CN101537421B - 一种废弃混凝土的分离方法以及其产物细粉的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种废弃混凝土的分离方法以及其产物细粉的应用，属于建筑材料工程领域。采用高温煅烧、石灰熟化、球磨脱开、水筛分离等工艺，彻底分离废弃混凝土，以得到可直接用于建筑工程等领域的石灰膏、砂子和细粉为目的。生产过程清洁无粉尘、噪音等污染，费用低。得到的产物细粉应用于制备微晶玻璃，从而可以降低微晶玻璃生产的材料成本。

Description

一种废弃混凝土的分离方法以及其产物细粉的应用
技术领域
本发明属于建筑工程领域，特别涉及一种废弃混凝土的分离方法，及其产物的应用。
背景技术
随着世界人口的日益增多，建筑业作为国民经济的支柱产业也有突飞猛进的发展，在建筑工程中，混凝土作为最大宗的人造材料对自然资源的占用及对环境造成的负面影响是非常严重。
据统计2006年我国的混凝土的产量已超过40亿立方米。一般说来，混凝土原料中其骨料占混凝土总量的75％，长期以来，由于砂石骨料来源广泛易得，价格低廉，被认为是取之不尽、用之不竭的原料而不被重视，随意开采，甚至滥采滥用。结果造成山体滑坡、河床改道，严重破坏自然环境。
另一方面，也正是由于建筑业迅速发展，每年拆除的废旧混凝土、新建建筑产生的废弃混凝土以及混凝土工厂、预制构件厂排放的废弃混凝土的数量是巨大的。如此巨大的排放量，不仅处理费用惊人，还需要占用大量的空间存放，污染环境，浪费耕地，成为城市的一大公害，由此引发的环境问题也十分突出。如此大量废弃混凝土的处理费用和环境问题可想而知。
目前，国内外对废弃混凝土的处理及再利用多数采用就地回收，经破碎、清洗、分级后作为骨料再利用，生产再生混凝土并用到新建建筑物上。这种方法成本较低，节省天然骨料资源，还能减轻对城市环境的污染，可以使部分废弃混凝土得到循环利用。但是此方法制备的再生骨料，因其颗粒表面质量低，对混凝土拌合物的用水量和施工性影响较大，一般只能用作低标号混凝土的制备。
本发明最接近的现有技术还有，1、公开号为CN1857782、公开日为2006年11月8日、名称为“一种废弃混凝土组分分离的方法”的发明专利。公开了一种废弃混凝土生产再生骨料和再生水泥的方法，该方法在750℃-800℃的温度煅烧，利用机械分离的方法分离再生骨料后，利用水泥浆制备再生水泥。煅烧温度较低，对硬化水泥石的活化作用较低，且机械破碎分离过程使再生水泥杂质含量较高。再生水泥的实用效果有待进一步论证。2、公开号为CN101215114、公开日为2008年7月9日、名称为“废弃混凝土生产再生骨料和再生水泥的方法”的发明专利。公开了采用低温煅烧和风冷的方式分离骨料和水泥粉。该方法利用风机分离解决了不同组分之间的分离技术，但增加了专用设备，提高了分离成本，而且采用干料分离的方法，需采用封闭分离系统，否则会造成二次污染。
但是，上述现有技术中，所有经过煅烧工艺处理废弃混凝土的方法，其煅烧都是以活化水泥水化物，生产再生水泥为目的。
发明内容
本发明的技术方案是，采用高温煅烧、石灰熟化、球磨脱开、水筛分离等工艺，彻底分离废弃混凝土，以得到可直接用于建筑工程等领域的石灰膏、砂子和细粉为目的。生产过程清洁无粉尘、噪音等污染，费用低。
本发明包括如下顺序的步骤：
(1)将混凝土在900～1100℃煅烧5～10h；
(2)投入水中使石灰熟化后，进行旋流分离石灰浆；
(3)分离出的石灰浆过筛进入沉降池，陈伏后得到产物石灰膏；
(4)将步骤(2)中分离石灰浆后的余渣和步骤(3)中筛余的余渣，冷却至70℃以下，加入球磨机湿磨，使煅烧后强度未破坏的砂子与煅烧后强度被破坏的水泥水化物彻底脱开；
(5)步骤(4)中湿磨得到的混合物料，通过水筛分离，得到砂子和浆状物；
(6)上述浆状物干燥得到细粉。
所述步骤(1)中煅烧温度为1000～1050℃。
所述步骤(3)中筛子的规格为20目。
所述步骤(4)中进行球磨的参数为转速100～300r/min，球磨时间30～60min。
所述步骤(5)中水筛的规格为80目。
废弃混凝土中的主要成分是碎石、砂子和水泥水化物，当温度处于步骤(1)的900～1100℃范围时石头被烧制成石灰，经过步骤(2)的石灰熟化过程、步骤(3)的旋流、过筛分离可以将石灰浆分离，制成的石灰膏成品，可直接用于制备建筑砌筑砂浆和抹灰砂浆。
由于煅烧过程中砂子表面的水泥水化物强度被破坏而变得比较松软，为了去除砂子粘结的水泥水化物，进一步进入球磨机进行球磨，使砂子与水泥水化物彻底分离，经过步骤(5)的水筛分离可以分离出纯净的砂子和浆状物，得到的砂子粒形良好，表面清洁，可直接用于普通水泥混凝土的制备。
因此，煅烧的温度过高或过低都会使所分离的产物不纯净。过程中采用石灰熟化、旋流分离、水磨、水筛的结合最终能够分离出纯净的石灰膏、砂子和细粉，而且整个过程清洁，无粉尘噪音等污染，费用低。该发明利用废弃混凝土解决了废弃混凝土堆放造成的环境污染问题，同时可减少对矿物资源的消耗，节约能源等。
本发明上述步骤(5)得到的浆状物，经过步骤(6)的干燥得到细粉，细粉由于杂质含量较高，且活性降低，很难再用于水泥的再生产。细粉主要化学成分为氧化钙(CaO)、氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)及少量氧化镁(MgO)等氧化物。这些氧化物大部分都是制备微晶玻璃陶瓷的主要组成部分，得到的产物细粉应用于制备微晶玻璃，从而可以降低微晶玻璃生产的材料成本。
细粉制备微晶玻璃具体配方及工艺是，按重量份计，有细粉100，SiO215～25，Al2O33～5，TiO20.2～2，在1450℃～1500℃保温1～3h，热处理制度为650～800℃保温1～4h后加热到900～1100℃保温1～4h。
根据分离后细粉的有效成分确定合适的微晶玻璃的玻璃体系和热处理制度，采用烧结法制成废弃混凝土微晶玻璃制品。用细粉制备微晶玻璃的基本制备工艺过程与现有技术相同。
具体实施方式
实施例1：将废弃混凝土在900℃煅烧10h，快速投入水中使石灰熟化，进行旋流分离石灰浆；分离出的石灰浆过20目筛，进入沉降池，陈伏后得到熟化石灰膏；将滤出的剩余物料，水冷至70℃以下，加入球磨机使砂子与水泥水化物彻底分离；转速在300r/min，球磨时间1.0h。将球磨后的废弃混凝土通过80目孔径的水筛分离筛分离出水泥细粉和砂子，得到的砂子颗粒形貌优良，表面清洁，含泥量、泥块含量等技术指标达到建筑用砂I级砂标准。
实施例2：将废弃混凝土在1000℃煅烧6h，快速投入水中使石灰熟化，进行旋流分离石灰浆；分离出的石灰浆过20目筛，进入沉降池，陈伏后得到熟化石灰膏；将滤出的剩余物料，自然冷却至70℃以下，加入球磨机使砂子与水泥水化物彻底分离；转速在200r/min，球磨时间50min。将球磨后的废弃混凝土通过80目孔径的水筛分离筛分离出水泥细粉和砂子，得到的砂子颗粒形貌优良，表面清洁，含泥量、泥块含量等技术指标达到建筑用砂I级砂标准。
实施例3：将废弃混凝土在1050℃煅烧4h，快速投入水中使石灰熟化，进行旋流分离石灰浆；分离出的石灰浆过20目筛，进入沉降池，陈伏后得到熟化石灰膏；将滤出的剩余物料，风冷冷却至70℃以下，加入球磨机使砂子与水泥水化物彻底分离；转速在100r/min，球磨时间45min。将球磨后的废弃混凝土通过80目孔径的水筛分离筛分离出水泥细粉和砂子，得到的砂子颗粒形貌优良，表面清洁，含泥量、泥块含量等技术指标达到建筑用砂I级砂标准。
实施例4：将废弃混凝土在1100℃煅烧3h，快速投入水中使石灰熟化，进行旋流分离石灰浆；分离出的石灰浆过20目筛，进入沉降池，陈伏后得到熟化石灰膏；将滤出的剩余物料，水冷至70℃以下，加入球磨机使砂子与水泥水化物彻底分离；转速在100r/min，球磨时间30min。将球磨后的废弃混凝土通过80目孔径的水筛分离筛分离出水泥细粉和砂子，得到的砂子颗粒形貌优良，表面清洁，含泥量、泥块含量等技术指标达到建筑用砂I级砂标准。
实施例5：产物细粉的应用，按重量份：有细粉100，SiO220，Al2O35，TiO20.2。在1450℃保温1h得到基础玻璃，基础玻璃经经热处理后，得到微晶玻璃，热处理制度为670℃保温2h后加热到900℃保温1h。
实施例6：产物细粉的应用，按重量份：有细粉100，SiO215，Al2O33，TiO22。在1500℃保温2h得到基础玻璃，基础玻璃经经热处理后，得到微晶玻璃，热处理制度为800℃保温5h后加热到1100℃保温3h。
实施例7：产物细粉的应用，按重量份：有细粉100，SiO225，Al2O34，TiO21。在1480℃保温3h得到基础玻璃，基础玻璃经经热处理后，得到微晶玻璃，热处理制度为700℃保温1h后加热到1000℃保温2h。

Claims (2)

1.一种废弃混凝土的分离方法，包括如下顺序的步骤：
(1)将混凝土在900～1100℃煅烧5～10h；
(2)投入水中使石灰熟化后，进行旋流分离石灰浆；
(3)分离出的石灰浆过筛进入沉降池，陈伏后得到产物石灰膏；
(4)将步骤(2)中分离石灰浆后的余渣和步骤(3)中筛余的余渣，冷却至70℃以下，加入球磨机湿磨，使煅烧后强度未破坏的砂子与煅烧后强度被破坏的水泥水化物彻底脱开；步骤(3)中筛子的规格为20目；
(5)步骤(4)中湿磨得到的混合物料，通过水筛分离，得到砂子和浆状物；步骤(4)中进行球磨的参数为转速100～300r/min，球磨时间30～60min；步骤(5)中水筛的规格为80目；
(6)上述浆状物干燥得到细粉。
2.根据权利要求1所述方法得到的产物细粉的应用，其特征在于，用于制备微晶玻璃；按重量份：细粉100，SiO215～25，Al2O33～5，TiO20.2～2，在1450℃～1500℃保温1～3h，热处理制度为650～800℃保温1～5h后加热到900～1100℃保温1～5h。 
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