机械活化在废弃混凝土再生骨料中的应用研究

【摘 要】机械活化不仅可以将废弃混凝土中弱的碎石颗粒破坏同时可除去粘附于骨料表面的水泥砂浆，改善骨料作为再生骨料的质量，从而改善再生骨料混凝土的各项性能。

【关键词】废弃混凝土；再生骨料；机械活化

一、机械力化学

Lea在1893年对HgCl2研磨时发现有少量Cl2逸出，这个现象说明了HgCl2发生部分分解，这是对于机械力化学效应的最早报道，这个现象从能量转换的观点可以理解为能量在机械力和化学能之间发生了转换。机械力化学在材料学领域的研究始于20世纪50年代，Takahashi在长时间粉磨粘土时，发现粘土有脱水现象并伴随着其结构变化。80年代以来，机械力化学的应用更扩展至冶金、化工、材料、矿物加工、环保等领域。到了90年代，国际上对机械力化学的研究和应用的形势十分活跃，尤其是日本等国。目前我国在此领域的研究和报道多数为粉体物料的细化。粉体机械力化学研究的对象是凝聚状态的粉体物质，其主要是着眼于因机械力的作用而产生的细颗粒。这些微细颗粒的尺寸大小、晶粒大小、晶格畸变、活性点的分布、表面性质的改变以及活性表面的浓度等方面所表现出来的物理化学性质以及获得这些新性质的方式手段是其研究的重点，这些都与原有未经机械力作用的粗颗粒的性质相差甚远。

二、机械力作用现象

根据机械力左右产生的效果，可将机械力作用分为以下几类，如表1所示。

表1 机械力作用与现象

三、机械活化技术在废弃混凝土再利用中的应用

对于选用的废弃素混凝土进行再生骨料研究时，通常可采用以下技术路线进行机械活化研究，见图1所示。在实验研究中，首先可对混凝土结构拆除物进行一次破碎处理（如锤击、切割、分拣）、二次破碎处理（破碎机）、三次破碎（球磨机、粉碎机）和筛分。其次，应用粒度分析仪对筛分出来的骨料进行粒度分析，以观察机械活化后的平均颗粒直径与总体粒度分布。同时，应用X射线衍射（XRD）分析骨料的化学成分，观察骨料表面的水泥砂浆的是否完全剥落分离。

图1 机械活化研究技术路线

为提高废弃混凝土再生骨料的强度，实验过程中可将筛分后骨料进行进一步的化学活化处理。（1）酸液活化：将再生骨料置于酸液中，利用酸液与再生骨料中的水泥水化产物Ca（OH）2反应，起到改善再生骨料颗粒表面的作用，从而改善再生骨料的性能。（2）化学浆液处理：采用较高标号水泥和水按一定比例调成素水泥浆液，利用浆液对再生骨料浸泡、干燥等处理，以改善再生骨料的孔隙结构来提高再生骨料质量。

参 考 文 献

[1]李冷，曾宪滨.粉碎机械力化学的进展及其在材料开发中的应用[J].武汉工业大学学报.1993（1）：23～26

[2]王晓钧.粉煤灰机械研磨中物理与机械力化学现象的研究[D].南京工业大学.2003

[3]李竟先，吴基球，黄康明.机械力化学效应在无机非金属材料制备中的应用研究[J].硅酸盐学报.2002：152～154

[4]陶珍东.废弃混凝土机械力化学活化再利用研究[D].山东大学.2004

项目基金：本文系广东技术师范学院天河学院（2011THSGN008）的部分成果。