CN109180042B - 一种建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收装置及方法，包括浸水加热箱、机械搅拌箱和筛分箱；浸水加热箱上连通有循环水系统；浸水加热箱设有入料口和出料口和冷却干冰罐；浸水加热箱内部设有微波加热器和升降装置连动的置料钢板；筛分箱箱中从上至下依次设有磁性筛板和两级筛分网；进入浸水加热箱内的废弃混凝土在其内被浸泡、微波加热、出料；再进入机械搅拌箱经搅拌破碎后进入筛分箱中，经磁性筛板和两级筛分网筛分后分离出粗骨料和细骨料，并自出口收集；筛余物自出杂口排出。本发明工艺简单，易于实现，可以有效地将粗骨料与砂浆分离，且避免了传统机械破碎、化学处理方法对骨料造成的损伤。
Description
技术领域
本发明属于涉及建筑材料领域，具体涉及一种建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收装置及方法。
背景技术
当前我国正处于城镇化、工业化快速发展阶段，建筑业的迅速崛起推动社会经济发展的同时，也造成了严重的环境负担。据测算，我国工程建设正以每年约70亿吨的速度消耗砂石(骨料)。无休止的大量开采和使用，已造成局部地区的资源枯竭、河道破坏、水土流失和自然景观恶化，而另一方面城市公用与民用建筑的更新、改造、新建，市政设施的重建、扩建与新建的过程均产生了大量的建筑垃圾，建筑垃圾堆积造成了严峻的环境污染。将建筑物废弃混凝土回收再利用，经过适当的加工处理后运用到实际工程中，降低废弃混凝土对自然环境的影响的同时，又能很好地保护天然资源，这样对于建筑垃圾的处理、社会的可持续发展以及居住环境的改善都具有非常重要的意义。
目前世界的建筑垃圾再资源化进程中，废弃混凝土的循环再生利用已成为主导趋势，通过对废弃混凝土块进行破碎，将其中的粗骨料与其周围砂浆体分离，形成再生骨料，用作再生混凝土生产的原材料。然而现有的再生骨料生产技术效率低下，生产的再生骨料主要用来制作中低强度的混凝土，一般用于基础、路面和非承重结构的低强度混凝土。因此建筑物废弃混凝土再生骨料的高效回收利用势在必行。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种废弃混凝土高品质再生骨料回收装置及方法，以实现废弃混凝土的高效回收利用。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
一种建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收装置，包括一个浸水加热箱、一个机械搅拌箱和一个筛分箱；所述浸水加热箱上连通有循环水系统；浸水加热箱设有浸水加热入料口和浸水加热出料口，还包括一个冷却干冰罐；所述浸水加热箱内部设有微波加热器和升降装置连动的置料钢板；所述筛分箱箱中从上至下依次设有磁性筛板和两级筛分网；进入浸水加热箱内的废弃混凝土在其内被浸泡、微波加热、出料；再进入机械搅拌箱经搅拌破碎后进入筛分箱中，经磁性筛板和两级筛分网筛分后分离出粗骨料和细骨料，并自出口收集；筛余物自出杂口排出。
对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：
优选的，所述置料钢板与浸水加热箱主体之间设有滑槽，混凝土块体在置料钢板上的堆放高度不超过浸水加热箱高度的1/6。
优选的，所述升降装置设在浸水加热箱四个角上，通过升降电机带动升降装置进而带动置料钢板上下移动。
优选的，所述循环水系统包括连通在浸水加热箱上的水箱，水箱通过水管一端连通在浸水加热箱注水口上，水箱顶部设有入水口，水箱另一端通过回流水管和水泵连通污水过滤装置，污水过滤装置连通至浸水加热箱底部的浸水池。
优选的，所述机械搅拌箱包括两台搅拌辊筒，搅拌辊筒的驱动轴通过设在箱体外部的搅拌电机通过齿轮传动连接；在搅拌辊筒表面均布有搅拌棒。
优选的，所述筛分箱中，包括一个呈倾斜分布的磁性筛板，其下方设有两层呈同向倾斜分布的两级振动筛网，在两级振动筛网下方均设有振动器。
优选的，在两级振动筛网的低端筛分箱箱体侧壁上设有筛分出料口；所述两级振动筛网的上一级筛分网的筛孔孔径大于下一级的筛分网的筛孔孔径。
优选的，所述磁性筛板的倾斜角度与两级倾斜角度相同的振动筛网倾斜方向相反。
本发明进而给出了一种建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收方法，包括如下步骤：
S101：将粒径不大于200mm的建筑物废弃混凝土块体在浸水加热箱中浸泡于常温水中5-10min；
S102：将步骤S101中浸泡处理后的混凝土块体进行微波加热，在物料进行微波加热之前，将浸水池中的水全部排入污水过滤装置中；微波加热之后通入干冰冷却，混凝土块体中砂浆发生崩裂；
S103：将步骤S102中微波加热后的混凝土块体通过升降装置调整升降高度使置料钢板倾斜，且末端对准浸水加热出料口，混凝土块体排出浸水加热箱；
S104：排出的混凝土块体在机械搅拌箱中通过两台搅拌辊筒进行机械搅拌15-20min，搅拌得到表面纯净的再生粗骨料；
S105：将步骤S104中机械搅拌后的混凝土块体放置于筛分箱中，通过磁性筛板去除钢筋铁质杂物；
S106：将步骤S105中去除铁质杂物的混凝土块体经过两级振动筛网分筛得到不同粒径的再生骨料；
S107：将步骤S106得到的再生骨料烘干后储存待用。
优选的，所述微波功率为3-6kW,持续加热2-8min，之后通入干冰冷却1-2min。
与传统的相比，本申请提出的技术方案具有以下优点：
1.工艺流程设计合理，处理装置简单，易于实施。
2.回收效率高。在经过浸水预处理的混凝土块体在进行微波加热时，大量存在于砂浆中的水分吸收微波迅速汽化发生体积膨胀，致使砂浆破裂，相比于浸水冷却的方式采用干冰冷却可以提高冷却速率，微波加热后的物料经过干冰冷却瞬间形成巨大的温度梯度，进一步加速砂浆破裂，由于骨料和砂浆的微波吸收性能不同，被加热的程度也不同，在粗骨料-砂浆界面产生的温度应力使界面粘结强度弱化，经过机械搅拌后，可以有效地使附着砂浆从粗骨料表面剥落。
3.回收的再生骨料质量高。由于骨料的吸水性能和微波吸收性能均远低于其表面的附着砂浆，砂浆与粗骨料吸收微波性能的差异性导致混凝土块体内部加热的不均匀性，产生较大的粗骨料-砂浆界面热应力，在微波加热过程中，粗骨料不会发生损伤，从而可以有效地将粗骨料与砂浆分离，而使用机械搅拌代替鄂式破碎机既可以有效使附着砂浆剥落，也避免了传统机械破碎、化学处理方法对骨料造成的损伤。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为本发明的浸水加热装置图；
图2为本发明浸水加热装置中微波加热器布置示意图；
图3为本发明机械搅拌箱结构示意图；
图4为本发明磁性筛选筛分装置图；
图5为本发明的工艺流程图。
图中：1.浸水加热箱，2.浸水加热入料口，3.注水口，4.置料钢板，5.浸水池，6.污水过滤装置，7.水泵，8.水箱，9.入水口，10.升降装置，11.微波加热器，12.冷却干冰罐，13.干冰喷射口，14.浸水加热出料口，15.升降电机，16.机械搅拌箱，17.搅拌辊筒，18.搅拌棒，19.驱动轴，20.筛分箱，21.筛分入料口，22.磁性筛板，23.一级筛分网，24.二级筛分网，25.振动器，26.筛分出料口，27.出杂口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对本发明做任何限制的依据。
在一个具体实施例中，如图1-4所示，一种建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收装置，包括一个浸水加热箱1、一个机械搅拌箱16和一个筛分箱20；浸水加热箱1上连通有循环水系统；浸水加热箱1的顶部设有浸水加热入料口2和冷却干冰罐12，浸水加热箱1内部设有微波加热器11和升降装置10连动的置料钢板4；所述筛分箱20顶部设有筛分入料口21，箱体中从上至下依次设有磁性筛板22和两级筛分网；进入浸水加热箱1内的废弃混凝土在其内被浸泡、微波加热、出料；再进入机械搅拌箱16经粉碎后进入筛分箱20中，经磁性筛板22和两级筛分网筛分后分离出粗骨料和细骨料，并自出口收集；筛余物自出杂口排出。
其中，如图1、2所示，微波加热器11和浸水加热入料口2设在浸水加热箱1顶部，浸水加热出料口14设在浸水加热箱1上部侧壁；冷却干冰罐12通过管道连通干冰喷射口13设在浸水加热箱1顶部。升降装置10设在浸水加热箱1四个角上，通过升降电机15带动升降装置10进而带动置料钢板4上下移动。
循环水系统包括连通在浸水加热箱体1上的水箱8，水箱8通过水管一端连通在浸水加热箱体1注水口3上，水箱8顶部设有入水口9，水箱8另一端通过回流水管和水泵7连通污水过滤装置6，污水过滤装置6连通至浸水加热箱体1底部的浸水池5。
如图3所示，机械搅拌箱16包括两台搅拌辊筒17，搅拌辊筒17的驱动轴19通过设在箱体外部的搅拌电机通过齿轮传动连接；在搅拌辊筒17表面均布有搅拌棒18。
如图4所示，筛分箱20中，包括一个呈倾斜分布的磁性筛板22，其下方设有两层呈同向倾斜分布的两级振动筛网：一级筛分网23和二级筛分网24，一级筛分网23的筛孔孔径大于二级筛分网24的筛孔孔径；在两级振动筛网下方均设有振动器25，在两级振动筛网的低端箱体侧壁上设有筛分出料口26。其中，磁性筛板22的倾斜角度与两级倾斜角度相同的振动筛网倾斜方向相反。
如图5所示，本发明进而给出了一种建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收方法，下面通过不同实施例来进一步说明本发明。
实施例1
S101将粒径不大于200mm的建筑物废弃混凝土块体浸泡于常温水中5min；
S102：将S101中浸泡处理后的混凝土块体进行微波加热，微波功率为5kW,持续加热5min，之后通入干冰冷却2min，混凝土块体中砂浆发生崩裂；
S103：将步骤S102中微波加热后的混凝土块体通过升降装置调整升降高度使置料钢板倾斜，且末端对准浸水加热出料口，混凝土块体排出浸水加热箱；
S104：排出的混凝土块体在粉碎箱中通过两台搅拌辊筒进行机械搅拌20min，搅拌得到表面纯净的再生粗骨料；
S105：将步骤S104中机械搅拌后的混凝土块体放置于筛分箱中，通过磁性筛板去除钢筋铁质杂物；
S106：将步骤S105中去除铁质杂物的混凝土块体经过两级振动筛网分筛得到不同粒径的再生骨料；
S107：将步骤S106得到的再生骨料烘干后储存待用。
其中S101、S102、S103采用如图1所示的浸水加热装置，浸水加热入料口2位于浸水加热箱1顶部，如图2所示，若干微波加热器11安装于浸水加热箱1顶板上，位于浸水加热入料口2四周，浸水池5位于浸水加热箱1底部，通过水管与污水过滤装置6连通，设有控制阀，水泵7用于将污水过滤装置6处理后的水加压流入水箱8中以实现水资源的循环利用。水箱8顶部设有入水口9，注水口3位于浸水加热箱1上部侧壁，与水箱8由水管连通，设有控制阀。置料钢板4连在升降装置10上由升降电机15驱动，用于将浸水处理完毕后的混凝土块体提升至水位以上以及将新投入的混凝土块体浸入水中。置料钢板4设有直径为0.15mm的通孔。冷却干冰罐12用于微波加热过程中及微波加热后物料的冷却，与浸水加热箱1顶壁的干冰喷射口13连通，设有控制阀。
其中S104采用如图3所示的机械搅拌箱16。
其中S105、S106采用如图4所示的磁性分选筛分装置，筛分入料口21位于筛分箱20顶部，筛分箱20底板倾斜设置，出杂口27位于筛分箱20底部侧壁，便于出杂；且底部设有减震支座。磁性筛板22、一级筛分网23、二级筛分网24倾斜安装，一级筛分网23、二级筛分网24位于磁性筛板22下方，通过振动器25实现振动筛分，一级筛分网23、二级筛分网24末端均设有筛分出料口26，收集不同粒径的再生骨料。
本实施例中，浸水加热装置中，置料钢板4与浸水加热箱1主体之间设有滑槽，混凝土块体在置料钢板4上的堆放高度不超过浸水加热箱1高度的1/6。
本实施例中，浸水加热装置中，浸水池5中的水位高度为浸水加热箱1高度的2/3,且在物料进行微波加热之前，将浸水池5中的水全部排入污水过滤装置6中。
本实施例中，混凝土块体在浸水加热装置中加热结束后，通过升降装置10调整升降高度使置料钢板4倾斜，且末端对准浸水加热出料口14，此时的升降装置10及置料钢板4的状态如图1中虚线所示，利于物料排出，进行之后的处理过程。
本实施例中，磁性分选筛分装置中，一级筛分网23的筛孔孔径为30mm，二级筛分网24的筛孔孔径为0.15mm。
实施例2
本实施例中，与实施例1不同的是：S101中浸泡时间为6min；S102中微波加热功率为6kW，加热2min之后，通入干冰冷却1min，循环此加热冷却过程2次；S104中机械搅拌时间为19min；所述的磁性分选筛分装置中，一级筛分网23的筛孔孔径为5mm。
本实施例中，其余方法步骤及参数与实施例1相同。
实施例3
本实施例中，与实施例1不同的是：S101中浸泡时间为7min；S102中微波加热功率为3kW，持续加热8min之后，通入干冰冷却2min；S104中机械搅拌时间为18min；磁性分选筛分装置中，一级筛分网23的筛孔孔径为40mm，二级筛分网24的筛孔孔径为1mm。
本实施例中，其余方法步骤及参数与实施例1相同。
实施例4
本实施例中，与实施例1不同的是：S101中浸泡时间为8min；S102中微波加热功率为4kW，加热2min之后，通入干冰冷却1min，循环此加热冷却过程1次；S104中机械搅拌时间为17min；所述的磁性分选筛分装置中，一级筛分网23的筛孔孔径为35mm，二级筛分网24的筛孔孔径为1mm。
本实施例中，其余方法步骤及参数与实施例1相同。
实施例5
本实施例中，与实施例1不同的是：S101中浸泡时间为9min；S102中微波加热功率为4.5kW，持续加热7min之后，通入干冰冷却2min，循环此加热冷却过程2次；S104中机械搅拌时间为16min；所述的磁性分选筛分装置中，一级筛分网23的筛孔孔径为25mm，二级筛分网24的筛孔孔径为1mm。
本实施例中，其余方法步骤及参数与实施例1相同。
实施例6
本实施例中，与实施例1不同的是：S101中浸泡时间为10min；S102中微波加热功率为5.5kW，加热2min之后，通入干冰冷却1min，循环此加热冷却过程2次；S104中机械搅拌时间为15min；所述的磁性分选筛分装置中，一级筛分网23的筛孔孔径为15mm。
本实施例中，其余方法步骤及参数与实施例1相同。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收方法，其特征在于，
所述方法采用建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收装置，包括一个浸水加热箱(1)、一个机械搅拌箱(16)和一个筛分箱(20)；所述浸水加热箱(1)上连通有循环水系统；浸水加热箱(1)设有浸水加热入料口(2)和浸水加热出料口(14)，还包括一个冷却干冰罐(12)；所述浸水加热箱(1)内部设有微波加热器(11)和升降装置(10)连动的置料钢板(4)；所述筛分箱(20)箱中从上至下依次设有磁性筛板(22)和两级筛分网；进入浸水加热箱(1)内的废弃混凝土在其内被浸泡、微波加热、出料；再进入机械搅拌箱(16)经搅拌破碎后进入筛分箱(20)中，经磁性筛板(22)和两级筛分网筛分后分离出粗骨料和细骨料，并自出口收集；筛余物自出杂口排出；
在经过浸水预处理的混凝土块体在进行微波加热时，致使砂浆破裂，微波加热后的物料经过干冰冷却进一步加速砂浆破裂；经过机械搅拌后，使附着砂浆从粗骨料表面剥落；
所述方法，包括如下步骤：
S101：将粒径不大于200mm的建筑物废弃混凝土块体在浸水加热箱中浸泡于常温水中7-8min；
S102：将步骤S101中浸泡处理后的混凝土块体进行微波加热，所述微波功率为3-4kW,持续加热2-8min；在物料进行微波加热之前，将浸水池中的水全部排入污水过滤装置中；微波加热之后通入干冰冷却1-2min，混凝土块体中砂浆发生崩裂；
S103：将步骤S102中微波加热后的混凝土块体通过升降装置调整升降高度使置料钢板倾斜，且末端对准浸水加热出料口，混凝土块体排出浸水加热箱；
S104：排出的混凝土块体在机械搅拌箱中通过两台搅拌辊筒进行机械搅拌15-20min，搅拌得到表面纯净的再生粗骨料；
S105：将步骤S104中机械搅拌后的混凝土块体放置于筛分箱中，通过磁性筛板去除钢筋铁质杂物；
S106：将步骤S105中去除铁质杂物的混凝土块体经过两级振动筛网分筛得到不同粒径的再生骨料；
S107：将步骤S106得到的再生骨料烘干后储存待用。
2.根据权利要求1所述的建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收方法，其特征在于，所述置料钢板(4)与浸水加热箱(1)主体之间设有滑槽，混凝土块体在置料钢板(4)上的堆放高度不超过浸水加热箱(1)高度的1/6。
3.根据权利要求1所述的建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收方法，其特征在于，所述升降装置(10)设在浸水加热箱(1)四个角上，通过升降电机(15)带动升降装置(10)进而带动置料钢板(4)上下移动。
4.根据权利要求1所述的建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收方法，其特征在于，所述循环水系统包括连通在浸水加热箱(1)上的水箱(8)，水箱(8)通过水管一端连通在浸水加热箱(1)注水口(3)上，水箱(8)顶部设有入水口(9)，水箱(8)另一端通过回流水管和水泵(7)连通污水过滤装置(6)，污水过滤装置(6)连通至浸水加热箱(1)底部的浸水池(5)。
5.根据权利要求1所述的建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收方法，其特征在于，所述机械搅拌箱(16)包括两台搅拌辊筒(17)，搅拌辊筒(17)的驱动轴(19)通过设在箱体外部的搅拌电机通过齿轮传动连接；在搅拌辊筒(17)表面均布有搅拌棒(18)。
6.根据权利要求1所述的建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收方法，其特征在于，所述筛分箱(20)中，包括一个呈倾斜分布的磁性筛板(22)，其下方设有两层呈同向倾斜分布的两级振动筛网，在两级振动筛网下方均设有振动器(25)。
7.根据权利要求6所述的建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收方法，其特征在于，在两级振动筛网的两级振动筛网的低端筛分箱(20)箱体侧壁上设有筛分出料口(26)；所述两级振动筛网的一级筛分网(23)的筛孔孔径大于二级的筛分网(24)的筛孔孔径。
8.根据权利要求6所述的建筑物废弃混凝土高品质再生骨料回收方法，其特征在于，所述磁性筛板(22)的倾斜角度与两级倾斜角度相同的振动筛网倾斜方向相反。
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