CN101955375A - 一种废弃混凝土破碎细颗粒的再生利用方法 - Google Patents

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孔德玉
姜俊
王晓栋
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Abstract

本发明公开了一种废弃混凝土破碎细颗粒的再生利用方法，所述方法包含以下步骤：(1)将废弃混凝土破碎和筛分处理，得到粒径大于2.5mm的再生骨料和粒径小于2.5mm的再生细颗粒；(2)将步骤(1)中得到的再生细颗粒与石英砂、水按比例混合，在球磨机中进行球磨处理1～3h，磨成料浆；(3)在步骤(2)所得料浆中加入水泥、生石灰粉和温度为50～60℃的水进行搅拌，搅拌时间为1～2min，再加入铝粉和稳泡剂，继续搅拌0.5～1min；(4)将步骤(3)所得料浆进行浇注，浇注后在55～60℃条件下进行静养发气，静养发气3～5h后，翻转、切割，然后在1.5～1.8MPa大气压下进行蒸压养护8～10h，出釜后得到加气混凝土制品。本发明实现了废弃混凝土破碎细颗粒高附加值再生利用。

Description

一种废弃混凝土破碎细颗粒的再生利用方法
(一)技术领域
本发明涉及一种废弃混凝土破碎细颗粒的再生利用方法，属建材生产技术领域。
(二)背景技术
目前我国处于基础设施建设的高峰时期，随着大规模新混凝土建筑物的建造和废旧建筑物的拆除，据保守估计，我国每年产生近亿吨的废弃混凝土；而全世界废弃混凝土年产生量高达10亿吨以上。这些废弃混凝土的弃置不仅占用大量土地资源，而且对水源、土壤和空气产生二次污染，已经成为一大社会问题和环境问题。为了解决这一问题，国内外研究者们开展了大量的研究工作来实现废弃混凝土的再生资源化，主要的技术途径是将废弃混凝土破碎之后作为再生骨料，制备再生骨料混凝土，其中，粒径大于5mm的骨料称为再生粗骨料，粒径小于5mm的骨料称为再生细骨料。
研究发现，在粒径小于5mm的再生细骨料中，粒径大于2.5mm的颗粒通常高达50％以上，在进行再生细骨料再利用时，这部分颗粒对混凝土或砂浆拌合物以及硬化混凝土或砂浆力学性能的影响与再生粗骨料类似。而粒径小于2.5mm的颗粒部分，由于存在大量水泥石及粉末，用于取代天然骨料时，不仅导致混凝土或砂浆拌合物需水量急剧增大，且严重影响硬化混凝土或砂浆力学性能。因此，废弃混凝土破碎细颗粒目前尚未得到较好的再生利用。
对废弃混凝土进行再生利用的另一种方法是通过热处理、研磨和分级处理等工艺手段将废弃混凝土中的骨料和水泥石分离，生产高品质再生骨料和再生胶凝材料，但这种方法导致废弃混凝土再生处理成本大幅提高，而得到的再生产品附加价值不高。
(三)发明内容
为提高废弃混凝土破碎细颗粒的再生利用价值，本发明提供了一种具有较高附加价值的废弃混凝土破碎细颗粒再生利用方法。
为达到发明目的本发明采用的技术方案是：
一种废弃混凝土破碎细颗粒再生利用方法，其特征在于所述方法包含以下步骤：
(1)将废弃混凝土破碎和筛分处理，得到粒径大于2.5mm的再生骨料和粒径小于2.5mm的再生细颗粒；
(2)将步骤(1)中得到的再生细颗粒与石英砂、水按比例混合，在球磨机中进行球磨处理1～3h，磨成料浆；所述再生细颗粒与石英砂的质量之和与水的质量用量的比例为3∶(1.65～1.95)，其中再生细颗粒占再生细颗粒与石英砂的质量用量总和的百分比为5～40％；
(3)在步骤(2)所得料浆中加入水泥、生石灰粉和温度为50～60℃的水进行搅拌，，搅拌时间为1～2min，再加入铝粉和稳泡剂，继续搅拌0.5～1min；各材料质量份数之比为料浆∶水泥∶生石灰粉∶石膏∶水∶铝粉∶稳泡剂＝(4.65～4.95)∶(0.50～1.0)∶(1.0～1.5)∶(0.05～0.10)∶(1.10～1.35)∶(0.04～0.05)∶(0.004～0.005)；
(4)将步骤(3)所得料浆进行浇注，浇注后在55～60℃条件下进行静养发气，静养发气3～5h后，翻转、切割，然后在1.5～1.8MPa大气压下进行蒸压养护8～10h，出釜后得到加气混凝土制品。
所述的废弃混凝土为采用天然河砂作为细骨料的混凝土。
本发明对于稳泡剂没有特别要求。
本发明所述的采用废弃混凝土破碎细颗粒部分取代砂加气混凝土中的原材料石英砂，实现废弃混凝土破碎细颗粒高附加值再生利用方法的有益效果主要体现在：(1)废弃混凝土破碎细颗粒中含有C-S-H凝胶，湿法球磨后，形成的C-S-H凝胶纳米粒子可调节料浆的稠度，减少坍模现象；(2)废弃混凝土破碎细颗粒球磨后形成的料浆中存在的C-S-H凝胶纳米粒子，可在加气混凝土料浆凝固硬化过程和蒸压养护过程中，发挥晶核作用，改善加气混凝土微观结构，提高加气混凝土强度；(3)废弃混凝土破碎细颗粒中含有少量氢氧化钙，可提高加气混凝土料浆中的碱含量，亦有助提高加气混凝土强度。
(四)附图说明
图1为废弃混凝土破碎细颗粒再生利用的工艺流程图。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明保护范围不仅限于此：
实施例1～5：
采用实验室科研测试后得到的废弃混凝土，其细骨料采用天然河砂。废弃混凝土先经鄂式破碎机破碎后，再筛分成粒径在2.5mm以上的再生骨料和2.5mm以下的破碎细颗粒。采用河砂作为砂加气主要原材料，生石灰、铝粉、石膏、茶皂素类稳泡剂均取自杭州加气混凝土厂，水泥购自钱潮水泥厂，强度等级为42.5。
加气混凝土设计强度和密度等级为A2.5和B05。首先将废弃混凝土破碎细颗粒、石英砂和水按表1中实施例1～3中的比例加入球磨机，球磨2h，其中用水量为表1中“+”前面的用水量，球磨得到的浆料中加入水泥、生石灰粉和石膏，同时加入温度约为60℃的水，其用水量为表1中“+”后面的用水量，搅拌1min后，加入铝粉和稳泡剂，继续搅拌0.5min，得到的加气混凝土浆料，加入φ50×50mm圆模中，表面刮平后，将圆模垂直向上提起，浆料扩展开来，采用钢尺测垂直两个方向的扩展度，取平均值，得到浆料的扩展度，以浆料扩展度表征浆料稠度。同时将得到的浆料浇注入模，模具尺寸为70.7*70.7*70.7mm，然后置于60℃条件下静养发气4.5h，将面包头切割平整、拆模后，将加气混凝土样品置于蒸压釜中，在1.5MPa大气压力下蒸压养护10h，冷却出釜后，烘干加气混凝土试件，测干体积密度和抗压强度，测得的干体积密度和抗压强度分别见表1。
由表1可见，取代率为0、5％和10％时，得到的加气混凝土满足A2.5B05的性能指标要求。
表1
Figure BDA0000026274940000041
实施例3～5：
采用实验室科研测试后得到的废弃混凝土，其细骨料采用天然河砂。废弃混凝土先经鄂式破碎机破碎后，再筛分成粒径在2.5mm以上的再生骨料和2.5mm以下的破碎细颗粒。采用河砂作为砂加气主要原材料，生石灰、铝粉、石膏、茶皂素类稳泡剂均取自杭州加气混凝土厂，水泥购自钱潮水泥厂，强度等级为42.5。
加气混凝土设计强度和密度等级为A2.5和B05。首先将废弃混凝土破碎细颗粒、石英砂和水按表2中实施例6～8中的比例加入球磨机，球磨1h，其中用水量为表2中“+”前面的用水量，球磨得到的浆料中加入水泥、生石灰粉和石膏，同时加入温度约为60℃的水，其用水量为表2中“+”后面的用水量，搅拌1min后，加入铝粉和稳泡剂溶液，继续搅拌0.5min，得到的加气混凝土浆料，加入φ50×50mm圆模中，表面刮平后，将圆模垂直向上提起，浆料扩展开来，采用钢尺测垂直两个方向的扩展度，取平均值，得到浆料的扩展度，以浆料扩展度表征浆料稠度。同时将得到的浆料浇注入模，模具尺寸为70.7*70.7*70.7mm，然后置于60℃条件下静养发气4h，将面包头切割平整、拆模后，将加气混凝土样品置于蒸压釜中，在1.5MPa大气压力下蒸压养护10h，冷却出釜后，烘干加气混凝土试件，测干体积密度和抗压强度，测得的干体积密度和抗压强度分别见表2。
由表2可见，废弃混凝土破碎细颗粒取代率为20～40％时，提高浆料用水量对于保证与未取代时具有相同的扩展度是有利的。在浆料扩展度相近条件下，用水量增大对加气混凝土强度略有影响，但可减小加气混凝土干表观密度。同时，取代率超过20％时，随取代率增加，强度呈减小趋势，但仍能满足A2.5B05的性能指标要求。
表2
Figure BDA0000026274940000051
实施例6～10：
采用实验室科研测试后得到的废弃混凝土，其细骨料采用天然河砂。废弃混凝土先经鄂式破碎机破碎后，再筛分成粒径在2.5mm以上的再生骨料和2.5mm以下的破碎细颗粒。采用河砂作为砂加气主要原材料，生石灰、铝粉、石膏、茶皂素类稳泡剂均取自杭州加气混凝土厂，水泥购自钱潮水泥厂，强度等级为42.5。
加气混凝土设计强度和密度等级为A3.5和B06。首先将废弃混凝土破碎细颗粒、石英砂和水按表3中实施例6～10中的比例加入球磨机，球磨3h，其中用水量为表3中“+”前面的用水量，球磨得到的浆料中加入水泥、生石灰粉和石膏，同时加入温度约为50℃的水，其用水量为表3中“+”后面的用水量，搅拌2min后，加入铝粉和稳泡剂溶液，继续搅拌1.5min，得到的加气混凝土浆料，加入φ50×50mm圆模中，表面刮平后，将圆模垂直向上提起，浆料扩展开来，采用钢尺测垂直两个方向的扩展度，取平均值，得到浆料的扩展度。同时将得到的浆料浇注入模，模具尺寸为70.7*70.7*70.7mm，然后置于55℃条件下静养发气5h，将面包头切割平整、拆模后，将加气混凝土样品置于蒸压釜中，在1.8MPa大气压力下蒸压养护8h，冷却出釜后，烘干加气混凝土试件，测干体积密度和抗压强度，测定结果分别见表3。
由表3可见，不同配比的加气混凝土试块均能够满足A3.5B06的性能指标要求。
表3
Figure BDA0000026274940000061

Claims (2)

1.一种废弃混凝土破碎细颗粒的再生利用方法，其特征在于所述方法包含以下步骤：
(1)将废弃混凝土破碎和筛分处理，得到粒径大于2.5mm的再生骨料和粒径小于2.5mm的再生细颗粒；
(2)将步骤(1)中得到的再生细颗粒与石英砂、水按比例混合，在球磨机中进行球磨处理1～3h，磨成料浆；所述再生细颗粒与石英砂的质量用量之和与水的质量用量的比例为3∶(1.65～1.95)，其中再生细颗粒占再生细颗粒与石英砂的质量总和的百分比为5～40％；
(3)在步骤(2)所得料浆中加入水泥、生石灰粉和温度为50～60℃的水进行搅拌，搅拌时间为1～2min，再加入铝粉和稳泡剂，继续搅拌0.5～1min；各材料质量份数之比为料浆∶水泥∶生石灰粉∶石膏∶水∶铝粉∶稳泡剂＝(4.65～4.95)∶(0.50～1.0)∶(1.0～1.5)∶(0.05～0.10)∶(1.10～1.35)∶(0.04～0.05)∶(0.004～0.005)；
(4)将步骤(3)所得料浆进行浇注，浇注后在55～60℃条件下进行静养发气，静养发气3～5h后，翻转、切割，然后在1.5～1.8MPa大气压下进行蒸压养护8～10h，出釜后得到加气混凝土制品。
2.如权利要求1所述的废弃混凝土破碎细颗粒再生利用方法，其特征在于所述的废弃混凝土为采用天然河砂为细骨料的废弃混凝土。
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