CN108483961A - 一种再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置，包括动力系统、砂浆剥离系统和筛分系统。采用砂浆剥离仓和集料仓上下双仓设计。砂浆剥离仓能够充分剥离再生混凝土粗骨料表面硬化砂浆，提高粗骨料的纯度、表观密度，降低其吸水率和孔隙率。还能有效削弱再生粗骨料的突出棱角，减少再生粗骨料的针片状颗粒含量，最大限度地保持再生粗骨料的原有粒径，使其性能接近于天然骨料，从而提高新拌再生混凝土的工作性、强度和耐久性。集料仓暂时存储砂浆剥离后的粗骨料，并通过双仓体积比及出料速度控制砂浆剥离时间。筛分机对砂浆剥离后的再生混凝土粗骨料进行筛分，同时通过砂浆剥离仓的进料口定时加入再生混凝土，以实现连续生产作业。

Description

一种再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置

技术领域

本发明涉及一种再生混凝土骨料处理装置，具体说是一种再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置。

背景技术

在经济社会高速发展的今天，我国进行大量的新农村建设和城乡改造工程，每年要拆除的建筑物不能胜数，而拆除建筑物必然要产生大量无法降解的废弃混凝土。废弃混凝土中含有大量的砂石骨料，如果利用高效的制备技术得到高品质的再生混凝土粗骨料，并将其用到我国的城乡建筑中，既能节约自然资源，而且具有很好的环境效益和经济效益。

再生混凝土粗骨料的表面上粘附有一定含量的旧砂浆，由于砂浆的表观密度小于天然骨料，故再生混凝土粗骨料的表观密度较天然骨料小，且随着粘附砂浆含量的增大而降低。天然骨料由于其内部和开口孔隙少，吸水率和吸水速率都很小，而再生粗骨料由于表面附着的旧砂浆具有高吸水特征，且再生粗骨料表面较为粗糙，使得再生混凝土粗骨料具有较高的吸水率和较快的吸水速率。再生混凝土粗骨料表观密度低、吸水率高、孔隙率高、坚固性较差、压碎值较高等基本性质使得新拌再生混凝土存在工作性较差、强度较低、干缩大、耐久性较差等问题，因而通常被限制用于人行道、道路垫层、底基层或基层等强度要求不高的场合。所以对再生混凝土粗骨料进行强化处理显得尤为重要。

现有技术中，有一种再生混凝土粗骨料强化工艺，其突出特点是有一填充型加热装置，经一级破碎、一级筛分、加温、二级破碎、二级筛分后可获得高品质再生骨料。加温到300℃左右后，再生混凝土粗骨料表面所附着的砂浆在二级转筒式或球磨式碾压中都会脱落，相当于提高了砂浆剥离后粗骨料的强度。但加温、二级碾磨、二级筛分都会消耗大量的机械能和热能，使生产成本大大提高。就生产成本而言还不如使用天然骨料。

另外还有化学强化法。此种方法主要是使用聚合物PVA及有机硅防水剂处理再生粗骨料表面。虽然化学处理法可以有效降低再生粗骨料的吸水率，但是没有根本性去除再生粗骨料表面的硬化砂浆。而且由于在再生粗骨料表面用防水剂或者溶液强化处理后，再生粗骨料表面同水泥界面结合能力有较大程度的降低，水泥不能完全包裹住再生粗骨料，这使得用防水剂处理的再生粗骨料拌制的混凝土的强度出现很大程度的降低。而且化学处理方法成本较高，不适用于工业化生产，因而也不适宜采用。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置。采用双仓设计，上部为砂浆剥离仓，下部为集料仓。砂浆剥离仓能够充分去除再生混凝土粗骨料表面所附着的硬化砂浆，提高再生混凝土粗骨料的纯度、表观密度，降低其吸水率和孔隙率。还能有效削弱再生粗骨料的突出棱角，减少再生粗骨料的针片状颗粒含量，最大限度地保持再生粗骨料的原有粒径，使其性能接近于天然骨料，从而提高新拌再生混凝土的工作性、强度、耐久性。

本发明再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置，包括动力系统、砂浆剥离系统和筛分系统。

所述动力系统包括电机和减速器，电机轴通过皮带轮组、链轮组或齿轮组动力传递方式与减速器动力输入轴连接。

其特征是：

所述砂浆剥离系统包括筒体和搅拌器。所述筒体由隔料板分隔为砂浆剥离仓和集料仓，砂浆剥离仓位于集料仓之上。所述砂浆剥离仓上部设有进料口，用于加入再生混凝土粗骨料，所述砂浆剥离仓顶部设置轴承座。所述减速器置于所述轴承座的上方。所述搅拌器由主轴和螺旋叶片构成，螺旋叶片螺旋缠绕在主轴上。所述主轴通过轴承安装在所述轴承座上，主轴与减速器的动力输出轴连接。所述砂浆剥离仓内放置若干钢球。搅拌器在动力系统的驱动下发生转动，从而带动钢球运动搅动粗骨料，剥离出砂浆，获得加工后的粗骨料颗粒。

所述隔料板板面上均匀布设若干下料孔，所述钢球的直径大于下料孔的直径。以便砂浆剥离后的再生混凝土骨料能够进入集料仓，而钢球则保留在砂浆剥离仓中。

所述集料仓下半部为漏斗形，集料仓底部设有出料口。

所述筛分系统包括筛分机，所述集料仓的出料口连接筛分机进料斗。将砂浆剥离后一定质量的再生混凝土粗骨料加入筛分机，同时通过进料口加入同体积的再生混凝土粗骨料。

筛分机筛分再生粗骨料，在筛分机放出筛分后再生混凝土粗骨料的同时（放料量为V₂），通过砂浆剥离仓的进料口按生产要求加入再生混凝土粗骨料。在每隔t的时间点，进料和出料的物料量均为V₂，且保持同步。在筛分机筛分粗骨料的同时，再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置继续剥离粗骨料表面的砂浆，以实现循环往复连续生产。本发明装置的具体参数指标和工作过程如下：

1）确定性能参数：由颚式破碎机破碎后再生混凝土粗骨料的最大粒径、原始混凝土强度决定再生混凝土粗骨料的最佳砂浆剥离时间T，根据筛分机性能参数，确定筛分机筛分砂浆剥离后再生混凝土粗骨料的体积V₂和筛分时间t（即放料时间间隔），砂浆剥离仓中物料的的总体积为V₁，。

2）进料：通过进料口按生产要求加入总体积V₁的再生混凝土粗骨料。

3）砂浆剥离：启动再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置粉碎再生混凝土骨料，粉碎时间为T，粉碎后的再生混凝土骨料穿过下料孔（篦孔）进入集料仓。

4）出料：在每隔t的时间点，将集料仓中V₂体积的再生混凝土粗骨料加入筛分机对其进行筛分。

5）进料：放料的同时，通过进料口按生产要求加入再生混凝土粗骨料，进料和出料的物料量均为V₂，且保持同步。在筛分机筛分的同时，再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置继续剥离粗骨料表面的砂浆，以实现循环往复连续生产。

本发明装置相对于现有技术具有如下有益效果：

（1）充分剥离再生粗骨料表面附着的砂浆

该装置的搅拌螺旋叶片在动力系统的驱动下发生转动，从而带动钢球运动搅动粗骨料。在粗骨料相互间的挤压摩擦作用下，其表面上附着的旧砂浆能被充分剥离，从而提高再生混凝土粗骨料的表观密度，降低其吸水率、孔隙率和压碎指标。使其性能接近于天然骨料，提高新拌再生混凝土的工作性、强度、耐久性。

（2）改善粒形，消除棱角

在再生混凝土粗骨料相互间的挤压摩擦作用下，针片状颗粒被折断成小的规则粒形，从而减少再生粗骨料的针片状颗粒含量和含泥量。粗骨料的尖锐棱角被磨损后，粗骨料变得粒形饱满、光滑圆润。

（3）保持再生混凝土粗骨料原有粒径

由于搅拌再生混凝土粗骨料的挤压摩擦作用力较弱，在剥离粗骨料表面的砂浆和改善针片状颗粒粒形的同时不会使物料颗粒损伤破碎。最大限度地保持了再生混凝土粗骨料的原有粒径，不至于使粗骨料的粒径越来越小。

（4）耗能低且利于工业化生产

现有的加热研磨法和化学强化法对再生混凝土粗骨料的强化起到了一定的效果，但这些方法耗能较大，增加了再生混凝土的生产成本。本发明的再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置，不仅能够有效剥离再生粗骨料表面附着的砂浆，而且生产简单方便，有利于工业化生产和推广应用。

（5）可与筛分机连续生产作业

所述再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置的集料仓底部设有出料口，出料口连接筛分机。将砂浆剥离后一定质量的再生混凝土粗骨料加入筛分机，同时通过进料口加入同体积的再生混凝土粗骨料。在筛分机筛分再生粗骨料的同时，再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置继续对再生混凝土进行砂浆剥离，以实现与筛分机连续生产作业。

（6）可控制砂浆剥离时间

由颚式破碎机破碎后再生混凝土粗骨料的最大粒径、原始混凝土强度决定再生混凝土粗骨料的最佳砂浆剥离时间T。根据筛分机性能参数，确定筛分机筛分砂浆剥离后再生混凝土粗骨料的体积V₂和筛分时间t（即放料时间间隔），砂浆剥离仓中物料的的总体积为V₁，根据混凝土配合比和搅拌机工艺参数，可确定放料量V2与放料时间间隔t，从而达到最佳强化效果。

（7）具有明显的社会效益、经济效益和环境效益

将废弃混凝土加工成再生骨料，用于生产再生混凝土不但节省了天然砂石骨料，缓解了因开采砂石骨料对环境造成的破坏,而且有效地解决了废物处理、废物利用的问题, 是发展绿色混凝土的主要措施之一。同时对实现混凝土产业的可持续发展具有重要意义。

附图说明

图1是本发明再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置的结构示意图。

图2是本发明再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置的隔料板的平面图。

图3是再生粗骨料S1的照片。

图4是再生粗骨料S2的照片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例：如图1所示，本发明再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置，包括动力系统、砂浆剥离系统和筛分系统。

所述动力系统包括电机1和减速器2，电机轴设主动皮带轮，加速器动力输入轴设从动皮带轮，三角皮带将其连接。电机和减速器之间采用皮带轮传递动力。

所述砂浆剥离系统包括筒体和搅拌器6。所述筒体为不锈钢圆柱形筒体，由隔料板7分隔为砂浆剥离仓5和集料仓8，砂浆剥离仓5位于集料仓8之上。砂浆剥离仓5侧上部设有进料口4，用于加入再生混凝土粗骨料，砂浆剥离仓顶部设置轴承座3。减速器2设置在轴承座3的正上方。搅拌器6由主轴和螺旋叶片构成，螺旋叶片螺旋缠绕在主轴上。所述主轴通过轴承安装在所述轴承座3上，主轴与减速器2的动力输出轴连接。所述砂浆剥离仓5内放置若干钢球。搅拌器在动力系统的驱动下发生转动，从而带动钢球运动搅动粗骨料，剥离出砂浆，获得加工后的粗骨料颗粒。

如图2所示，隔料板7板面上均匀布设若干下料孔，所述钢球的直径大于下料孔的直径。以便砂浆剥离后的再生混凝土骨料能够进入集料仓，而钢球则保留在砂浆剥离仓中。

所述集料仓8下半部为漏斗形，集料仓底部设有出料口9。整个筒体由钢质框架支撑，钢制框架固定在混凝土基础10上。

集料仓8的出料口9连接筛分机进料斗筛分机（图1中为画出）。将砂浆剥离后一定质量的再生混凝土粗骨料加入筛分机，同时通过进料口加入同体积的再生混凝土粗骨料。

本发明装置的具体工作过程如下：

1）确定性能参数：由颚式破碎机破碎后再生混凝土粗骨料的最大粒径、原始混凝土强度决定再生混凝土粗骨料的最佳砂浆剥离时间T，根据筛分机性能参数，确定筛分机筛分砂浆剥离后再生混凝土粗骨料的体积V₂和筛分时间t（即放料时间间隔），砂浆剥离仓中物料的的总体积为V₁， 。

2）进料：通过进料口按生产要求加入总体积V₁的再生混凝土粗骨料。

3）砂浆剥离：启动再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置粉碎再生混凝土骨料，粉碎时间为T，粉碎后的再生混凝土骨料穿过下料孔（篦孔）进入集料仓。

4）出料：在每隔t的时间点，将集料仓中V₂体积的再生混凝土粗骨料加入筛分机对其进行筛分。

5）进料：放料的同时，通过进料口按生产要求加入再生混凝土粗骨料，进料和出料的物料量均为V₂，且保持同步。在筛分机筛分的同时，再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置继续剥离粗骨料表面的砂浆，以实现循环往复连续生产。

使用本发明装置进行再生混凝土骨料剥离的试验例证：

（1）试验用原材料

废弃混凝土的强度为 C30，先人工破碎成小块，便于放入颚式破碎机，再机器破碎，用方孔筛获得筛余粒径在 5~20mm 的骨料，去除再生骨料中的其他杂质（金属、玻璃、木屑等），得破碎后的粗骨料。将破碎后的粗骨料均分成两份，分别记为S1和S2。将S2置于本发明再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置中，对其进行砂浆剥离。分别测定S1和S2的压碎值、吸水率、洛杉矶磨耗损失、表观密度和砂浆含量。

（2）再生粗骨料性质的测试方法

再生混凝土粗骨料的压碎值、吸水率和洛杉矶磨耗损失均依据 JGJ52—2006《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》测定。再生混凝土粗骨料的表观密度按广口瓶法测定。测得的数据见表1。

砂浆含量测定方法：取S1和S2烘干后质量 ，将其在76%的浓硫酸溶液中浸泡 48h，取出并用自来水冲洗，用刀片刮净再生骨料上残留的旧砂浆，再次冲洗再生骨料，然后在(105±5)℃的烘箱中烘干，称取其质量，砂浆含量按公式(2.1)计算。测得的数据见表1。

（2.1）

（3）再生粗骨料S1和S2的物理力学性质

表2.1 S1和S2的物理力学性质

（4）我国再生粗骨料的分级标准

和天然粗骨料相比，再生混凝土粗骨料表观密度较小、吸水率和压碎值较高。所以砂浆含量是反映再生粗骨料特征的直接指标，而表观密度、压碎值、吸水率都是反映再生粗骨料品质优劣的重要间接指标。

表2.2 再生粗骨料的质量等级和质量标准

I 级再生粗骨料能直接应用于制备各强度等级的再生混凝土(RC15～ RC60)；Ⅱ级再生粗骨料可以直接应用于生产中等强度的再生混凝土(RC40 以下)；Ⅲ级再生粗骨料则只能用于生产等级较低的再生混凝土(RC30 以下)。

（5）再生粗骨料S1和S2的分级

由表2.1和表2.2相比较可知，图3中S1属于Ⅲ级再生粗骨料，图4中S2属于Ⅰ级再生粗骨料。

上述试验结果表明本发明的再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置能够充分去除再生混凝土粗骨料表面所附着的硬化砂浆，提高再生混凝土粗骨料的纯度、表观密度，降低其吸水率和孔隙率。该装置还能有效削弱再生粗骨料的突出棱角，减少再生粗骨料的针片状颗粒含量，最大限度地保持再生粗骨料的原有粒径，使其性能接近于天然骨料，从而提高新拌再生混凝土的工作性、强度和耐久性。

Claims (1)

1.一种再生混凝土粗骨料砂浆剥离装置，包括动力系统、砂浆剥离系统和筛分系统；所述动力系统包括电机和减速器，电机轴通过皮带轮组、链轮组或齿轮组动力传递方式与减速器动力输入轴连接；

其特征是：

所述砂浆剥离系统包括筒体和搅拌器；所述筒体由隔料板分隔为砂浆剥离仓和集料仓，砂浆剥离仓位于集料仓之上；所述砂浆剥离仓上部设有进料口，用于加入再生混凝土粗骨料，所述砂浆剥离仓顶部设置轴承座；所述减速器置于所述轴承座的上方；所述搅拌器由主轴和螺旋叶片构成，螺旋叶片螺旋缠绕在主轴上；所述主轴通过轴承安装在所述轴承座上，主轴与减速器的动力输出轴连接；所述砂浆剥离仓内放置若干钢球；

所述隔料板板面上均匀布设若干下料孔，所述钢球的直径大于下料孔的直径；

所述集料仓下半部为漏斗形，集料仓底部设有出料口；

所述筛分系统包括筛分机，所述集料仓的出料口连接筛分机进料斗。