CN106587688A

CN106587688A - 基于混凝土废弃浆料的再生材料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN106587688A
Application number: CN201611032805.XA
Authority: CN
Inventors: 周兵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2017-04-26

Abstract

本发明涉及一种基于混凝土废弃浆料的再生材料及其制备方法和应用。本发明提供的再生材料的制备方法，包括如下步骤：S101：将混凝土废弃浆料进行干燥处理，所述干燥处理的温度为100～110℃或800～1000℃，所述干燥处理的时间为0.5～3h，得到干燥的料块；S102：将S101中干燥的料块进行研磨，得到再生材料。本发明提供的采用混凝土搅拌站的废弃浆料为原料，通过简单的方法制备得到的再生材料，可替代粉煤灰用于配制能达到设计要求的混凝土，不仅实现资源最大化利用、减少环境污染，而且可降低混凝土的材料成本，具有较高的社会价值和经济价值。

Description

基于混凝土废弃浆料的再生材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及混凝土废料回收再利用技术领域，具体涉及一种基于混凝土废弃浆料的再生材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会环保意识的增强，混凝土行业也逐步开始环保改造。目前的混凝土搅拌站一般都配备有由砂石分离机和废水沉淀池组成的沙石分离系统和废水利用系统。混凝土搅拌站的搅拌机、运输车等在工作及后续清洗过程中产生的残渣和废水经过砂石分离机筛选，筛选出的砂、石以及经沉淀后的废水均可进行再次利用。

然而通常情况下，沉淀池的废弃浆料则作为建筑垃圾直接排放或自然风干后作填埋处理。废弃浆料的主要成分为水泥水化后的产物C-S-H凝胶、钙矾石、碱性物质、细骨料、化学外加剂、未参与反应的矿物掺合料等，将其直接排放或填埋不仅会对地下水资源、生态环境等造成极大的污染，同时也是资源浪费。如将废弃浆料合理利用起来，不仅实现混凝土搅拌站废弃物“零排放”，利于环保，同时对资源进行充分利用，企业也能因此产生一定经济效益。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于混凝土废弃浆料的再生材料及其制备方法和应用，该再生材料可替代粉煤灰用于配制能达到设计要求的混凝土，不仅实现资源最大化利用、减少环境污染，而且相比使用粉煤灰，使用该再生材料配制的混凝土的材料成本更低，具有较高的社会价值和经济价值。

第一方面，本发明提供了一种基于混凝土废弃浆料的再生材料的制备方法，包括如下步骤：

S101：将混凝土废弃浆料进行干燥处理，所述干燥处理的温度为100～110℃或800～1000℃，所述干燥处理的时间为0.5～3h，得到干燥的料块；

S102：将S101中干燥的料块进行研磨，得到再生材料。

在本发明的进一步实施方式中，S101中干燥处理的温度为900～1000℃，时间为0.5～1h。

在本发明的进一步实施方式中，S102中研磨后的产物的比表面积大于350m²/kg。

在本发明的进一步实施方式中，S102中研磨后的产物的细度为0.045mm筛余量不大于25％。

在本发明的进一步实施方式中，S101中混凝土废弃浆料取自混凝土搅拌站的沉淀池。

在本发明的进一步实施方式中，S102中研磨的设备为水泥球磨机。

第二方面，本发明提供了采用上述制备方法制得的再生材料。该再生材料采用如混凝土搅拌站沉淀池内的废弃浆料作为原料，体现了环保可持续理念，使现有资源得到最大化利用，其比表面积优选为大于350m²/kg，或者细度优选为0.045mm筛余量不大于25％，可达到大于70％的强度活性，部分性能指标达到甚至优于Ⅱ级粉煤灰的技术要求。

第三方面，本发明还提供了上述再生材料在配制混凝土中的应用。上述再生材料可替代粉煤灰用于配制混凝土，一方面，相比粉煤灰，该再生材料的成本更低，能有效降低混凝土的生产成本，另一方面，使用该再生材料替代粉煤灰配制的混凝土具有更高的抗压强度。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明提供的再生材料以废弃物为原料，将混凝土搅拌站的废弃浆料充分回收利用，不仅减少对环境的污染，使搅拌站实现真正的废弃物“零排放”，符合环保可持续理念，同时经过处理后的废弃浆料具有更高的应用价值，实现了变废为宝，使现有资源得到最大化利用；

2、本发明提供的再生材料可替代粉煤灰或部分水泥用于配制混凝土，适用于配制各种强度等级的混凝土，如C15～C50，该再生材料的获得成本远低于粉煤灰或水泥的成本，能有效降低混凝土的生产成本，一般单方混凝土能降低4～8元材料成本，此外，该再生材料的强度活性大于70％，使用该再生材料配制的混凝土的抗压强度相比使用粉煤灰的更高，性能更优良。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本发明实施例提供的再生材料的制备方法的流程框图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明进行详细的描述。以下实施例是示例性的，旨在用于更加清楚的说明本发明的技术方案，而不能理解为对本发明的限制。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料和设备，如无特殊说明，均为自常规市场或商店购买得到的。

图1示出了本发明实施例提供的再生材料的制备方法的流程框图，如图1所示，一种再生材料的制备方法，包括如下步骤：

S101：将混凝土废弃浆料进行干燥处理，得到干燥的料块；

具体为：将取自混凝土搅拌站的沉淀池中的废弃浆料进行干燥处理，可采用合适的加热设备，如电热恒温干燥箱或马弗炉(箱式电阻炉)，干燥处理的温度为100～110℃或700～1000℃，时间为0.5～3h。干燥处理的温度和时间对再生材料的性能如强度活性等有所影响，为进一步提高再生材料的性能，干燥处理的温度优选为800～1000℃，更优选为900～1000℃，时间优选为0.5～1h。

S102：将干燥的料块进行研磨，得到再生材料；

具体为：将S101中的干燥料块进行研磨，如采用水泥球磨机球磨，为便于后续使用，优选将干燥料块研磨至比表面积大于350m²/kg或者细度为0.045mm筛余量不大于25％，得到再生材料。

通过上述方法制备得到的再生材料可替代粉煤灰或部分水泥用于配制混凝土，通过调整干燥处理的温度和时间，可制备出强度活性大于70％的再生材料，部分性能达到甚至优于Ⅱ级粉煤灰的技术要求，其替代粉煤灰而配制的混凝土具有更高的抗压强度，性能优良，且其成本远低于粉煤灰和水泥的成本，能有效降低混凝土的生产成本，具有较高的经济价值。

实施例1

本实施例提供的再生材料的制备方法，包括如下步骤：

S101：从混凝土搅拌站的沉淀池中提取废弃浆料，采用电热恒温干燥箱对其进行干燥处理，温度设定为105℃，干燥时间为2h，待料块自然冷却，取出，得到干燥的料块；

S102：采用水泥球磨机将干燥的料块研磨至细度为0.045mm筛余量不大于25％，得到再生材料。

本实施例制备得到的再生材料采用混凝土搅拌站的废弃浆料作为原料，充分回收利用废弃物，减少对环境的污染；将该再生材料用于配制混凝土，可减少粉煤灰的用量，降低混凝土的生产成本，使废弃物发挥更大价值。

实施例2

本实施例提供的再生材料的制备方法，包括如下步骤：

S101：从混凝土搅拌站的沉淀池中提取废弃浆料，采用马弗炉对其进行干燥处理，温度设定为950℃，干燥时间为0.5h，待料块自然冷却，取出，得到干燥的料块；

S102：采用水泥球磨机将干燥的料块研磨至比表面积大于350m²/kg，得到再生材料。

对本实施例制备得到的再生材料进行活性指数测试，测试方法参照《GB/T50146-2014粉煤灰混凝土应用技术规范》中的方法，测得其强度活性大于70％，可替代粉煤灰用于配制混凝土。为进一步验证该再生材料的优良性能，发明人采用本实施例的再生材料分别替代0％、50％和100％的粉煤灰使用量，配制了C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50混凝土，并对各试验混凝土进行了性能测试和材料成本计算。

(一)混凝土配合比设计

各试验混凝土的配合比如表1所示，其中试验编号1代表按照《普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2011》设计并配制的基准混凝土，即再生材料替代量为0％，试验编号2代表采用实施例2的再生材料替代50％粉煤灰使用量而配制的混凝土，试验编号3代表采用实施例2的再生材料替代100％粉煤灰使用量而配制的混凝土，试验编号3中水和河砂的用量稍有调整，是为了达到相应标号混凝土的设计要求，其中水的用量调整是为了使坍落度达到设计要求，河砂的用量调整是为了使三组试验的设计容量一致。

表1各试验混凝土的配合比

(二)混凝土性能测试和材料成本

对各试验混凝土进行了坍落度、流动度以及7天和28天抗压强度测试，部分测试结果如表2所示，各试验混凝土的坍落度、流动度、抗压强度均能达到设计要求，更重要的是，试验编号为2和3的混凝土的28天抗压强度相比试验编号1的基准混凝土的28天抗压强度均有所增加，即采用实施例2的再生材料替代粉煤灰而配制的混凝土的抗压强度更高。从表中数据可算出，当采用再生材料替代50％粉煤灰使用量时，制备的混凝土的抗压强度相比基准混凝土提高了2％，当再生材料替代100％粉煤灰使用量时，混凝土抗压强度能提高4～5％，即实施例2的再生材料不仅可替代粉煤灰用于配制能达到设计要求的混凝土，甚至能提高混凝土的抗压强度，性能更优良。

表2还统计了各试验混凝土的材料成本，各材料的成本价格采集于2016年5月广东惠州地区：水泥305元/吨，粉煤灰185元/吨，再生材料100元/吨(按照当地市场的磨灰价格，实际低于这个价格)，河砂65元/吨，碎石42元/吨，外加剂1550元/吨。如表2所示，采用再生材料替代50％粉煤灰配制的混凝土，材料成本大约可降低4元/立方，降低约2％，如替代100％粉煤灰，则材料成本大约可降低8元/立方，降低约3～4％。如按一家混凝土企业年产40万立方混凝土计算，采用本实施例提供的再生材料替代粉煤灰配制混凝土，则每年可节省成本160～320万，这笔数目非常可观。此外，如采用本企业产生的废弃浆料制备再生材料，成本可进一步大大降低，还可减少废弃物排放，更经济、环保。

表2各试验混凝土的性能测试和材料成本

通过上述实施例可看出，本发明提供的采用混凝土搅拌站的废弃浆料为原料，并通过简单的方法制备得到的再生材料，可替代粉煤灰用于配制能达到设计要求的混凝土，不仅使废弃物得到充分利用，减少废弃物排放，利于环保，企业也能因此降低生产成本，获得经济效益，具有非常高的经济价值和社会价值。

上述实施例是优选的示例，事实上，干燥处理的温度采用700～1000℃，时间设定为0.5～3h时得到的再生材料均具有较高的强度活性，配制的混凝土均能达到甚至优于设计要求，原因可能是该温度下处理时，再生材料中的二氧化碳可充分逸出，且其中容易被氧化的成分进行了充分氧化，再生材料的活性被重新激活，因而具有替代粉煤灰的作用，甚至强度活性优于粉煤灰。根据试配混凝土的需要，该再生材料的研磨细度和比表面积还可调整，不限于上述实施例的细度和比表面积，且其作用可以是替代粉煤灰，也可以替代部分水泥。

在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims

1.一种基于混凝土废弃浆料的再生材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101：将混凝土废弃浆料进行干燥处理，所述干燥处理的温度为100～110℃或700～1000℃，所述干燥处理的时间为0.5～3h，得到干燥的料块；

S102：将S101中所述干燥的料块进行研磨，得到再生材料。

2.根据权利要求1所述的再生材料的制备方法，其特征在于，所述S101中，所述干燥处理的温度为800～1000℃，时间为0.5～1h。

3.根据权利要求1所述的再生材料的制备方法，其特征在于，所述S102中，所述研磨后的产物的比表面积大于350m²/kg。

4.根据权利要求1所述的再生材料的制备方法，其特征在于，所述S102中，所述研磨后的产物的细度为0.045mm筛余量不大于25％。

5.根据权利要求1所述的再生材料的制备方法，其特征在于，所述S101中，所述混凝土废弃浆料取自混凝土搅拌站的沉淀池。

6.根据权利要求1所述的再生材料的制备方法，其特征在于，所述S102中，所述研磨的设备为水泥球磨机。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的制备方法制得的再生材料。

8.权利要求7所述的再生材料在配制混凝土中的应用。