CN101665369B - 一种废弃混凝土的综合利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废弃混凝土的综合利用方法，属于建筑材料技术领域。该方法将废弃混凝土经高温煅烧、研磨破碎，达到一定的细度后，添加粉煤灰、砂及少量水泥等添加剂半干压成型，蒸压养护制备承重型砌体砖，或者添加粉煤灰、水泥和铝粉膏等添加剂，搅拌浇注模具中成型并经发泡后蒸压养护制备加气混凝土砌块。该种方法废弃混凝土和粉煤灰的总体添量可在90％以上，大大降低了对有限矿物资源的依赖，而且废弃混凝土为一次性100％利用，无需分级分别利用。

Description

一种废弃混凝土的综合利用方法
技术领域
本发明涉及一种废弃混凝土的综合利用方法，特别涉及一种利用废弃混凝土为主要原料制备新型墙体材料的方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
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搅拌站、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，还需要占用大量的存放空间，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。
与此同时，随着我国经济的飞速发展，大量基础设施的建设又对建材的需求量不断加大。据不完全统计，我国房屋建筑材料中70％是墙体材料，每年我国墙体材料的需求量在750万亿块标准砖左右。由于传统墙体材料使用最多的资源是粘土、石灰石和砂石，对土地矿山资源消耗严重，且不可恢复。因此发展低能耗、保温隔热性能好的新型墙体材料，不仅可在生产环节节约能源，还可以使建筑功能得到有效改善，在建筑物使用过程中降低能耗。目前我国城镇化水平只有32％，与世界中等发达国家49％的比例差距很大。按照国家墙材革新未来十年的发展规划，2010年经济发达的省会城市和计划单列城市要达到60％-70％。未来几年内我国城镇化水平将有较大的提高，对新型墙体材料的需求也将大大提高。因此充分利用废弃混凝土资源生产新型墙体材料一举两得，无疑是解决问题的较好途径。
目前蒸压粉煤灰砖和加气混凝土砌块是在建筑中应用与推广的一类新型墙体材料。蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量的石膏和集料，压制成坯后再经蒸压制成的实心砖或多孔砖。其特点是加工工艺过程简单，过程能耗较低，制品强度较高。加气混凝土砌块质量轻、保温隔热性能较好。但是在目前广泛使用的蒸压粉煤灰砖和加气混凝土砌块中，主要以粉煤灰、石灰及水泥为原材料，添加量分别为：粉煤灰30％～50％，生石灰15％～30％，水泥10％～30％，砂子适量，其中除了粉煤灰为工业废弃物外，仍需添加大量生石灰和水泥等原材料，对有限矿物资源的依赖较大。
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(如中国专利CN101148340A和CN101186472A)。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。另外对废弃混凝土的利用是制备再生水泥，(见公开号为CN1857782A和公开号为CN101215114A的中国专利技术)，该方法采用煅烧和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，对废弃混凝土的利用为分级分别利用，工序麻烦。目前没有发现废弃混凝土在蒸压砖和加气混凝土砌块方面的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种废弃混凝土的综合利用方法，该种方法处理的废弃混凝土活性高，废弃混凝土和粉煤灰等废弃物的总体添量可在90％以上，大大降低了对有限矿物资源的依赖，而且废弃混凝土为一次性100％利用，无需分级分别利用。
本发明采取的技术方案为：
一种废弃混凝土的综合利用方法，包括以下步骤：
(1)将废弃混凝土在900～1000℃煅烧5～10h，然后冷却；
(2)将经煅烧冷却后的混凝土破碎分离、研磨至60目筛余不大于5％(wt％)；
(3)将步骤(2)研磨后的废弃混凝土添加一定量的粉煤灰、水泥和砂，混合均匀后，添加适量的水，搅拌一段时间后半干压成型，然后蒸压养护制备新的混凝土制品；或者将步骤(2)研磨后的废弃混凝土添加一定量的粉煤灰、水泥和铝粉膏，混合均匀后，添加适量的水，搅拌浇注模具中成型，发泡切割，然后蒸压养护制备新的混凝土制品。
步骤(1)中所述的煅烧温度为950～1000℃，所述的冷却为随炉冷却或空冷。
步骤(2)中所述的研磨方式为球磨、研磨或碾磨。
步骤(3)中所述的新的混凝土制品为新型墙体材料，新型墙体材料为承重型砌体砖或加气混凝土砌块；所述的各原料的重量份比为废弃混凝土55～75份、粉煤灰30～35份、水泥5～10份和砂0～30份，或者废弃混凝土55～75份、粉煤灰30～35份、水泥5～10份和铝粉膏0.04～0.1份；搅拌时间为10～30min。承重型砌体砖的成型工艺为半干压成型，成型压力为5MPa～20MPa。蒸压养护工艺为：温度为175℃～200℃，压力为0.8～1.5MPa的饱和蒸汽中养护1～2天。其中承重型砌体砖半干压成型工艺、承重型砌体砖和加气混凝土砌块的蒸压养护工艺也可采用现有的技术实现。
废弃混凝土中的主要成分是碎石(主要成分为CaCO3)、砂子和水泥水化物，当温度处于步骤(1)的900～1000℃范围时碎石被烧制成石灰，水泥水化物部分失水分解，经过冷却过程后，石灰和水泥水化物都具有了一定的活性。当废弃混凝土、粉煤灰及水泥等材料拌水以后，混凝土中石灰和水反应生成Ca(OH)2，同时水泥颗粒首先被部分溶解，钙离子游离到孔隙溶液中，使溶液成碱性。粉煤灰颗粒在碱性环境中被慢慢侵蚀破裂。当碱度达到一定程度的时一候，粉煤灰开始水化。由于废弃混凝土中的含钙量较高，所以混凝土和水泥复合大大提高了粉煤灰的反应程度，形成C-S-H凝胶获得强度。
本发明将废弃混凝土采用高温煅烧、破碎分离、研磨后，添加一定量的粉煤灰、水泥、砂或铝粉膏等原料，半干压成型制备承重型砌体砖或加气混凝土砌块，废弃混凝土活性高，废弃混凝土的利用率为100％，在制品中的添加量为55％～75％，大大地降低了对天然资源的消耗，其中制得的承重型砌体砖抗压强度＞30MPa，其他指标均达到MU30粉煤灰砖的标准，可用于承重墙体的砌筑；参考GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》，所制备的加气混凝土的抗压强度到达A3.5要求，干密度达到B05或B06要求，其他性能指标达到相应等级要求的优等品要求。同时本发明利用废弃混凝土为主要原料，解决了废弃混凝土堆放造成的环境污染问题。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进一步说明本发明。
实施例1
一种废弃混凝土的综合利用方法：
将废弃混凝土在900℃煅烧10h，然后随炉冷却，在鄂式破碎机上破碎后，利用球磨，使烧后的废弃混凝土粉末达到一定的细度，60目标准筛筛余不大于5％(wt％)为止。将磨后的废弃混凝土粉按重量份每100份添加30份粉煤灰、5份水泥，混合均匀后，添加适量自来水，搅拌10min，然后在压力机单向压力成型，成型压力7.0MPa，然后在175℃、0.8MPa压力的饱和蒸汽中蒸压养护1d，制备混凝土承重型砌体砖。制备的承重型砌体砖抗压强度＞30MPa，其他指标均达到MU30粉煤灰砖的标准。承重型砌体砖的半干压成型及蒸压养护也可采用任何现行的技术实现。
实施例2
一种废弃混凝土的综合利用方法：
将废弃混凝土在950℃煅烧8h后空冷，在鄂式破碎机上破碎后，利用研磨，使烧后的废弃混凝土粉末达到一定的细度，60目标准筛筛余不大于5％(wt％)为止。将磨后的废弃混凝土粉按重量份每100份添加30份粉煤灰、5份水泥，混合均匀后，添加适量自来水，搅拌20min后在压力机单向压力成型，成型压力10.0MPa，然后在180℃、1.0MPa压力的饱和蒸汽中蒸压养护1d，制备混凝土承重型砌体砖。制备的承重型砌体砖抗压强度＞30MPa，其他指标均达到MU30粉煤灰砖标准。承重型砌体砖的半干压成型及蒸压养护也可采用任何现行的技术实现。
实施例3
一种废弃混凝土的综合利用方法：
将废弃混凝土在1000℃煅烧5h后随炉冷却，在鄂式破碎机上破碎后，利用碾磨，使烧后的废弃混凝土粉末达到一定的细度，60目标准筛筛余不大于5％(wt％)为止。将磨后的废弃混凝土粉按重量份每100份添加35份粉煤灰、5份水泥和10份砂，混合均匀后，添加适量自来水，搅拌20min后在压力机单向压力成型，成型压力10.0MPa，然后在190℃、1.3MPa压力的饱和蒸汽中蒸压养护1d，制备混凝土承重型砌体砖。制备的承重型砌体砖抗压强度＞30MPa，其他指标均达到MU30粉煤灰砖标准。承重型砌体砖的半干压成型及蒸压养护也可采用任何现行的技术实现。
实施例4
一种废弃混凝土的综合利用方法：
将废弃混凝土在1000℃煅烧5h后空冷，在鄂式破碎机上破碎后，利用球磨，使烧后的废弃混凝土粉末达到一定的细度，60目标准筛筛余不大于5％(wt％)为止。将磨后的废弃混凝土粉按重量份每100份添加35份粉煤灰、10份水泥和30份砂，混合均匀后，添加适量自来水，搅拌20min后在压力机单向压力成型，成型压力20.0MPa，然后在200℃、1.5MPa压力的饱和蒸汽中蒸压养护1d，制备混凝土承重型砌体砖。制备的承重型砌体砖抗压强度＞30MPa，其他指标均达到MU30粉煤灰砖标准。承重型砌体砖的半干压成型及蒸压养护也可采用任何现行的技术实现。
实施例5
将混凝土在1000℃煅烧5h随炉冷却，在鄂式破碎机上破碎后，利用球磨，使烧后的废弃混凝土粉末达到一定的细度，60目标准筛筛余不大于5％为止。将磨后的废弃混凝土粉按重量份每100份添加35份粉煤灰、5份水泥和0.04份铝粉膏，混合均匀后，添加适量自来水，搅拌浇注模具中成型，发泡切割后在200℃、1.5MPa压力的饱和蒸汽中蒸压养护1d，制备加气混凝土砌块。制备的加气混凝土的抗压强度到达A3.5要求，干密度达到B06要求，其他性能指标达到相应等级要求的优等品要求。加气混凝土砌块的成型及蒸压养护也可采用现行的技术实现。
实施例6
将混凝土在1000℃煅烧5h随炉冷却，在鄂式破碎机上破碎后，利用研磨，使烧后的废弃混凝土粉末达到一定的细度，60目标准筛筛余不大于5％为止。将磨后的废弃混凝土粉按重量份每100份添加35份粉煤灰、10份水泥和0.06份铝粉膏，混合均匀后，添加适量自来水，搅拌浇注模具中成型，发泡切割后在200℃、1.5MPa压力的饱和蒸汽中蒸压养护1d，制备加气混凝土砌块。制备的加气混凝土的抗压强度到达A3.5要求，干密度达到B05要求，其他性能指标达到相应等级要求的优等品要求。加气混凝土砌块的成型及蒸压养护也可采用现行的技术实现。
实施例7
将混凝土在1000℃煅烧5h随炉冷却，在鄂式破碎机上破碎后，利用研磨，使烧后的废弃混凝土粉末达到一定的细度，60目标准筛筛余不大于5％为止。将磨后的废弃混凝土粉按重量份每100份添加35份粉煤灰、10份水泥和0.08份铝粉膏，混合均匀后，添加适量自来水，搅拌浇注模具中成型，发泡切割后在175℃、0.8MPa压力的饱和蒸汽中蒸压养护1.5d，制备加气混凝土砌块。制备的加气混凝土的抗压强度到达A3.5要求，干密度达到B05要求，其他性能指标达到相应等级要求的优等品要求。加气混凝土砌块的成型及蒸压养护也可采用现行的技术实现。

Claims (4)

1.一种废弃混凝土的综合利用方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)将废弃混凝土在900～1000℃煅烧5～10h，然后冷却；
(2)将经煅烧冷却后的混凝土破碎分离、研磨至60目筛余不大于5％；
(3)将步骤(2)研磨后的废弃混凝土添加一定量的粉煤灰、水泥和砂，混合均匀后，添加适量的水，搅拌一段时间后半干压成型，然后蒸压养护制备混凝土制品，所述的各原料的重量份比为废弃混凝土55～75份、粉煤灰30～35份、水泥5～10份和砂0～30份；或者将步骤(2)研磨后的废弃混凝土添加一定量的粉煤灰、水泥和铝粉膏，混合均匀后，添加适量的水，废弃混凝土55～75份、粉煤灰30～35份、水泥5～10份和铝粉膏0.04～0.1份，搅拌浇注模具中成型，发泡切割，然后蒸压养护制备混凝土制品。
2.按照权利要求1所述的一种废弃混凝土的综合利用方法，其特征是，步骤(1)中所述的煅烧温度为950～1000℃，所述的冷却为随炉冷却或空冷。
3.按照权利要求1所述的一种废弃混凝土的综合利用方法，其特征是，步骤(3)中所述的混凝土制品为墙体材料，所述的搅拌时间为10～30min。
4.按照权利要求3所述的一种废弃混凝土的综合利用方法，其特征是，步骤(3)中所述的墙体材料为承重型砌体砖或加气混凝土砌块。
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