成果名称: 废弃混凝土制备全再生细骨料的中试研究
完成单位: 华南理工大学,中国铁建港航局集团有限公司,广东省建筑材料研究院
主要人员: 杨医博,谭世霖,郭文瑛,蒋雪琴,陈峭卉,莫海鸿,刘忠平,李朋辉,王恒昌,周启源,陈应钦,陈俊生,李永龙,巴凌真,李才杰
介绍:

    课题来源与背景: 在广东省科技厅2014年度广东省公益研究与能力建设专项资金(第一批)社会发展领域资助项目的支持下,开展了“废弃混凝土制备全再生细骨料的中试研究”项目(编号2014B020216001)的研究。 随着我国城镇化水平持续提高,大量的城市更新和工程建设,不可避免的带来了建筑垃圾围城的问题。据统计,全国产生的建筑垃圾总量不低于35亿吨/年。对建筑垃圾常规的处理方法是直接填埋或就地堆放,建筑垃圾资源化率不足5%,如何有效处理建筑垃圾是各大城市面临的巨大难题。另一方面,大规模建设对建筑砂石需求很大,每年需求量约200亿吨。如此巨量的砂石需求,也给环境带来了巨大压力。据统计,建筑垃圾中有30%-40%左右是废弃混凝土,将废弃混凝土制备为再生骨料能够有效解决上述两大难题。 传统废弃混凝土利用的主要方式是同时制备再生粗骨料和再生细骨料,由于性能不良,产品价格低且应用困难,相关企业经营困难。如何改善再生骨料的性能,提高其附加值和利用率是废弃混凝土再生利用迫切需要解决的问题。 申请人前期提出的将废弃混凝土全部制备为再生细骨料的“全再生细骨料”技术,由于其中包含40%左右的废弃混凝土中石子的破碎产物(相当于机制砂),其吸水率低,从而有效降低再生细骨料的吸水率,并显著提高表观密度。这就使得全再生细骨料的可用性大大提高,能够全取代河砂和机制砂制备砂浆和混凝土,从而提高了废弃混凝土再生产品的附加值和利用率。在前期研究基础上,开展了本项目的研究。

    技术原理及性能指标: 采用全再生细骨料技术,进行了全再生细骨料中试设备选型和工艺优选研究,中试制备的全再生细骨料性能满足《混凝土和砂浆用再生细骨料》(GB/T 25176-2010)标准要求。 采用项目提出的全再生细骨料混凝土配合比设计方法——改进密堆法和研制的专用外加剂,全再生细骨料能全取代河砂制备C35、C55和C80混凝土;同样工作性能和强度等级时,与河砂混凝土相比,全再生细骨料混凝土胶凝材料用量较低,其力学性能、耐久性、抗早期开裂性能相近;早期自收缩略大,但后续自收缩明显较低;7d前干缩较小或相近,但28d干缩较高。C35全再生细骨料混凝土抗弯梁、轴压柱和大偏心柱的受力破坏过程和机理与河砂混凝土基本相同,能用现行规范进行计算。 全再生细骨料全取代河砂制备的砌筑、抹灰和地面砂浆的性能满足《预拌砂浆》(GB/T 25181-2010)中的要求,蒸压加气混凝土砌块砌体的力学性能与河砂砂浆相近,能采用全再生细骨料全取代河砂制备各种建筑砂浆。将全再生细骨料中相应粒径的部分筛分出来,取代石英砂,能制备性能符合要求的瓷砖胶粘结砂浆。 技术的创造性与先进性: 在相同工作性能和强度等级时,全再生骨料砂浆材料成本比河砂砂浆降低30%以上;全再生细骨料混凝土比河砂混凝土材料成本降低15%左右。 全再生细骨料技术能100%利用废弃混凝土,全取代混凝土和砂浆中的细骨料,能实现废弃混凝土的高效利用,有效减少天然骨料消耗,经济、社会效益和环境效益显著,是符合我国“无废城市”、绿色建材发展趋势的新技术。

    技术的成熟程度,适用范围和安全性: 通过本项目的研究,利用工业化的设备,优选了全再生细骨料的制备设备和工艺,批量制备了性能优良的全再生细骨料。在此基础上,研发了全再生细骨料砂浆和混凝土专用外加剂和配合比设计方法,并对其全取代河砂制备的砂浆和混凝土性能进行了系统研究,编制完成了相关技术指引,解决了影响其推广应用的关键问题,达到了中试研究的目的。 在本项目研究成果基础上,能够开展后续的产业化研究和推广应用工作。项目成果适用于制备各类常规混凝土及砂浆,其性能满足相关标准要求,应用范围广,无安全性问题。 应用情况及存在的问题: 全再生细骨料混凝土已在三个试点工程中应用,其材料成本比河砂混凝土降低约14%至18%,具有较好的经济效益。相比传统再生细骨料,全再生细骨料性能有很大改善;但对比河砂,仍有棱角较多、吸水率和微粉含量较高的问题。在使用时,应采用专用外加剂和配合比设计方法,以改善其性能,并降低成本。

    历年获奖情况:无。

批准登记号:
登记日期: 2022-10-14
研究起止时间: 2015-09-01至2020-08-31
所属行业: 建筑业
所属高新技术类别: 环境保护
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2021-05-21