低成本碱激发绿色胶凝材料配方优化、性能及其微观结构研究最新章节_李克亮著

2.3 再生微粉

本试验所述再生微粉是指在再生粗、细骨料生产过程中形成的、粒径小于75μm的颗粒，也称再生粉体。根据其来源，再生微粉主要分为废混凝土粉和废红砖粉，本试验所用再生微粉由经粉磨处理后达到一定细度的废混凝土粉与废红砖粉按固定比例混合均匀制得。

2.3.1 废红砖粉

废红砖粉由建筑拆除现场收集的碎红砖进行简单粉磨之后得到，其性能参数见表2.4，废红砖粉的化学成分见表2.5。由表2.4和表2.5可知，废红砖粉的比表面积相对较小，此时的活性指数也较小；废红砖粉的化学成分主要为SiO ₂ 和Al ₂ O ₃ ，主要来源于制砖黏土。将废红砖粉先在烘箱中以105℃进行烘干，将烘干后的废红砖粉进行X射线衍射分析（XRD），XRD图谱见图2.1。由图2.1可知，有对应石英、碳酸钙和白云石的衍射峰存在。

表2.4 废红砖粉的性能参数

表2.5 废红砖粉的化学成分 %

图2.1 废红砖粉的XRD图谱

2.3.2 废混凝土粉

废混凝土粉由建筑拆除现场收集的碎混凝土块进行简单粉磨之后得到，废混凝土粉的性能参数见表2.6，化学成分见表2.7。由表2.6和表2.7可知，废混凝土粉的比表面积相对较小，此时的活性也不高；废混凝土粉的化学成分主要为SiO ₂ 、Al ₂ O ₃ 和CaO，SiO ₂ 、Al ₂ O ₃ 主要来源于砂、水泥水化产物及未水化的水泥，CaO则来源于混凝土中水泥的水化产物及未水化的水泥。将废混凝土粉先在烘箱中控制温度以105℃进行烘干，将烘干后的废混凝土粉进行XRD试验，废混凝土粉的XRD图谱见图2.2。由图2.2可知，衍射角为20°~30°范围内有对应石英、碳酸钙和白云石的衍射峰。废混凝土粉中的石英主要来源于混凝土中磨细的砂。

表2.6 废混凝土粉的性能参数

表2.7 废混凝土粉的化学成分 %

图2.2 废混凝土粉的XRD图谱

2.3.3 再生微粉的高效活化

由试验数据可知，废红砖粉和废混凝土粉均具有一定的活性，但是其活性相对较低，为了进一步提高再生微粉的活性，首先采用机械活化的方法，对再生微粉进行粉磨，按照0min、5min、10min、20min的粉磨时间，来研究不同细度下再生微粉的活性变化情况。

1.粉磨

试验采用SM-500型球磨机磨细再生微粉。每次取5kg废红砖粉和废混凝土粉，按0min、5min、10min、20min 4个时间段进行粉磨，最后收集并对粉磨过的粉体编号。

将不同粉磨时间的粉体用GB/T 8074—2008勃氏法测定比表面积。得到废红砖粉比表面积随粉磨时间的变化规律见表2.8，废混凝土粉比表面积随粉磨时间的变化规律见表2.9，废红砖粉和废混凝土粉的比表面积与粉磨时间的关系见图2.3。

表2.8 废红砖粉比表面积随粉磨时间变化

表2.9 废混凝土粉比表面积随粉磨时间变化

从图2.3的曲线可知废红砖粉的比表面积随着粉磨时间的延长呈现上升的趋势，当粉磨时间从0增加到5min时，比表面积增幅较小；当粉磨时间从5min增加到10min时，比表面积的增幅较大；当粉磨时间增加到20min时，比表面积的增幅降低，在粉磨时间为20min时达到最大值，此时废红砖粉的比表面积为525m ² /kg；废混凝土粉的比表面积随着粉磨时间也是呈现上升的趋势，当粉磨时间从0增加到5min时，比表面积增幅较小，且低于废红砖粉；当粉磨时间从5min增加到10min时，比表面积的增幅较大，与废红砖粉相当；当粉磨时间增加到20min时，比表面积的增幅降低，但是高于废红砖粉，在粉磨时间为20min时达到最大值，此时废混凝土粉的比表面积为565m ² /kg。

图2.3 废红砖粉和废混凝土粉比表面积与粉磨时间关系图

2.活性指数检测

将水泥、水、ISO标准砂按一定的比例制作对比胶砂，废红砖粉和废混凝土粉分别制作试验胶砂1和2，配方见表2.10。取养护时间为7d和28d的试块，按照《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T 17671—1999）对成型的试块进行抗压强度试验，试验胶砂和对比胶砂的抗压强度之比为试验胶砂的活性指数。废红砖粉的活性指数变化见图2.4，废混凝土粉的活性指数变化见图2.5。

表2.10 再生微粉检测胶砂配比单位：g

图2.4 废红砖粉在不同比表面积下7d、28d活性指数

图2.5 废混凝土粉不同比表面积下7d、28d活性指数

由图2.4和图2.5可知，当废红砖粉的比表面积为364m ² /kg时，7d和28d活性指数分别为73%和80%，当废红砖粉的比表面积为时525m ² /kg，7d和28d活性指数分别增加至79%和88%；废混凝土粉的比表面积为390m ² /kg时，7d和28d活性指数分别为75%和82%，当废混凝土粉比表面积为565m ² /kg时，7d和28d活性指数分别增加至78%和87%。废红砖粉与废混凝土粉的活性指数随着比表面积的增大，呈现上升的趋势，这是因为通过粉磨，使晶体矿物的结构发生畸变，从而使粉体的活性提高。

2.3.4 再生微粉的制备

通过机械粉磨废红砖粉与废混凝土粉，得到废红砖粉与废混凝土粉活性指数随比表面积的增大而提高的关系。选取试验中粉磨时间为20min的废红砖粉与废混凝土块粉为原材料进行后续试验。

随着城镇化进程的加快，大量建筑物新建和拆除，目前拆除的建筑大多为低层居民楼，建筑垃圾中碎砖与混凝土块约占总量的75%，在砖混结构中碎砖块约占总量的30%~40%，混凝土碎块约占总量的8%~15%，因此，所用的再生微粉按照废红砖粉∶废混凝土粉为2∶1比例均匀混合后在试验中使用。