日本混凝土骨料再生技术的现状与动向
2008-06-20 00:00
采用加热搓擦法实现含有细骨料高质量骨料的回收
在建设产业，资源消费量非常之大，同时工程建设中副产物及其旧建筑结构废弃物产量随之增加。在日本，2000年混凝土块的排放量为3500万吨，尽管其中96%进行了再循环，但大部分设施是中间处理设施，产品限于作路基材料使用。从社会发展趋势来看，今后混凝土块发生量将急剧增加，站在资源循环的立场上考虑，如不用再 要从混凝土块中回收高质量的骨料，必须开发高质量的再生骨料回收设备，许多国家都在进行研究这方面的技术，下面就日本所采用的“加热搓擦法”再生技术作一概要介绍。
1 机理：
混凝土中的水泥与水混合生成水化物，具有骨料间粘合剂的功能。若将混凝土加热至300℃，则一方面，附着在骨料周围的水泥浆进行脱水，使水化物得到分解、混凝土变脆；另一方面，由于被加热，骨料膨胀从而使结合面处的水泥浆层发生变形，产生微小裂纹，使水泥浆变脆，且处于容易从骨料剥落的状态。此时，只要施以不破坏骨料的轻微冲击力和搓擦作用，就能选择性去除水泥浆，能回收与JIS（日本工业标准）一样质量的粗、细骨料。
关于由加热而引起骨料的热变质问题，根据研究，若加热至500℃以上，则因含有粘土矿物质的脱水和SIO2的转移会使骨料质量下降，但只要加热温度在500℃以下，不会影响骨料质量。
2 移动型高质量骨料回收设备：
该回收设备由东京大学开发，其工艺流程是：
（1）用轮式装载机将粒径40~50mm以下的破碎混凝土块投入接收料斗，经过有定量供给器的传送带并使用多料式提升机将其提升至加热设备上部，并投入连续运转。
为防止直接火焰对骨料的热损伤，在充填型加热设备上装有热风发生装置，预先将灯（煤）油等燃烧气体与冷却空气混合，将450℃的热风送入充填层。为使充填层的温度分布均匀一致，故使热风从周围及底部方向同时吹入。然后从设备上部投入混凝土块，从下部吹入热风，骨料在向下移动过程中加热至约300℃，利用设置在最下部的盘式料机排出系统外。
（2）粗骨料回收设备，采用以钢球为媒介物的卧式回转式筒形粉碎设备，对混凝土块进行连续搓擦处理。粉碎机内部为双层圆筒结构，内筒设有7mm筛孔用来排出砂浆及微粉成分，以防止细骨料的破坏并提高搓擦处理效率。
细骨料回收设备与粗骨料相同，采用筒形粉碎式，细骨料的回收，因必须利用媒介物抑制细骨料的粉碎程度，故研究比钢球比重小的媒介物，并采用回收粗骨料工序后进行细骨料回收，即将从粗骨料回收设备排出的粗骨料及砂浆成分（包括微粉成分）一起投入细骨料回收设备，将粗骨料作媒介物，并利用砂浆成分进行搓擦，回收再生细骨料，微粉成分利用粉碎机内通气流（通风）去除，并用袋式过滤器回收。
在移动设备时，要卸下管道和电气配线，拆卸各装置间结合的连接零件，将全部设备分解成单元，再把其装载在拖车上进行搬运。
3 回收骨料的质量和回收率：
用加热搓擦法回收再生骨料时，吸水率与干密度呈直线关系，故再生骨料的质量受骨料表面附着水泥浆量的影响，粉碎机转速等搓擦条件也必须与水泥浆量相匹配，故可通过设定适宜的搓擦条件，即能同时回收与JIS相同质量的粗、细骨料，通过了由日本建筑中心进行的建筑结构用再生骨料的技术鉴定。
通过对比，要得到与JIS相同质量的粗、细骨料，当不进行加热处理时，回收率仅有70%，相反，若施行加热处理，则回收率可达到90%以上。由此可见，加热处理是提高回收高质量骨料的有效手段。
4 结束语：
关于骨料再生的应用，国内外都进行了许多研究。但以往的再生技术因使用岩石破碎机等不能充分去除附着有骨料上的水泥浆，存在混凝土质量问题，故不能用作结构用混凝土。另外，作为循环型经济社会的再循环技术必须满足：①能反复进行再循环；②不降低质量；③不将废品转移至其他领域。高质量的骨料回收技术必须具备 采用加热搓擦法回收骨料技术不仅能有效利用混凝土块，而且保护自然环境。另外，若将副产品微粉用途水泥原料和土壤改良材料，还能大幅度降低二氧化碳排放量等环境污染物。
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在建设产业，资源消费量非常之大，同时工程建设中副产物及其旧建筑结构废弃物产量随之增加。在日本，2000年混凝土块的排放量为3500万吨，尽管其中96%进行了再循环，但大部分设施是中间处理设施，产品限于作路基材料使用。从社会发展趋势来看，今后混凝土块发生量将急剧增加，站在资源循环的立场上考虑，如不用再 要从混凝土块中回收高质量的骨料，必须开发高质量的再生骨料回收设备，许多国家都在进行研究这方面的技术，下面就日本所采用的“加热搓擦法”再生技术作一概要介绍。
1 机理：
混凝土中的水泥与水混合生成水化物，具有骨料间粘合剂的功能。若将混凝土加热至300℃，则一方面，附着在骨料周围的水泥浆进行脱水，使水化物得到分解、混凝土变脆；另一方面，由于被加热，骨料膨胀从而使结合面处的水泥浆层发生变形，产生微小裂纹，使水泥浆变脆，且处于容易从骨料剥落的状态。此时，只要施以不破坏骨料的轻微冲击力和搓擦作用，就能选择性去除水泥浆，能回收与JIS（日本工业标准）一样质量的粗、细骨料。
关于由加热而引起骨料的热变质问题，根据研究，若加热至500℃以上，则因含有粘土矿物质的脱水和SIO2的转移会使骨料质量下降，但只要加热温度在500℃以下，不会影响骨料质量。
2 移动型高质量骨料回收设备：
该回收设备由东京大学开发，其工艺流程是：
（1）用轮式装载机将粒径40~50mm以下的破碎混凝土块投入接收料斗，经过有定量供给器的传送带并使用多料式提升机将其提升至加热设备上部，并投入连续运转。
为防止直接火焰对骨料的热损伤，在充填型加热设备上装有热风发生装置，预先将灯（煤）油等燃烧气体与冷却空气混合，将450℃的热风送入充填层。为使充填层的温度分布均匀一致，故使热风从周围及底部方向同时吹入。然后从设备上部投入混凝土块，从下部吹入热风，骨料在向下移动过程中加热至约300℃，利用设置在最下部的盘式料机排出系统外。
（2）粗骨料回收设备，采用以钢球为媒介物的卧式回转式筒形粉碎设备，对混凝土块进行连续搓擦处理。粉碎机内部为双层圆筒结构，内筒设有7mm筛孔用来排出砂浆及微粉成分，以防止细骨料的破坏并提高搓擦处理效率。
细骨料回收设备与粗骨料相同，采用筒形粉碎式，细骨料的回收，因必须利用媒介物抑制细骨料的粉碎程度，故研究比钢球比重小的媒介物，并采用回收粗骨料工序后进行细骨料回收，即将从粗骨料回收设备排出的粗骨料及砂浆成分（包括微粉成分）一起投入细骨料回收设备，将粗骨料作媒介物，并利用砂浆成分进行搓擦，回收再生细骨料，微粉成分利用粉碎机内通气流（通风）去除，并用袋式过滤器回收。
在移动设备时，要卸下管道和电气配线，拆卸各装置间结合的连接零件，将全部设备分解成单元，再把其装载在拖车上进行搬运。
3 回收骨料的质量和回收率：
用加热搓擦法回收再生骨料时，吸水率与干密度呈直线关系，故再生骨料的质量受骨料表面附着水泥浆量的影响，粉碎机转速等搓擦条件也必须与水泥浆量相匹配，故可通过设定适宜的搓擦条件，即能同时回收与JIS相同质量的粗、细骨料，通过了由日本建筑中心进行的建筑结构用再生骨料的技术鉴定。
通过对比，要得到与JIS相同质量的粗、细骨料，当不进行加热处理时，回收率仅有70%，相反，若施行加热处理，则回收率可达到90%以上。由此可见，加热处理是提高回收高质量骨料的有效手段。
4 结束语：
关于骨料再生的应用，国内外都进行了许多研究。但以往的再生技术因使用岩石破碎机等不能充分去除附着有骨料上的水泥浆，存在混凝土质量问题，故不能用作结构用混凝土。另外，作为循环型经济社会的再循环技术必须满足：①能反复进行再循环；②不降低质量；③不将废品转移至其他领域。高质量的骨料回收技术必须具备 采用加热搓擦法回收骨料技术不仅能有效利用混凝土块，而且保护自然环境。另外，若将副产品微粉用途水泥原料和土壤改良材料，还能大幅度降低二氧化碳排放量等环境污染物。
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