利用废弃混凝土作为水泥原料的试验研究.pdf

2 0 1 0年 第1期 (总 第 2 4 3 期) Nu mb e r 1 i n 2 0 1 0 ( T o t a l No 2 4 3 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材料及辅助物料 M ATERI AI AND ADM I NI CLE d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 0 0 1 0 2 5 利用废弃混凝土作为水泥原料的试验研究 袁启涛 。万朝均 。 ( 1 中建商品混凝土有限公司， 湖北 武汉 4 3 0 0 7 4 ；2 重庆大学 材料科学与工程学院，重庆 4 0 0 0 4 5 ) 摘要 ： 从不同建筑 物拆除现场随机选取以石灰石为骨料的废弃混凝土样品 ， 分别破碎 、 分离 ， 获得 以石灰石为主的颗粒 ， 作为钙质原料 煅烧水泥熟料 ， 将该 水泥熟料与水泥厂生产的熟料以及市售水泥进行 了对 比。研究结果表明 ： 所烧成的熟料 中 4种主要矿物的 XR D特征 峰明显 ； 游离 C a O低于国家规定标准 ； 利用烧成的熟料配制的水泥 2 8 d强度与市售 P O4 2 5级水泥强度相当。 关键词 ： 废弃混凝 土；钙质原料 ；水泥熟料 ；石灰石 中图分类号 ： T U5 2 8 0 4 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 0 ) 0 1 0 0 7 5 - 0 3 Ex per i men t al s t ud y on us i ng a ban done d c onc r e t e a s c eme nt r a w ma t e r i al s Q i - t a o ， WA NC h a o -j u n 。 ( 1 Re a d yMi x Co mp a n yo f CS CEC， Wu h a n 4 3 0 0 7 4， Ch i n a； 2 C o l l e g e o f Ma t e r i a l S c i e n c e a n dE n g i n e e ri n go f C h o n g q i n g Un i v e r s i ty， C h o n g q i n g4 0 0 0 4 5 ， C h in a ) Abs t r a c t ： Ab a n d o n e d c o n c r e t e wi t h l i me s t o n e a g g r e g a t e we r e s e l e c t e d f r o m d e mo l i s h i n g s i t e Ea c h s a mp l e wa s c r u s h e d i n t o p a r t i c l e s wh i c h we r e t h e n s c r e e n e d o u t t h e s ma l l e r p a r t b y s i e ve wi th g i v e n s i z e a n d th e r e s i d u e wa s k e p t t o us e r e s p e c t i v e l y M o s t o f t h e r e s i d u e i s t h e c r u s h e d l i me s t o n e， i t wa s us e d t o r e p l a c e the n a t u r a l l i m e s t o n e a s the c a l c a r e o us r a w ma t e ria l t O p r o d uc e c e m e n t r a w me a 1 An d i t wa s c o mp a r e d wi t h t h e c e me m c l i n k e r s p r o d u c e d b y R u n j i a n g p l a n t a s we l l a s s o me s e l e c t e d P o r t l a n d c e me n t s o n s a l e T h e c o mp ara t i v e a n a l y s i s r e s u l t s o f X r a y d i f f r a c t i o n s s h o w tha t the c h ara c t e ris t i c p e a k so f f o u r p ri nc i p a l c o mp o u n d s i sc l e ar i nt h ec e me n t c l i nk e r s pr o d u c e db yd e mo l i s h e dc o n c r e t e t h ef Ca 0 o f thec e me n t c l i n ke r me e t t h e r e q u i rem e n t o f Ch i n a s t an d ards Ex p e rime n t a l r e s u l t s o n me c h an i c a l p r o p e r t i e s s h o w t h a t h e c o mpa r a t ive a n a l y s i s o f the 2 8 d a y s c o mp r e s s i v e s t r e n g h th o f t h eh ard e n e dc e me n t p a s t e b e t we e nu s i n gt h ec e me n t p r o d u c e db yd e mo l i s h e dc o n c r e t ea n dt h eo n e s pu r c h a s e dfro m ma r k e t i s e q u i v a l e n t Ke yWOr ds ： a b an d o n e d c o nc r e t e； c a l c a r e o u s r a wma t e r i a 1 ： c e me n t c ki nk e rs； l i me s t o n e 0 引言 我国现在正处在大规模建设的时代， 每年拆除的建筑废弃 混凝土给环境带来了很多不利的影响， 能否妥善的处理成为了 当今社会 的一个 紧要的问题。 2 0 0 7年水泥总产量达到了 l 3 亿 t ， 石灰石资源短缺将 日益严峻 ， 开发再 生资源势在必行 。万惠文 等 1】 利用 4 0 、 6 0 、 8 0 的废弃混凝土代替天然石灰石制备水 泥熟料， 但因未分离出废弃混凝土中的河砂， 导致生料既难磨 又难烧， f - C a O含量大， 熟料质量不高。孟姗姗等2 - I 利用废弃混 凝土中的基质胶凝组分煅烧水泥熟料 ， 但是其中胶凝组分占废 弃混凝土的比例较少， 利用率较低。由于再生骨料存在孔隙率 高、 强度低、 吸水率大等特点从而给再生混凝土在实际工程中 的应用带来了一定的影响。 从废弃混凝土高附加值和大利用率 着手， 笔者将废弃混凝土破碎、 分离， 获得以石灰石为主的废弃 混凝土颗粒， 取代天然石灰石作为钙质原料， 煅烧水泥熟料， 并 对熟料性能进行了试 验研究 。 1 原材料及试验方法 1 1 原材料 1 1 I 废弃混凝土 从正在拆除的建筑物现场采集的4个废弃混凝土样品， 化 学成分分析结果如表 1 所示 。 1 1 2 天然石灰石 、 砂岩、 硫酸渣、 天然二水石膏 由重庆市润江水泥厂提供。化学成分分析见表 2所示。 1 ， 1 3 熟料和市售水泥 熟料来于重庆市润江水泥厂， 水泥为市售的拉法基和地维 的普通硅酸盐水泥 。市售水泥的胶砂强度如表 3所示。 1 2 试 验 方法 1 2 1 水泥生料的制备 首先将各种校正原料及废弃混凝土破碎烘干后均化， 根据 表4进行配料， 将其充分混合搅匀， 并放人烘箱中烘干。对烘干 表 1 废弃混凝土化学成分 收稿 日期 ：2 0 0 9 - 0 8 2 7 75 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 2 重庆润江水泥厂提供的原料化学成分 参比 水泥品名 3 d望 墅 2 8 d 备注 3 d 2 8 d 后的生料进行粉磨。粉磨后直到全部通 过 0 0 8 mm方孔筛。 1 2 2 熟料的煅烧 锅置于电炉内， 控制好升温速度， 待温度升高到 l 4 5 0时， 恒 温 0 5 h ， 取 出在空气 中自然冷却 ， 得到熟料( R S H1 R S H4 ) 。 1 2 3 制备水泥 称取一定量的熟料， 掺入 3 的石膏后混合均匀( 石膏也是 粉磨到达水泥细度要求 ) ， 分别用 R S HI R S H 4熟料配制水泥 ， 对应 编号为 R S 1 R S 4 。 2 试验 结果与分析 2 1 生料的配料结果 由于生料 的成分与煅烧 的水泥熟 料的矿物组分有 着紧密 的联系， 为了对研究水泥熟料的性能做好准备， 对所有的生料 都进行了化学成分分析， 具体结果如表 5 所示。 2 2 熟料 xR L 【 ) 分析 用生料 R1 R 4 煅烧 的熟料 编号为 R S HI R S H 4 ， 根据试验 获得的衍射数据作图， 分别与润江熟料的X R D图谱进行对比分 将电炉升温到 8 0 0左右， 将装有水泥生料( RI R 4 ) 的坩 析， 如图 l 所示。 表 4 生料配料结果 7 6 0 2 0 ) ( a ) R S HI - 熟料 与润江熟 料的x R D 对 比 0 O 20f 。 、 ( b ) RS H2 号熟料与润江熟料的XR D对比 O O ( c ) R s H 3 号熟料与润江熟料的xR D 对比 ( d ) R s H 4 号熟料与润江熟料的x R D 对比 图 1 熟料 RS H1 一 RS H 4与润江熟料的 XRD图谱 对比分析结果 o o 广 0 O O q 印 加 如 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 从图 1 中可以看出， 利用废弃混凝土作为主要原料煅烧的 水泥熟料 ， 与润江水泥厂的水泥熟料无明显的差异 ， 熟料组成 中的4种主要矿物都有自己的特征峰， 各个峰值清晰可见。但 是与润江熟料相比， 特征峰强度较低， 特别是 R S H1 、 RS H2 、 R S H 4 等 ， 说 明其中 C S的含量相对少 。 2 - 3 熟料 f - Ca O含量分析 利用废弃混凝土煅烧的水泥熟料与润江水泥厂生产熟料 的 f - C a O含量对比分析如图 2所示。 l 0 0 8 誉 0 _ 基 0 4 O 2 0 KSH RSH I K H2 H S H 3 R H4 图 2熟料 R S H1 R SH 4与润江熟料l R SH) f - C a O含量对比 结果显示水泥熟料中 f - c a o的含量不高于水泥厂提供的 已烧成熟料。我们所烧制的水泥熟料 f _ c a 0含量都在 1 以内， 基本也满足国家规范对水泥熟料中 f _ C a 0含量的限量 。 2 4 水泥力学性能试验 将制备好的水泥按水灰比为 0 5 搅拌成水泥净浆， 标准养护 2 4h后拆模， 在标准条件下养护。分别在 3 d和 2 8 d龄期时取 出上述圆柱形试件， 切割成高径比为 1 ： 1 的圆柱形试件， 测定其 3 d和2 8 d抗压强度并与用水泥厂生产的熟料制备的水泥和市 售水泥进行 比较 ， 3 d和 2 8 d的强度如图 3 、 4 所示 。 一t 4 n 寸 I n I n I n - n 蓉 0 图 3 3 d水泥抗压强度图 注 ： Rs 用润江熟料 ( R S H) 制备的水泥 ； L 3 2 5 拉法基 3 2 5级 复合硅酸 盐水泥 ； L 4 2 5 拉 法基 P O 4 2 5级水泥 ； L 5 2 5 拉 法基 P O 5 2 5级水泥 ； D 4 2 5 地维 P 04 2 5级水泥 。 6O 50 40 30 20 辗 1 O 0 一t q n 寸 l n l n l n r , o 一 0 图 4 2 8 d水泥的抗压强度 利用废弃混凝土煅烧的熟料制备的水泥 3 d抗压强度较 低， 2 8 d 强度与一些市售的P O 4 2 5级水泥相差不大。 3结 论 ( 1 ) X R D图谱表明， 用不同废弃混凝土为主要配料煅烧的 水泥熟料的主要矿物生成状况良好 ， 衍射峰清晰可见， 与普通 水泥熟料无显著差异。 ( 2 ) g C a O含量分析表明， 用不同废 弃混凝土为主要配料煅 烧的水泥熟料中g C a O含量满足国家规范要求， 不“ 难烧” 。 ( 3 ) 用不同废弃混凝土为主要配料制备的水泥具有凝结硬 化性能， 强度发展良好， 早期( 3 d ) 强度偏低； 但 2 8 d强度较好 ， 可与拉法基 4 2 。 5级水泥强度等级相当； 废弃混凝土分离组分中 所含砂浆的多少对水泥熟料的质量存在不利的影响。 参考文献 ： 1 】 万惠文， 钟祥凰， 水中和利用废弃混凝土生产绿色水泥的研究 J 1 国 外科技建材 ， 2 0 0 5 ， 2 6 ( 2 ) ： 1 - 2 【 2 孟姗姗， 陶珍东 ， 郑少华， 等 废弃混凝土中基质胶凝组分作水泥混 合材料的研究f J J 山东建材， 2 0 0 6 ( 2 ) ： 4 2 4 5 【 3 孟姗姗 ， 陶珍东， 吴波， 等 废弃混凝土中基质胶凝组分作原料煅烧 水泥熟料的研究 J 1 长江工程， 2 0 0 6 ( 1 ) ： 1 - 5 作者简 介： 单位地址 ： 联 系电话 ： 袁启涛 ( 1 9 8 2 一 ) ， 男。 湖北省武汉市东湖高新开发区华光大道 1 8 号高科大厦 l 3 楼 中建商品混凝土有限公司技术质量部( 4 3 0 0 7 4 ) 0 2 7- 8 7 7 5 8 9 7 1 中联砂浆车优势中标沪杭高铁 2 0 0 9年 1 2月 2 3日， 沪杭高铁施工现场， 中联重科路面机械公司生产的I I I S L 8 0 0型水泥沥青砂浆车在中铁局公开招投标 的竞争性比武中， 以技术先进、 性能稳定、 工作高效、 各项性能指标都能达到并超过铁道部标准的良好表现， 得到了施工方、 业主方 和铁科院的高度赞扬 ， 从而一举中标。 沪杭高速铁路第七合同段由中铁一局承建。现场水泥沥青砂浆的灌板填充 ， 直接关系到3 5 0 k m时速高速列车的行车舒适性和 安全性， 因而中铁一局非常重视水泥沥青砂浆车设备的采购。为此 ， 决定由中联重科和另外两家同行厂家进行现场施工比武， 用比 武的结果决定招标采购的中标结果。 2 3日， 在中国铁路科学研究院和沪杭高铁指挥部严密监控下 ， 中联砂浆车灌注了第一块 型板， 结果显示， 各项性能指标都能 达到并超过铁道部的标准， 达到了加料 、 搅拌、 检测一次合格通过和一次灌板成功的最佳效果。 第一块 I I 型板灌注结束后， 应施工方 和铁科院的要求， 中联砂浆车又用不同厂家供给的砂浆料， 灌注了第二块标准的型板， 达到了同样的效果。 从三家比武检测的结果看 ， 另外两家厂家的砂浆车在搅拌过程中出现了流动性较差、 气泡较多和不均匀的现象， 中联砂浆车灌 注砂浆的效果占明显优势 ， 得到了施工方 、 业主方和铁科院的高度赞扬 ， 并一举中标。 77 = = 二 = = U 弘 加 m 5 0 暑、 魑 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m