CN101250033A - 废弃混凝土回收方法及装置 - Google Patents

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张日华
刘建寿
钱大行
赵冬梅
孙犁
郭献军
李琦
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Abstract

本发明公开的废弃混凝土回收方法及装置是将经过脱除钢筋处理，粒度在400mm左右的废弃混凝土采用破碎机进行破碎至出机最大粒度不超过50mm，送入回转筛进行分选，分选出40mm、5－40mm、小于5mm三种粒径，大于40mm部分送回破碎机继续破碎；5－40mm部分采用磨削方式使牢固粘结在一起的粗、细骨料进行分离，得到5－25mm的干净石子和小于5mm的细骨料；小于5mm部分进行超细粉磨处理。本发明将废弃混凝土原有的并牢固粘结在一起的粗、细骨料进行分离还原，得到表面干净的石子和细碎的硬化水泥砂浆及部分石宵。石子用于新搅拌混凝土的粗骨料，硬化水泥砂浆及部分石宵进行进一步磨细加工，制成微粉，作为预拌混凝土的掺合料替代部分水泥，改善预拌混凝土的施工和使用性能。

Description

废弃混凝土回收方法及装置
技术领域
本发明涉属于水泥制品——混凝土技术领域。主要涉及的是废弃混凝土回收方法及装置。即是将废弃混凝土中牢固粘结在一起的粗骨料——石子和细骨料——硬化的水泥砂浆进行有效分离，并在新搅拌的混凝土中进行再利用。
背景技术
随着科学技术的不断发展，目前，世界范围内的废弃混凝土(拆除的旧房屋等建筑构筑物、混凝土路面等)堆放和新增数量与日俱增。新增的混凝土数量急剧上升，消耗了大量的石灰石等矿产资源。如果这种现状长期发展，将导致有限矿产资源日益匮乏，人类的生存环境日益恶劣。随着世界各国对资源再利用的重视，在发展循环经济的情况下，这种技术显得尤为重要。
目前废弃混凝土应用的技术基本采用简单的破碎(将废弃混凝土只进行粒度大小的破碎)，制成再生骨料，作为粗骨料替代部分粗骨料(石子)应用在混凝土中。由于破碎的废弃混凝土与石子相比，废弃的混凝土是硬化的水泥砂浆包裹着石子，因此，两者物理性能差别很大(外观形状不规则，空隙率大，吸水率高，强度低等)，特别是在加水搅拌过程中，其性能的变化更大(需水量增加，水泥砂浆遇水后部分与石子分离，部分骨料强度降低)。而混凝土(特别是预拌混凝土)对粗骨料这些性能要求很高，因此对混凝土(特别是预拌混凝土)的施工和使用性能影响很大(混凝土需水量增加、坍落度降低、经时损失大)，从而导致掺加量和使用受到限制。
要想解决上述废弃混凝土应用中存在的技术问题，须将废弃混凝土中原有的粗(石子)细骨料(硬化水泥砂浆)分离，得到表面干净的石子，就能象新的石子一样使用。将剥下的砂浆及部分石宵进行超细粉磨，达到比表面积400m2/kg以上，作为预拌混凝土的掺合料使用。
发明内容
本发明的目的是提出一种废弃混凝土回收方法及装置。解决废弃混凝土中石子和细骨料的分离问题，将废弃混凝土原有的并牢固粘结在一起的粗、细骨料进行分离还原后再利用。
本发明实现上述目的采取的技术方案是：将经过脱除钢筋处理，粒度在400mm左右的废弃混凝土采用破碎机进行破碎至出机最大粒度不超过50mm，送入回转筛进行分选，分选出40mm、5-40mm、小于5mm三种粒径，大于40mm部分送回破碎机继续破碎；5-40mm部分采用磨削方式使牢固粘结在一起的粗、细骨料进行分离，得到5-25mm的干净石子和小于5mm的细骨料；小于5mm部分进行超细粉磨处理。
本发明对5-40mm部分采用的磨削方式是通过分离机实现的，其由筒体、衬板、卸料仓、卸料衬板、中空轴、滑动轴承、卸料端盖及研磨体组成，筒体通过两端设置的中空轴支撑定位在滑动轴承，在筒体的内壁圆周设置有衬板，卸料端盖位于筒体的出料端，其直径大于筒体的直径，在卸料端盖内设置有环形的卸料衬板一端用螺栓与筒体的端部固定，在卸料衬板上均布有篦缝，卸料端盖与卸料衬板之间形成的环形空腔即为卸料仓，在卸料端盖上均布有用于卸料的卸料孔；研磨体为多个放置在筒体内。
本发明通过将旧建筑物等拆除下来的废弃混凝土进行一系列加工处理，在不损伤石子的内部结构的前提下，采用顎式破碎机进行由大到小(由400mm破碎到40mm)的破碎处理；再将5-40mm粒度的废弃混凝土进行有效“剥壳”分离，将废弃混凝土原有的并牢固粘结在一起的粗、细骨料进行分离还原，得到表面干净的石子和细碎的硬化水泥砂浆及部分石宵。石子用于新搅拌混凝土的粗骨料，硬化水泥砂浆及部分石宵进行进一步磨细加工，制成微粉，作为预拌混凝土的掺合料替代部分水泥，改善预拌混凝土的施工和使用性能。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明回转筛筛板结构示意图。
图3是本发明分离机的结构示意图。
图中：1、进料斗 2、筛孔 3、主轴 4、外筛 5、内筛 6、筛架 7、粗料接管 8、细料接管、9、筒体 10、衬板 11、卸料仓 12、卸料衬板 13、中空轴 14、滑动轴承 15、卸料端盖 16、磨削体。
具体实施方式
结合附图，给出本发明的实施例如下，但不局限本实施例。
如图1所示：本实施例的工艺流程是：将来自建筑工地的废弃混凝土(经过脱除钢筋处理，其粒度在400mm左右)，采用普通的颚式破碎机进行破碎，出机最大粒度50mm，通过皮带机、提升机等送入回转筛进行分选，将它们分成大于40mm、5-40mm、小于5mm三种粒径。大于40mm部分送回破碎机继续破碎；5-40mm部分采用磨削方式使牢固粘结在一起的粗、细骨料进行分离，得到5-25mm的干净石子和小于5mm的细骨料；小于5mm部分进行超细粉磨处理。
如图2所示，回转筛的基本结构与普通回转筛相同，从颚式破碎机来的料经进料斗进入回转筛，回转筛布置在储存物料圆库的顶部；整个回转筛安装时呈3％的斜度，出料端低于进料端，物料利用料面差从进料端到出料端。回转筛由外筛4、内筛5和主轴3组成，外筛位于内筛外，内筛和外筛均为组合结构，由六块组成，通过螺栓固定在筛架6上，以便于安装和更换。主轴3由电机驱动，带动外筛4和内筛5一起转动。进料斗1位于内筛5的进料端。粗料接管7位于内筛5的出料端，细料接管8位于外筛4的出料端。为了提高筛分效率，外筛4和内筛5的筛孔3的形状为篦条状；物料通过进料斗1进到内筛5，筛孔为42×350mm，将大于40mm的大块料筛选出来，用粗料接管7送回颚式破碎机再破碎，筛下的物料再经过外层筛4筛选，筛孔为5.0×350mm，将小于5mm的细料和5-40mm粗料分离出来，用细料接管8送出机体。
由于废弃混凝土中，包裹石子的硬化水泥砂浆的强度和硬度以及砂浆与石子的结合力与石子相比都小很多，要将其剥离，如果采用破碎的方法只会将石子一起进一步破碎，从而达不到分离的目的。本实施例采用磨削的方法是由分离机实现的。如图3所示：分离机的外形及基本结构与普通单仓球磨机相同，传动方式采用中心传动方式，其转速比同规格普通球磨机低，是普通球磨机理论转速的70％。其由筒体9、衬板10、卸料仓11、卸料衬板12、中空轴13、滑动轴承14、卸料端盖15及研磨体16组成。筒体9为圆形，由钢板焊接而成，其两端设置的中空轴13支撑定位在滑动轴承14上；中空轴13在进料端起支撑和进料作用，在出料端起支撑作用；滑动轴承14由滑动轴承和底座组成。在筒体9的内壁圆周设置有衬板10，衬板10为平衬板，采用螺栓与筒体9固定，其作用是利用摩擦力来提升磨削体、研磨混凝土和保护筒体。筒体9两端设置的进料端护板与出料端盲板表面均为平形，护板和盲板是通过螺栓与筒体的端盖固定连接的，且固定螺栓不能露出护板面(与护板面平齐)，防止螺栓头磨损。卸料端盖15位于筒体9的出料端，与筒体9固定连接，其直径大于筒体的直径，在卸料端盖15内设置有环形的卸料衬板12，该卸料衬板12的直径与筒体9的直径相等，一端用螺栓与筒体的端部固定，其为L型，在卸料衬板12上均布设有篦缝，篦缝可为环向布置，也可为轴向布置，具有卸料功能。卸料端盖15与卸料衬板12之间形成的空腔即构成卸料仓11，并在卸料端盖15上开有卸料孔用于卸料。由回转筛分选出的5-40mm的物料通过卸料衬板12上的篦缝卸到出料端的卸料仓11内，然后通过卸料端盖15的出料孔排出，这种周边卸料的方式避免了采用传统的轴向篦板卸料形式时研磨体(棒)被篦板的篦缝卡死的问题。
在筒体9内水平放置有多个磨削体16，该磨削体16为棒状式钢棒，随筒体的旋转钢棒被衬板12带起，利用摩擦力和冲击力破碎物料。由于棒状状式磨削体破碎物料的机理与球形状不同，棒状式主要对物料进行磨削，与物料进行线接触，首先对大块料进行磨削破碎，而且效率高。棒长度较筒体有效长度短8-10cm。对物料的磨削力不能大，否则会使将石子破碎，为此棒的规格采用直径35、40、45mm三种规格；材质采用Mn13，并经过热处理，硬度达到40。磨削体装载量填充率为有效容积的22％。
长径比：指分离机筒体的有效直径Di与有效长度Li之比(减去衬板厚度和两端护板等尺寸)1.20。
随着磨削体16对物料不断的磨削，包裹在石子外部的硬化水泥砂浆逐步脱落，但随磨削时间的增加，石子的粒度逐渐变小，小于5mm的细料增多，此时的分离效果已下降。因此，其分离效果有一最佳时间，该时间对分离的石子的数量、外观及强度等最佳，石子约占总量的25％-30％(在新配制的混凝土中石子约占50％)。
由大量试验结果得出，料棒比为1∶10-15，物料在机内停留时间为5-7.5分钟。经过破碎和筛选下来的小于5mm的细骨料约占总量的70-75％左右，该细骨料由部分石子沫、砂子、硬化水泥浆体等组成，成分比较复杂。通过分析和试验，将这种细骨料进行超细粉磨加工成比表面积400m2/kg以上的微粉，可用于预拌混凝土中替代5-15％水泥，改善预拌混凝土的施工和使用性能。
该微粉制备工艺与水泥开流粉磨工艺相同，磨机采用水泥厂粉磨水泥的高细磨。根据细骨料的特点和微粉的指标要求，在高细磨前增设预粉磨设备，以提高微粉颗粒的均匀性和小于5um颗粒的比例。预粉磨设备采用预磨机，预磨机与上述分离机结构原理基本相似，但出料方式不同，预磨机采用传统的尾部篦缝出料。
由于被粉磨的物料粒度较小，而棒的粉碎效率很高，当粉碎到一定时间后，物料的粒度变化很小。因此，预磨的效果有一最佳料棒比和粉磨时间。即预磨机的料棒比为1∶15-20，物料在机内停留时间为15分钟左右。

Claims (6)

1、一种废弃混凝土回收方法，其特征是：将经过脱除钢筋处理，粒度在400mm左右的废弃混凝土采用破碎机进行破碎至出机最大粒度不超过50mm，送入回转筛进行分选，分选出40mm、5-40mm、小于5mm三种粒径，大于40mm部分送回破碎机继续破碎；5-40mm部分采用磨削方式使牢固粘结在一起的粗、细骨料进行分离，得到5-25mm的干净石子和小于5mm的细骨料；小于5mm部分进行超细粉磨处理。
2、一种如权利要求1所述的废弃混凝土回收方法的装置，其特征是：所述的回转筛主要由外筛(4)、内筛(5)和主轴(3)组成，外筛(4)位于内筛(5)外，内筛与主轴连动，主轴由电机驱动带动外筛和内筛一起转动；在内筛的出料端设置有粗料接管(7)，在外筛的出料端设置有细料接管(8)。
3、一种如权利要求1所述的废弃混凝土回收方法的装置，其特征是：所述的磨削方式由分离机实现的，其由筒体(9)、衬板(10)、卸料仓(11)、卸料衬板(12)、中空轴(13)、滑动轴承(14)、卸料端盖(15)及研磨体(16)组成，筒体通过两端设置的中空轴支撑定位在滑动轴承，在筒体的内壁圆周设置有衬板，卸料端盖位于筒体的出料端，其直径大于筒体的直径，在卸料端盖内设置有环形的卸料衬板一端用螺栓与筒体的端部固定，在卸料衬板上均布有篦缝，卸料端盖与卸料衬板之间形成的环形空腔即为卸料仓，在卸料端盖上均布有用于卸料的卸料孔；研磨体为多个放置在筒体内。
4、根据权利要求2所述的废弃混凝土回收方法的装置，其特征是：所述的回转筛的外筛(4)和内筛(5)的筛孔(3)的形状均为篦条状。
5、根据权利要求3所述的废弃混凝土回收方法的装置，其特征是：所述的分离机筒体(9)内的研磨体(8)为棒状式钢棒。
6、根据权利要求3所述的废弃混凝土回收方法的装置，其特征是：所述的卸料衬板(12)为L型。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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