CN101948280A - 一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法 - Google Patents

一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法 Download PDF

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刘巧玲
张丰庆
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Abstract

本发明公开了一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法，属于建筑材料工程技术领域，步骤为：(1)将混凝土在350～750℃煅烧5～10小时；(2)将煅烧后的混凝土机械破碎后，用鄂氏破碎机破碎到5mm筛余<5%；(3)将破碎后的混凝土用20目标准筛筛分，分离成两部分；(4)将步骤(3)中分离的-20目混凝土粉，加入球磨机干磨；(5)步骤(3)中得到的+20目混合物料，加入球磨机干磨；(6)将步骤(4)和(5)中球磨后的物质混合，掺加水泥、矿物掺合料、外加剂的其中一种或两种或三种制得建筑砂浆。本发明和现有技术相比，废弃混凝土的利用率为100%，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。

Description

一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料工程技术领域，具体地说是一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法。
背景技术
在建筑工程中，水泥混凝土是用量最大的人造建筑材料。据统计2006年我国的混凝土的产量已超过40亿立方米。但是对自然资源的占用及对环境造成的负面影响也是非常严重。一般说来，混凝土原料中其骨料占混凝土总量的75%左右，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，随着我国城镇化建设的飞速发展，带来建筑业迅速发展，大量的建筑物需要拆除、重新设计、生产等。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、混凝土检测中心、预制构件厂排放的废弃混凝土的数量是巨大的。而对排放废弃混凝土的处理是目前面临的一个重大问题。不仅处理费用惊人，而且处理不当还会占用大量的空间，污染环境，浪费耕地。
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。
在现有的技术中2006年11月8日公开了“一种废弃混凝土组分分离的方法”的发明专利（公开号为CN1857782）。该发明是利用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。在公开号为CN101539132A、公开日为2009年9月23日、名称为“废弃混凝土的回收利用方法”的发明专利中公开了采用破碎、分离方式得到粗骨料和水泥粉。该方法可以使废弃混凝土得到全部利用，有利于周围环境的平衡，但上述技术中，仍以分离粗骨料为主要目的，而且得到的水泥粉需球磨到300m2/kg，才能替代部分水泥或矿粉。在“一种废弃混凝土回收再利用的方法”中(CN 101560073A, 2009年10月21日)，公开了采用破碎、整形及分离的方法得到粗细骨料和水泥细粉，用于制备砂浆和水泥空心砌块，但是废弃混凝土的掺加量在35%左右，而且整形工艺增加了制备样品的复杂程度和难度。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种实用、操作方便快捷、节约能源的一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括如下顺序的步骤：
（1）、将混凝土在350～750℃煅烧5～10小时；
（2）、将煅烧后的混凝土机械破碎后，用鄂氏破碎机破碎到5mm筛余<5%；
（3）、将破碎后的混凝土用20目标准筛筛分，分离成两部分；
（4）、将步骤（3）中分离的-20目混凝土粉，加入球磨机干磨；
（5）、步骤（3）中得到的+20目混合物料，加入球磨机干磨，使煅烧后强度未破坏的砂子及破碎后的石子与煅烧后强度被破坏的水泥水化物彻底脱开；
（6）、将步骤（4）和步骤（5）中球磨后的物质混合（所有分离开的物质全部都混合在一起），掺加水泥、矿物掺合料、外加剂的其中一种或两种或三种制得建筑砂浆。 
所述的步骤（1）中优选煅烧温度为400～700℃。
所述的步骤（1）中煅烧后的混凝土自然冷却，冷却后的混凝土进行步骤（2）。
所述的步骤（4）中进行球磨为加入球磨球球磨，球磨的参数为转速100～300r/min，球磨时间60～120min。
所述的步骤（5）中进行球磨为不加球磨球球磨，球磨的参数为转速100～300r/min，球磨时间30～60min。
所述的步骤（6）中水泥为通用硅酸盐水泥，用掺量范围为0～20%。硅酸盐水泥种类和强度等级根据建筑工程技术要求选择。
所述的步骤（6）中水泥为通用硅酸盐水泥，优选用掺量范围为5～15%。 
所述的步骤（6）中矿物掺合料为粉煤灰、矿渣或能产生火山灰效应的工业废渣，其掺量范围为0～35%。其技术性质达到其用于普通混凝土的技术要求即可；矿物掺合料的种类与用量根据工程技术要求不同，进行选择，从而获得不同种类或不同施工性和不同物理力学性能的建筑砂浆。
所述的步骤（6）中外加剂可为萘系减水剂或引气型聚羧酸系减水剂。用量根据工程技术要求不同及外加剂产品推荐掺量，进行选择，从而获得不同种类或不同施工性和不同物理力学性能的建筑砂浆。
所述的步骤（6）中建筑砂浆的制备工艺为普通建筑砂浆或预拌砂浆的制备工艺。
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350～750℃范围时水化水泥和石子、砂子的结合强度大大降低，经过步骤（2），可以非常容易将其破碎，而且粗骨料在破碎过程中由于前期的煅烧降温作用，不会形成尖锐异形颗粒。
由于煅烧过程中石子和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（3）的分离出的-20目的混凝土细粉通过球磨进一步得到细化，+20目混合物经过球磨可以使骨料颗粒粒形良好，表面更加清洁。
煅烧的温度过高或过低都会使所分离的产物不纯净。温度过低，混凝土组分结合力大，破碎困难，骨料颗粒粒型不好，细粉太少，不利于制备砂浆。温度过高，混凝土中的石子会发生分解，造成石子强度不足，在破碎过程中破坏严重，细粉过多。在350～750℃处理后，一方面混凝土粘结组分强度减弱，同时不会造成石子的大量分解。
本发明的一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法和现有技术相比，具有以下优点：废弃混凝土的利用率为100%，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，具有实用、操作方便快捷、节约能源等优点。因而，具有很好的推广使用价值。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法作进一步说明。
实施例1：
方法步骤为：（1）、将废弃混凝土在700℃煅烧5h，快速从加热窑中取出自然冷却；
（2）、冷却后的混凝土经机械简单破碎后，再利用鄂氏破碎机破碎，破碎后的混凝土料过5mm筛，筛余小于5%；
（3）、将破碎后的混凝土混合物用20目标准筛分离；
（4）、-20目的混凝土粉加入球磨机干磨，进行加球磨球球磨；球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为2h；
（5）、+20目的混凝土混合物料加入球磨机干磨，不加球磨球球磨，球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为0.5h；
（6）、将上述步骤（4）与（5）中球磨后的物质混合后，再掺加10%的普硅42.5水泥和1.0%（水泥质量的重量百分比）的萘系减水剂，制备建筑砂浆。
得到的建筑砂浆抗压强度为23MPa，其他性能指标均达到标号为M20的混凝土小型空心砌块和混凝土砖砌筑砂浆标准要求（JC 860-2008）。
实施例2：
方法步骤为：（1）、将废弃混凝土在700℃煅烧5h，快速从加热窑中取出自然冷却；
（2）、冷却后的混凝土经机械简单破碎后，再利用鄂氏破碎机破碎，破碎后的混凝土料过5mm筛，筛余小于5%；
（3）、将破碎后的混凝土混合物用20目标准筛分离；
（4）、-20目的混凝土粉加入球磨机干磨，进行加球磨球球磨；球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为2h；
（5）、+20目的混凝土混合物料加入球磨机干磨，不加球磨球球磨，球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为0.5h；
（6）、将上述步骤（4）与（5）中球磨后的物质混合后，再掺加15%的普硅42.5水泥和1.0%（水泥质量的重量百分比）的萘系减水剂，制备建筑砂浆。
得到的砂浆抗压强度为29MPa，其他性能指标均达到标号为M25的混凝土小型空心砌块和混凝土砖砌筑砂浆标准要求（JC 860-2008）。
实施例3：
方法步骤为：（1）、将废弃混凝土在700℃煅烧5h，快速从加热窑中取出自然冷却；
（2）、冷却后的混凝土经机械简单破碎后，再利用鄂氏破碎机破碎，破碎后的混凝土料过5mm筛，筛余小于5%；
（3）、将破碎后的混凝土混合物用20目标准筛分离；
（4）、-20目的混凝土粉进行加球球磨，球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为2h；
（5）、+20目的混凝土混合物不加球球磨，球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为0.5h；
（6）、将球磨后的混凝土混合后，再掺加5%的普硅42.5水泥和1.0%（水泥质量的重量百分比）的萘系减水剂，制备建筑砂浆。
得到的砂浆抗压强度为22MPa，其他性能指标均达到标号为M15的混凝土小型空心砌块和混凝土砖砌筑砂浆标准要求（JC 860-2008）。
实施例4：
方法步骤为：（1）、将废弃混凝土在700℃煅烧5h，快速从加热窑中取出自然冷却；
（2）、冷却后的混凝土经机械简单破碎后，再利用鄂氏破碎机破碎，破碎后的混凝土料过5mm筛，筛余小于5%；
（3）、将破碎后的混凝土混合物用20目标准筛分离；
（4）、-20目的混凝土粉进行加球球磨，球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为2h；
（5）、+20目的混凝土混合物不加球球磨，球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为0.5h；
（6）、将球磨后的混凝土混合后，再掺加10%的普硅32.5水泥、10%的粉煤灰和0.01%（水泥和粉煤灰质量的重量百分比）的引气型聚羧酸系减水剂，制备建筑砂浆。
得到的砂浆抗压强度为9.6 MPa，粘结强度为0.6 MPa，干密度为1700kg/m3，线性收缩为1.0mm/m，导热系数为0.76W/m·K，其他性能指标均达到蒸压加气混凝土砌筑砂浆标准要求（JC890-2001）。
实施例5：
方法步骤为：（1）、将废弃混凝土在700℃煅烧5h，快速从加热窑中取出自然冷却；
（2）、冷却后的混凝土经机械简单破碎后，再利用鄂氏破碎机破碎，破碎后的混凝土料过5mm筛，筛余小于5%；
（3）、将破碎后的混凝土混合物用20目标准筛分离；
（4）、-20目的混凝土粉进行加球球磨，球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为2h；
（5）、+20目的混凝土混合物不加球球磨，球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为1h；
（6）、将球磨后的混凝土混合后，再掺加10%的普硅32.5水泥、10%的粉煤灰和0.6%（水泥和粉煤灰质量的重量百分比）的萘系减水剂，制备建筑砂浆。
得到的砂浆抗压强度为8.7 MPa， 粘结强度为0.7MPa，干密度为1750kg/m3，线性收缩为0.9mm/m，导热系数为0.89W/m·K，其他性能指标均达到蒸压加气混凝土抹面砂浆标准要求（JC890-2001）。
实施例6：
方法步骤为：（1）、将废弃混凝土在600℃煅烧5h，快速从加热窑中取出自然冷却；
（2）、冷却后的混凝土经机械简单破碎后，再利用鄂氏破碎机破碎，破碎后的混凝土料过5mm筛，筛余小于5%；
（3）、将破碎后的混凝土混合物用20目标准筛分离；
（4）、-20目的混凝土粉进行加球球磨，球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为2h；
（5）、+20目的混凝土混合物不加球球磨，球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为0.5h；
（6）、将球磨后的混凝土混合后，再掺加10%的普硅32.5水泥和1.0%（水泥质量的重量百分比）的萘系减水剂，制备建筑砂浆。
得到的砂浆抗压强度为17MPa，其他性能指标均达到标号为M15的混凝土小型空心砌块和混凝土砖砌筑砂浆标准要求（JC 860-2008）。
实施例7：
方法步骤为：（1）、将废弃混凝土在400℃煅烧5h，快速从加热窑中取出自然冷却；
（2）、冷却后的混凝土经机械简单破碎后，再利用鄂氏破碎机破碎，破碎后的混凝土料过5mm筛，筛余小于5%；
（3）、将破碎后的混凝土混合物用20目标准筛分离；
（4）、-20目的混凝土粉进行加球球磨，球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为2h；
（5）、+20目的混凝土混合物不加球球磨，球磨工艺为转速在300r/min，球磨时间为0.5h；
（6）、将球磨后的混凝土混合后，再掺加10%的普硅32.5水泥和1.0%（水泥质量的重量百分比）的萘系减水剂，制备建筑砂浆。
得到的砂浆抗压强度为13MPa，其他性能指标均达到标号为M10的混凝土小型空心砌块和混凝土砖砌筑砂浆标准要求（JC 860-2008）。。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (10)

1.一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法，其特征在于包括如下顺序的步骤：
（1）、将混凝土在350～750℃煅烧5～10小时；
（2）、将煅烧后的混凝土机械破碎后，用鄂氏破碎机破碎到5mm筛余<5%；
（3）、将破碎后的混凝土用20目标准筛筛分，分离成两部分；
（4）、将步骤（3）中分离的-20目混凝土粉，加入球磨机干磨；
（5）、步骤（3）中得到的+20目混合物料，加入球磨机干磨，使煅烧后强度未破坏的砂子及破碎后的石子与煅烧后强度被破坏的水泥水化物彻底脱开；
（6）、将步骤（4）和步骤（5）中球磨后的物质混合，掺加水泥、矿物掺合料、外加剂的其中一种或两种或三种制得建筑砂浆。 
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法，其特征在于步骤（1）中优选煅烧温度为400～700℃。
3.根据权利要求1所述的一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法，其特征在于步骤（1）中煅烧后的混凝土自然冷却，冷却后的混凝土进行步骤（2）。
4.根据权利要求1所述的一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法，其特征在于步骤（4）中进行球磨为加入球磨球球磨，球磨的参数为转速100～300r/min，球磨时间60～120min。
5.根据权利要求1所述的一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法，其特征在于步骤（5）中进行球磨为不加球磨球球磨，球磨的参数为转速100～300r/min，球磨时间30～60min。
6.根据权利要求1所述的一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法，其特征在于步骤（6）中水泥为通用硅酸盐水泥，用掺量范围为0～20%。
7.根据权利要求6所述的一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法，其特征在于步骤（6）中水泥为通用硅酸盐水泥，优选用掺量范围为5～15%。 
8.根据权利要求1所述的一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法，其特征在于步骤（6）中矿物掺合料为粉煤灰、矿渣或能产生火山灰效应的工业废渣，其掺量范围为0～35%。 
9.根据权利要求1所述的一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法，其特征在于步骤（6）中外加剂可为萘系减水剂或引气型聚羧酸系减水剂。
10..根据权利要求1所述的一种利用废弃混凝土制备建筑砂浆的方法，其特征在于步骤（6）中建筑砂浆的制备工艺为普通建筑砂浆或预拌砂浆的制备工艺。
 
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