機(jī)械活化在廢棄混凝土再生骨料中的應(yīng)用研究

【摘 要】機(jī)械活化不僅可以將廢棄混凝土中弱的碎石顆粒破壞同時(shí)可除去粘附于骨料表面的水泥砂漿，改善骨料作為再生骨料的質(zhì)量，從而改善再生骨料混凝土的各項(xiàng)性能。

【關(guān)鍵詞】廢棄混凝土；再生骨料；機(jī)械活化

一、機(jī)械力化學(xué)

Lea在1893年對(duì)HgCl2研磨時(shí)發(fā)現(xiàn)有少量Cl2逸出，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明了HgCl2發(fā)生部分分解，這是對(duì)于機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)的最早報(bào)道，這個(gè)現(xiàn)象從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)可以理解為能量在機(jī)械力和化學(xué)能之間發(fā)生了轉(zhuǎn)換。機(jī)械力化學(xué)在材料學(xué)領(lǐng)域的研究始于20世紀(jì)50年代，Takahashi在長(zhǎng)時(shí)間粉磨粘土?xí)r，發(fā)現(xiàn)粘土有脫水現(xiàn)象并伴隨著其結(jié)構(gòu)變化。80年代以來(lái)，機(jī)械力化學(xué)的應(yīng)用更擴(kuò)展至冶金、化工、材料、礦物加工、環(huán)保等領(lǐng)域。到了90年代，國(guó)際上對(duì)機(jī)械力化學(xué)的研究和應(yīng)用的形勢(shì)十分活躍，尤其是日本等國(guó)。目前我國(guó)在此領(lǐng)域的研究和報(bào)道多數(shù)為粉體物料的細(xì)化。粉體機(jī)械力化學(xué)研究的對(duì)象是凝聚狀態(tài)的粉體物質(zhì)，其主要是著眼于因機(jī)械力的作用而產(chǎn)生的細(xì)顆粒。這些微細(xì)顆粒的尺寸大小、晶粒大小、晶格畸變、活性點(diǎn)的分布、表面性質(zhì)的改變以及活性表面的濃度等方面所表現(xiàn)出來(lái)的物理化學(xué)性質(zhì)以及獲得這些新性質(zhì)的方式手段是其研究的重點(diǎn)，這些都與原有未經(jīng)機(jī)械力作用的粗顆粒的性質(zhì)相差甚遠(yuǎn)。

二、機(jī)械力作用現(xiàn)象

根據(jù)機(jī)械力左右產(chǎn)生的效果，可將機(jī)械力作用分為以下幾類，如表1所示。

表1 機(jī)械力作用與現(xiàn)象

三、機(jī)械活化技術(shù)在廢棄混凝土再利用中的應(yīng)用

對(duì)于選用的廢棄素混凝土進(jìn)行再生骨料研究時(shí)，通常可采用以下技術(shù)路線進(jìn)行機(jī)械活化研究，見(jiàn)圖1所示。在實(shí)驗(yàn)研究中，首先可對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)拆除物進(jìn)行一次破碎處理（如錘擊、切割、分揀）、二次破碎處理（破碎機(jī)）、三次破碎（球磨機(jī)、粉碎機(jī)）和篩分。其次，應(yīng)用粒度分析儀對(duì)篩分出來(lái)的骨料進(jìn)行粒度分析，以觀察機(jī)械活化后的平均顆粒直徑與總體粒度分布。同時(shí)，應(yīng)用X射線衍射（XRD）分析骨料的化學(xué)成分，觀察骨料表面的水泥砂漿的是否完全剝落分離。

圖1 機(jī)械活化研究技術(shù)路線

為提高廢棄混凝土再生骨料的強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可將篩分后骨料進(jìn)行進(jìn)一步的化學(xué)活化處理。（1）酸液活化：將再生骨料置于酸液中，利用酸液與再生骨料中的水泥水化產(chǎn)物Ca（OH）2反應(yīng)，起到改善再生骨料顆粒表面的作用，從而改善再生骨料的性能。（2）化學(xué)漿液處理：采用較高標(biāo)號(hào)水泥和水按一定比例調(diào)成素水泥漿液，利用漿液對(duì)再生骨料浸泡、干燥等處理，以改善再生骨料的孔隙結(jié)構(gòu)來(lái)提高再生骨料質(zhì)量。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李冷，曾憲濱.粉碎機(jī)械力化學(xué)的進(jìn)展及其在材料開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J].武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).1993（1）：23～26

[2]王曉鈞.粉煤灰機(jī)械研磨中物理與機(jī)械力化學(xué)現(xiàn)象的研究[D].南京工業(yè)大學(xué).2003

[3]李竟先，吳基球，黃康明.機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中的應(yīng)用研究[J].硅酸鹽學(xué)報(bào).2002：152～154

[4]陶珍東.廢棄混凝土機(jī)械力化學(xué)活化再利用研究[D].山東大學(xué).2004

項(xiàng)目基金：本文系廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院（2011THSGN008）的部分成果。