废弃泡沫混凝土制备再生泡沫板材的研究.pdf
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1、2 0 1 5 年 第 6期 (总 第 3 0 8 期) N u mb e r 6 i n 2 0 1 5 ( T o t a l No 3 0 8 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 PRACTI CAL TECHNoLoGY d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 5 0 6 0 3 7 废弃泡沫混凝 土制备再 生泡 沫板材 的研 究 丁庆军 , 丁晓歆 。 黄少龙 , 蔡晓娟 , 葛起宏 ( 1 武汉理工大学 材料科学与工程学院,湖北 武汉 4 3 0 0 7 0 ; 2 湖北大学 材料科学与工程学院, 湖北
2、 武汉 4 3 0 0 6 2 ; 3 武汉地产开发投资集团有限公司, 湖北 武汉 4 3 0 0 5 0 ) 摘要: 随着建筑的拆迁与重建 , 废弃泡沫混凝土将大量产生。 针对这一点 , 提出了废料高效再生利用的技术路线和方法 。 将粉 碎后的废料经过煅烧粉磨 , 制备得到可再次水化的再生胶凝材料。 在矿渣碱激发的体系下 , 用此再生材料制备泡沫混凝土。 试验 结果表明, 煅烧温度设置在 6 5 0 oC附近时可得到优秀的再生胶凝材料 , 可完 全替代水 泥组 分制备泡沫混凝 土, 成 品密度 为 6 0 0 k g m , 2 8 d 抗压强度为4 3 MP a , 导热系数为0 1 5
3、5 W ( m K) , 收缩为 0 4 8 n a l n m, 冻融质量损失为 2 8 , 冻融强度损失为 4 5 。 关键词 : 废弃泡沫混凝土 ; 再生胶凝材料 ; 再生泡沫混凝土 中图分类号 : T U 5 2 8 2 文献标志码 : A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 6 0 1 3 9 0 5 Re s e a r c h o f u s i n g wa s t e f o a m c o n c r e t e t o p r o d u c e r e g e n e r a t e d f o a m s h e e t D I N
4、G Q i n g j u n , DI NG Xi a o x i n , HU ANG S h a o l o n g , C AIXi a o j u a n , G E Q i h o n g ( 1 Co l l e g e o f Ma t e ria l s S c i e n c e a n d E n g i n e e ri n g, Wu h an Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y , Wu h an 4 3 0 0 7 0, Ch i n a ; 2 Co l l e g e o f Ma t e ria l s S c
5、 i e n c e a n d E n g i n e e r i n g , H u b e i U n i v e r s i ty, Wu h a n 4 3 0 0 6 2 , C h i n a ; 3 Wu h a n R e a l E s t a t e G r o u p , Wu h a n 4 3 0 0 5 0 , C h i n a ) Abs t r ac t : W i t h t h e d e mo l i t i o n a n d r e c o ns t r u c t i o n o f t h e bu i l d i ng s , a l a r
6、 g e a mo u n t o f wa s t e f o a m c o n c r e t e wi l l b e g e n e r a t e d I n vi e w o f t h i s p o i n t , t e c hn i c a l r o ut e s a n d the me t h o d s o f h i gh l y e ffic i e n t us i n g t h e wa s t e t o p r o d u c e r e g e n e r a t e d ma t e r i a l h a v e be e n p r o p
7、o s e d Re g e n e r a t e d g e l ma t e ria l c a n b e ma d e by c alc i n i n g an d g r i n d i ng the wa s t e ma t e ria l wh i c h h a s b e e n s ma s h e d Th e r e g e ne r a t e d ma t e ria l h a s a e x c e l l e n t a b i l i t y t o h yd r a t e a g a i n Un d e r the s y s t e m o f
8、 s l a ga l k a l ia c tiv a t e d, foa m c o n c r e t e c a n b e p r o d u c e d b y u s i ng the r e g e n e r a t e d ma t e r i a1 Ex p e rime n t a l r e s u l t s s h o w tha t t h e c a l c i n a t i o n t e mp e r a t u r e s e t a t aro u n d 6 5 0 o C c a n b e e x c e l l e n t f o r th
9、e r e g e n e r a t i o n o f c e me n t i t i o u s m a t e ria l s whi c h c a n r e pl a c e c e m e n t t o t a l l y t o p r o d u c e fo am c o n c r e t e Th e d e n s i t y o f b u l k p r o d uc t i o n i s a t 6 5 0 k g m 2 8d c o m p r e s s i v e s u e n g t h c a n b e 4 5 MP a , th e r
10、 m a l c o n d u c ti v i ty c a n b e 0 1 5 5 w ( m K) , c o n a c fi o n v a l u e C an b e 0 4 8 m m m, f r e e z i n g a n d tha wi n g ma s s l o s s c a n b e 2 8 f r e e z i n g a n d tha wi n g i n t e n s i t y l o s s C an b e 4 5 K e y wo r d s: wa s t e foa m c o n c r e t e; r e g e n e
11、 r a t e d c e me n t i t i o u s ma t e r i a l s ; r e g e n e r a t e d foam c o n c r e t e 0 引 言 当前 , 政府正着力 推进“ 两型” 社会 的建设 , 要求 住宅 建设要走资源节 约和生态环境平衡 相结合 的可持续发 展 道路。 泡沫混凝土墙体材 料 , 与传统的混凝土砌块 和水 泥 混凝土预制构件相 比, 工程成本降低 , 节约能源和资源 , 越 来越成为墙体材料 的主力军 。 在广泛运用泡沫混凝土 的同 时 , 我们不得不提前考虑 随之而来 的一个 问题 , 那 就是若 干年以后建
12、筑拆迁 重建时 , 会 产生 大量 的废弃 泡沫混 凝 土。 若不经过处理 , 直接将其运往郊外或 乡村进 行露天堆 放或填埋 , 会耗费大量 的土地征 用费和运输 费, 且 运输过 程中还会产生粉尘灰砂对环境造成 的二次污染 。 最重要 的是, 丢弃废旧的泡沫砖材是对资源的重大浪费。 若能合 理的将 其 回收利用 , 生产 再生胶凝组分 , 并运用 到新 的墙 体材料上 , 不仅能降低成品成本 , 还能节约 自 然资源 , 缓解建 筑废弃物对环境的污染 , 充分体现可持续发展战略的精神。 收 稿 日期 : 2 0 1 4 0 9 1 8 废 旧泡混凝土 中含有少部分未水化的胶凝材料 , 当其
13、 遇到水之后, 仍可以水化硬化, 可作为再生胶材的直接贡 献者。 吴 中伟 等认 为 : 当水 灰 比为 0 3 5时 , 理论上未水 化的水泥 占硬化水泥浆体 固体组分的 1 6 5 。 在实 际施工 中, 未水化的水泥 比例远高于此。 并且水灰比越低 , 该 比例 越高。 其余水化部分可在低温煅烧的环境下形成水化硅酸 钙的脱水相 , 该物质也具有水化胶凝能 力。 胡曙光 等人 从废弃的混凝土中分离 出水泥石进行煅 烧制成 了再 生胶 凝材料, 万朝均 等人利用破碎分离后的废弃混凝土颗粒 煅烧水泥熟料 , 艾红梅 等人研究了利用废弃混凝土制备 再生水泥 的生料易烧性以及水化性能 , 袁启涛
14、等人研究 了以废弃混凝土为主要 配料制备水泥熟料 。 这些研究都证 实 了废弃 的水泥石 中水化硅酸钙凝 胶在一定 的条件下 脱 水所得物质具有再次水化 的特性 。 因此 , 利用废弃 的泡沫 混凝土 , 将其粉磨煅烧后脱水 , 制成再 生的胶凝材料 , 不仅 减轻了资源 和环境 的压力 , 同时也 为降低 成本 带来 了依 1 39 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 据 , 实现了废弃泡沫砖材的重生再利用 , 具有重大的意义 。 1 试 验 1 1 原材料 的选择 本试验选用的废弃泡沫混凝土原配合 比如表 1 。 表 1 废弃泡沫混凝土的配合比 , 器 茹 ,
15、器 , , , , 0 2 3 3 7 3 1 4 0 5 0 2 5 1 0 6 6 l 该泡沫混凝土的性能如表 2 。 袭 2泡沫混凝土的性能 水泥为废弃泡沫混凝土混凝土的主要胶凝材料 , 采用 含碱量低的普通硅酸盐水泥, 选用华新水泥厂提供 P O 4 2 5级水 泥。 粉煤灰为武汉青 山电厂生产的 I I 级粉 煤灰 , 细度为 4 5 Ix m, 方孔筛筛余量 1 2 , 密度 2 3 5 g c m 。 硅 灰采用比表面积 2 0 0 0 0 m k g , 平均粒径 0 2 2 5 m, 密 度 l 6 5 0 k g m。 , 活 性 指数 9 6 的硅灰 粉 。 作 为矿 物
16、 掺合料, 矿渣也存在火山灰效应和微集料效应, 可改善混 凝土的工作性能 , 提高混凝土 的强度。 本试验 所选用 的矿 渣 比表面 积大 于 4 5 0 m k g 。 各胶凝 材 料 的化学 分 析见 表 3 。 表 3胶凝材料的化学分析 此外 , 所用的水玻璃 的原始模 数 n: 3 0 0 , 固含量 S = 6 3 , 使用时配制模 数至 n=1 2 。 减 水剂为聚羧酸高效 减 水剂 , 固含量为 4 0 。 泡沫剂为复合植物蛋 白阴离子表面 活性剂 G S一1 , 密度为 1 0 1 k g L, 稀释倍 数为 3 9 , 发泡倍 数为 2 0倍。 1 2 原材料的处理与煅烧 将
17、整块 的废 弃泡 沫混 凝土 放 置在 小 型颚 式破 碎 机 于耐火匣钵 中, 置于马弗炉 中加热至 6 5 0 o C, 3 h 后取 出冷 却至室温。 取煅烧后 的样品若干 , 放入球 磨机 中研 磨。 通 过调整研磨介质的数量 、 大小 、 形 状以及机器转速 , 强化对 样品的研 磨 效 果。 3 0 m i n后 取 出, 过 2 0 0 目筛 , 记 为样 品 A。 1 3试 验 配合 比 的设 计 按照废弃泡沫混凝土的原配和比, 用样品 A分别取代 中, 破碎 成粒径大小约 为 2 0 4 0 m lT l 的碎块 。 再将碎块置 水泥用量的 0 、 4 0 、 7 0 、 1
18、 0 0 , 配合 比如表 4 。 表 4 再 生胶 凝材料 制备 泡沫 混凝 土的配 合 比 将再生胶凝材料 、 水泥 、 硅灰 、 粉煤灰 、 矿渣粉进 行混 合 , 干拌 6 0 9 0 S , 然后在混合料 中加入水 、 减水剂和水玻 璃 , 搅拌 3 0 0 3 6 0 S 制成水 泥浆体 。 随后将泡沫剂 与水混 合均匀, 利用发泡机制备出泡沫, 将水泥浆体与泡沫混合, 搅拌 1 8 0 2 4 0 S , 制备出发泡浆体 。 最后将 发泡浆体倒入模 具 中成型 , 静置 1 d后切 掉泡头 、 脱 模、 取 出试样。 最 后在 ( 2 0 0 5 ) , 相对湿度为 ( 9 81
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