废弃混凝土再生水泥技术的研究进展

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发布时间：2021-09-11

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废弃混凝土再生水泥技术的研究进展
艾红梅，卢普光。燕芳，韩立东，卢洪正
(大连理工大学建设工程学部，辽宁大连1 16024)
摘要：利用废弃混凝土为原料煅烧熟料、制备水泥是废弃混凝土资源化再生利用的有效途径。介绍了全组分废弃混凝土再生水泥的概念
和国内外废弃混凝土再生水泥技术的最新研究现状。针对废弃混凝土区别于普通水泥生料的特点，提出再生水泥研究中亟待解决的问题。
关键词：废弃混凝土；再生水泥；硬化水泥石；结晶态SiO
中图分类号： TU528．04 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)07—0058—02
Research progress on recycled cem ent produced from waste concrete
AIHong-mei，LUPu-guang，YANFang，HANLi—dong，LUHong-zheng
(FacultyofInfrastructureEngineering，DalianUniversity ofTechnology，Dalian 116024，China)
Abstract： Using waste concrete as a component to calcine clinkers and make eco—cement is an efective way to utilize waste concrete．The con—
ception of eco-cement produced from all components of waste concrete was introduced，the research status of eco—cement produced from waste
concrete in China and abroad were also introduced．Focused on the difference ofwaste concrete and ordinary raw materials，problems required to
solve were proposed．
Keywords： waste concrete；recycled cement；hardenedcementpaste；Si02 crystals
0 引言
混凝土是世界范围内用量最大的建筑材料，一旦废弃后同
样也是建筑垃圾的“主力军”。统计分析显示，随着各类土木建
筑工程持续快速发展，未来我国废弃混凝土数量将以每年8％
的速度增长，预计2020年将达到6．38亿t【1]。这些废弃混凝土
如果不能得到很好的再利用，不仅破坏生态环境，而且也是资
源的巨大浪费，同时还将进一步加剧建材行业的生产负担。从发
展循环经济的角度出发，在追求混凝土材料功能多样化、品质
高性能化的同时，应更多关注混凝土在生命周期的终点——废
弃后，对资源的贡献率以及对自然环境的影响。
废弃物资源化有两种方式：原级资源化和次级资源化，原级
资源化是指直接利用废弃物生产同类新产品，对再生资源的利
用率最高。以废弃混凝土为原料生产再生骨料和水泥属于废弃
物的原级资源化利用，将两类再生产品重新用于混凝土，可以
实现混凝土材料的完全循环利用【2】。近年来，国内外相关研究多
集中于再生骨料。但是，受废弃混凝土成分复杂性以及骨料与硬
化砂浆分离技术的限制，我国现阶段再生骨料生产成本较高而
产品性能有限，直接影响其应用[3]。此外，再生骨料技术主要利
用的是废弃混凝土中的粗骨料，而成本更高的砂浆、尤其是水
泥石部分没有被有效的利用嗍。我国水泥产量一直居世界首位，
2011年产量达到2O．63亿t，增速16．12％嘲；与此同时，水泥生
产所需的石灰石、黏土等原材料却面临资源匮乏的局面。利用废
弃混凝土制备再生水泥，通过水泥——混凝土材料的闭路循环，
一方面可以直接减少整个混凝土生产系统的废弃物，实现废弃
混凝土的高附加值再生利用；另一方面，能够有效缓解水泥工
业的生产压力，减少对不可再生资源的消耗，真正实现循环过
程的自给自足。
1 废弃混凝土再生水泥的研究现状
以废弃混凝土为原料煅烧水泥，目前的技术途径主要有2种：
一种是利用废弃混凝土中的粗骨料取代部分天然石灰石作为
水泥钙质原料；另一种是利用废弃混凝土破碎后的微粉、含砂硬
化水泥石或者砂浆部分作为水泥生料组分。
石灰石是混凝土中常用的粗骨料品种，同时也是水泥生产
的主要钙质原料。重庆大学万朝均等将废弃混凝土破碎、分离，
获得以石灰石为主的颗粒(粒径5～20 mm)，取代天然石灰石煅
烧熟料，所制备的水泥3 d强度偏低、28 d强度可达到52．5级水
泥的技术要求闸。该技术已于2009年获得专利授权。武汉理工
大学万惠文等同样利用废弃混凝土代替部分石灰石烧制水泥，
取代率为60％时煅烧出正常的熟料，强度达到47．4 MPatn。
废弃混凝土制备再生骨料过程中，残留5％左右的细小微粒，
主要成分为水泥石。Chang，Cheng-feng将废弃混凝土破碎，经
低温热处理、多次磨碎、分次筛分后，利用粒径小于0．15 mm的
微粉煅烧水泥，其28 d抗压强度与波特兰I型水泥一致嗍。捷克
研究人员用回收的0～16 nlln粒径的混凝土微粉作为波特兰水
泥生料组分，掺人富钙石灰石、铁质校正原料以及CaF：矿化剂，
在1 430℃煅烧熟料，所制备的水泥强度略高于普通原料生产