摘要
近年来建筑行业发展迅速，基础设施建设及老城改造速度加快，这消耗了大量的水泥、砂子等建筑材料。2021年我国水泥生产总量为23.63亿吨，消耗了大量的石灰石，粘土等原料，而我国石灰石等矿产资源储备有限，寻找新的水泥生产原料以缓解原材料短缺问题迫在眉睫。同时，一些旧建筑的拆除翻新，越来越多的废弃混凝土（废砼）等建筑垃圾随之产生，我国2021年产生建筑废弃物接近32亿吨，给环境带来了巨大的压力。因此，用废弃混凝土来生产再生水泥既可以解决建筑废弃物带来的环境问题，又可以缓解水泥生产原料短缺问题。目前对于建筑废弃物的资源化利用多为废弃混凝土生产再生骨料，对废弃混凝土生产再生水泥研究较少。 本文研究了利用废砼粉体替代部分水泥生料制备再生水泥，首先研究了废弃混凝土中胶凝组分高温下的分解过程，建立胶凝组分与再生水泥之间的联系。然后用废弃混凝土胶凝组分替代水泥生料，研究替代率、冷却方式等对再生水泥熟料烧成的影响，同时寻找最佳替代率。最后用来自不同地区的全组分废砼粉体替代水泥生料，研究再生水泥熟料与水泥厂熟料之间的差异，建立废弃混凝土的基本利用方案。得出的主要结论如下: 1、废砼胶凝组分在高温的分解产物与水泥熟料矿物一致，1050℃处理后形成β-C2S,钙矾石AFt中分解生成的C12A7和CaO,较正常熟料矿物中形成C12A7提前500℃左右,加快了熟料中间产物C2AS的形成。胶凝组分强度对分解产物性质影响不大，且胶凝组分中的未水化颗粒在再生水泥熟料烧成中起到晶种作用，促进固相反应的进行。 2、废砼胶凝组分替代水泥生料的最佳替代率为30％,在此替代率下再生水泥熟料性质接近水泥厂熟料，同时可以最大程度利用废砼胶凝组分。冷却方式会对再生水泥熟料的性质产生差异，风冷条件下，再生水泥熟料为灰黑色，硅酸三钙主要为MⅠ+MⅢ型，水冷条件下，熟料呈现为棕黄色，硅酸三钙主要为MⅠ型，两种冷却条件下，硅酸二钙的晶型都主要以β型存在。 3、普通废砼粉体替代生料后，其易烧性、易磨性提升，熟料性质与水泥厂熟料性质接近。高硅废砼粉体替代生料后，易烧性变差，但其依然符合国家标准规定的游离氧化钙小于1.5％的要求。综合来看，粗骨料为石灰石的废弃混凝土最适合生产再生水泥熟料,结晶二氧化硅含量高的废弃混凝土利用难度较高。
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