛筛和风选选工艺，对粗骨料、细骨料以及副产品（微粉）进行分级处理。利用加热研研磨工艺艺生产出出的高品品质再生生粗骨料料的密度度2.55/cmm3、吸水水率3.00%，再再生细骨骨料的密密度2.55/cmm3，吸水水率4.0%，接接近普通通骨料的的性能。使使得高品品质再生生骨料使使用范围围完全可可以扩大大到高流流动性混凝土土或大体体积混凝凝土中。2.2.22.4 磨内研研磨法磨内研磨法法主要在在前苏联联有所研研究。分分为有研研磨体和和无研磨磨体（主主要依靠靠物料相相互间的的研磨作作用）两两种基本本形式。前前种形式式主要利利用球磨磨机或棒棒球磨进进行强化化，后种种形式可可以理解解为无介介质磨。磨磨
29、内研磨磨法的动动力消耗耗大，效效率低，设设备和研研磨体磨磨损严重重。试验表明，经经球磨机机强化的的再生骨骨料质量量大幅度度提高，再再生粗骨骨料的压压碎指标标可降低低50%以上，见见表22【24】。这种种物理强强化方法法十分有有效，所所制备出出的再生生骨料能能用于生生产钢筋筋混凝土土构件。表22 物理活活化再生生骨料的的效果骨料 粒级 堆积密密度 重重量吸水水率 不不同状态态下的压压碎指标标值 mm kgg/m33 % 干干燥 饱水未处理 510 11170 7.0 22.5 299.2 11020 自研磨* 510 13310 4.3 13.3 166.8 11020 220.11 20.9经
30、球磨 510 13350 3.8 11.2 133.4机研磨 11020 112.77 11.8自研磨：再再生骨料料通过回回转的滚滚筒，靠靠自重摩摩擦作用用活化。可以看出，经经过研磨磨机的研研磨作用用，再生生粗骨料料表面水水泥砂浆浆附着率率减小，颗颗粒表面面的形态态得到改改善。再再生骨料料的吸水水率和压压碎指标标有所降降低，堆堆积密度度有所提提高。2.3再生生骨料颗颗粒整形形强化技技术研究究借鉴国外的的物理强强化技术术经验，我我们找到到了一种种实用且且有效的的再生骨骨料强化化处理方方法再生骨骨料颗粒粒整形法法。所谓谓颗粒整整形强化化法，就就是通过过“再生骨骨料高速速自击与与摩擦”来击掉掉骨料表
31、表面附着着的砂浆浆或水泥泥石，并并除掉骨骨料颗粒粒上较为为突出的的棱角，使使其成为为较为干干净、较较为圆滑滑的再生生骨料，从从而实现现对再生生骨料性性能的强强化。2.3.11颗粒整整形设备备工作原原理我们所用的的破碎整整形设备备是磨料料行业中中使用的的一种整整形设备备，其外外形见图26，结结构和工工作原理理见图227。该该破碎整整形机由由主机系系统、除除尘系统统、电控控系统、润润滑系统统和压力力密封系系统组成成。图26破破碎整形形设备外外形 图27 结结构和工工作原理理 图图288 设备备工作时时进料情情况 图图299 设设备工作作结束时时机内情情况主机系统内内装有一一个立轴轴式旋转转叶轮（撒
32、撒料盘），工工作时物物料由上上端进料料口（见见图28）进进入机内内，被分分成两股股物料流。其其中，一一部分物物料经叶叶轮顶部部进入叶叶轮内腔腔，由于于受离心心力作用而而加速，并并被高速速抛射出出（最大大时速可可达1000m/s）；另一部部分物料料由主机机内分料料系统沿沿叶轮四四周落下下，并与与叶轮抛抛射出的的物料相相碰撞。高速旋转飞盘抛出的物料在离心力的作用下填充死角，形成永久性物料曲面（见图29）。该曲面不仅保护腔体免受磨损，而且还会增加物料间的高速摩擦和碰撞。碰撞后的物料沿曲面落下，与飞盘抛出的物料进行再次碰撞，直至最后沿下腔体流出。物料经过多次碰撞摩擦而得到粉碎和整形。在工作过程中，高速
33、物料很少与机体接触，从而提高了设备的使用寿命。 2.3.22颗粒整整形设备备的性能能特点（1）被粉粉碎物料料的颗粒粒表面较较为光滑滑，粒形形好（针针状和片片状颗粒粒明显减少少），从从而提高高物料的的堆积密密度。（2）主要要是利用用物料之之间的碰碰撞实现现整形，没没有其它它介质掺掺入，纯纯度高。（33）配有有袋式除除尘器，使使工作环环境无粉粉尘污染染。（4）产量量大，易易损件及及动力消消耗低。（5） 压压力密封封系统保保证了主主机工作作的正常常和稳定定，延长长了轴承承的使用用寿命。（6）设备备体积小小、操作作简便，安安装和维维修方便便，运转转平稳，噪噪音低。2.4 本本章小结结废旧混凝土土经简单
34、单破碎得得到的低低品质再再生骨料料，由于于其表面面含有水水泥砂浆浆和棱角角，它的的性能明明显劣于于天然骨骨料。为为了得到到高品质质的再生生骨料，我我们必须须对经简单破破碎的再再生骨料料进行强强化处理理。本章介绍了了国外（主主要是日日本）的的物理强强化技术术和国内内的化学学强化技技术，并并通过对对比，找找到了一一种实用用且有效效的再生生骨料颗颗粒整形形强化技术术。日本本的立式式偏心轮轮高速研研磨法和和卧式强强制研磨磨法是依依靠纯机机械力对对再生骨骨料进行行挤压，这这种方法法设备庞庞大、动动力消耗耗大、设设备磨损损大，对对环境影影响大。加加热研磨磨法和磨磨内研磨磨法属于于同种工工作原理理，只是是加
35、热研研磨法是是在磨内内研磨法法的基础础上预先先对再生生骨料进进行加热热处理，效效果好，但但加大了了高品质质再生骨骨料的生生产成本本。而相相对于国国外的物物理强化化法，国国内的化化学强化化法即在在再生骨骨料表面面进行裹裹浆或是是聚合物物浸泡等，在在实验室室操作简简单，对对再生骨骨料的性性能也有有所提高高，但是是用于实实际工程程时不好好操作。我们对比了了物理强强化技术术和化学学强化技技术对再再生骨料料性能的的改善情情况，认认为物理理强化技技术优于于化学强强化技术术。我们们找到了了一种实实用且有有效的物物理强化化方法即即再生骨骨料颗粒粒整形强强化技术术。颗粒粒整形技技术法也也可称为为骨料自自击法，对
36、骨料进行强化，其设备小，工艺简单，设备使用寿命长，生产成本较低，在我国可以推广。第3章 颗颗粒整形形对再生生骨料性性能的改改善3.1 颗颗粒整形形对再生生细骨料料性能的的影响3.1.11 颗粒粒整形对对再生骨骨料的影影响废旧混凝土土块经颚颚式破碎碎机破碎碎成最大大粒径为为31.5mmm的再生生骨料,再经过过颗粒整整形处理理后，再再生细骨骨料的含含量会大大幅度地地增加，整整形前后后粗细骨骨料的含含量见表表311所示。这这是因为为颗粒整整形机除除了具有有一定的的整形能能力外,还具有有一定的的破碎能能力，一一方面可可以将尺尺寸较小小的再生生骨料进进一步粉粉碎，另另一方面面可以将将尺寸较较大的再再生粗
37、骨骨料所突突出的棱棱角和黏黏附在其其表面的的硬化水水泥砂浆浆去掉，而而成为再再生细骨骨料。再再生骨料料通过整整形处理理，可以以使再生生粗骨料料的性能能显著提提高225，同同时也将将几乎所所有的水水泥浆体体分离至至再生细细骨料中中，从而而使再生生细骨料料的性能能变得更更加复杂杂。表31 颗粒粒整形前前后粗细细骨料比比例(%)骨料种类简单破碎再再生骨料料颗粒整形再再生骨料料粗骨料71.549细骨料28.551简单破碎再再生细骨骨料棱角角较多（见见图31），用用手抓、捧捧时有明明显的刺刺痛感。颗颗粒整形形再生细细骨料（见见图32），棱棱角较少少，其中中还含有有大量的的水泥石石小颗粒粒。由于于粒形较较
38、好，用用手抓、捧捧时无刺刺痛感。 图31 简单破破碎再生生细骨料料 图图322 颗粒粒整形再再生细骨骨料3.1.22 再生生细骨料料颗粒级级配简单破碎再再生细骨骨料和颗颗粒整形形再生细细骨料的的级配情情况见表32，表表明简单单破碎再再生细骨骨料细度度模数偏偏大，级级配接近近 区砂砂；颗粒粒整形再再生细骨骨料为中中砂，级级配完全全满足JJGJ552-992226规规定的 区级级配要求求。表32 再生生细骨料料颗粒级级配 (%)细骨料种类类简单破碎细细骨料颗粒整形细细骨料 区级配配砂筛孔尺寸（mm）2.530.222.82501.2544.436.4501000.6366.958.6704110.
39、315582.678.4927000.1689.090.31009900.16以以下100100细度模数3.12.8备注级配接近于于 区粗粗砂 区级配配、中砂砂3.1.33 再生生细骨料料颗粒堆堆积密度度为了有效地地反映不不同粒级级再生细细骨料的的粒形变变化,分分别测试试不同粒粒级的简简单破碎碎再生细细骨料和和颗粒整整形再生生细骨料料的堆积积密度，见表33。结果表明，整形处理可以使再生细骨料的堆积密度提高7.8%16.5%，平均为10.3%，说明整形效果十分显著。表33 再生细细骨料颗颗粒堆积积密度(kg/m3)粒径范围（mm）简单破碎骨骨料颗粒整形细细骨料颗粒堆积密密度提高高（%）2.555
40、.0110211908.01.252.55107711617.80.631.225107811698.40.31550.6631040115210.80.160.3315953111016.5平均1050115510.33.1.44 再生生细骨料料堆积密密度和密密实密度度连续级配的的再生细细骨料堆积积密度和和密实密密度的大大小，直直接影响响着混凝凝土的砂砂率和水水泥用量量。实验验测得的的连续级级配的天天然河砂砂、简单单破碎再再生细骨骨料和颗颗粒整形形再生细细骨料的的堆积密密度和密密实密度度，见表34。结结果表明明，简单单破碎再再生细骨骨料的堆堆积密度度和密实实密度均均比天然河河砂低约4000
41、kkg/mm3，而颗颗粒整形形再生细细骨料的的堆积密密度和密密实密度度均有显显著提高高，但仍仍比河砂砂低约2200 kg/m3。表34 再生细细骨料堆堆积密度度和密实实密度(kg/m3)粗骨料河砂简单破碎细细骨料颗粒整形细细骨料堆积密度161512251425密实密度1735136515603.1.55 再生生细骨料料表观密密度同天然河砂砂相比，再再生细骨骨料表面面粗糙、棱棱角较多多，内部部存在大大量微裂裂纹，而而且还含含有大量量水泥石石颗粒。因因此，其其表观密密度远小小于河砂砂。再生生细骨料料的表观观密度是是再生混混凝土配配合比设设计时的的一个重重要参数数，有必必要进行行研究。试试验测得得的
42、再生生细骨料料表观密密度见表35，表表明颗粒粒整形处处理使再再生细骨骨料的表表观密度度从2.44 g/ccm3提高到到2.551g/cm33。表35 再生细细骨料表表观密度度(g/ccm3)粒径范围（mm）简单破碎再再生细骨骨料颗粒整形再再生细骨骨料2.555.02.532.581.252.552.502.550.631.2252.442.530.31550.6632.392.460.160.33152.342.43均值2.442.513.1.66 再生生细骨料料吸水率率众所周知，界界面是混混凝土中中最薄弱弱的环节节，通过过整形处处理，不不仅可以以改变再再生细骨骨料的粒粒形，而而且还能能将黏附附在骨料料表面的的水泥石石从界面面处剥离离，而形形成新的的细骨料料。再生生细骨料料的吸水水率主要要取决于于以下两两方面的的影响：水泥石石含量越越多，吸吸水率越越大；细细骨料中中的微裂裂缝越多多，吸水水率越大大。试验验测得的的再生细细骨料的的吸水率率见表33-6，整整形处理理使再生生细骨料料的吸水水率从原原来的88.3%降低至77.3%，表明明整形处处理能够够大幅度度降低细细骨料中中的微裂裂缝和减减小其表表面黏附附的水泥泥浆，进进而可以以显著提提高再生生混凝土土的性能能。表3-6 再生细细骨料吸吸水率(%)粒径范围（mmm）简单破碎骨骨料颗粒整形细细骨料2.555.06.75.3