CN109333828A - 再生混凝土强化方法 - Google Patents

Abstract

本发迷公开了一种再生混凝土强化方法，用于解决现有的再生方法质量不佳的问题。其中包括一个负压分解步骤，该步骤中将混凝土颗粒装入到负压仓内，关闭所有的进、出通道后，抽气并使得负压仓内形成负压，同时对负压仓内的颗粒物料进行翻滚搅拌，至少保压十分钟，在保压的过程中，并结合远红外热辐射的方式对仓内的混凝土颗粒进行加热，将负压仓内的混凝土颗粒排至搅拌桶内；对搅拌桶加热至桶内温度上升到75±2摄氏度，搅拌桶内注入浆料，浆料均匀的包裹在混凝土颗粒的表面并在颗粒的表面形成包覆层；并经过烘干后得到产品。本发明的优势为将砖混类建筑垃圾经过有效的强化以后可以直接利用到道路基层中。

Description

再生混凝土强化方法

技术领域

该发明涉及建筑混凝土固态垃圾回收再利用技术领域。

背景技术

专业术语：

1、废弃混凝土，指建筑垃圾拆解、破碎获得的初级废料。

2、再生骨料，是指废弃混凝土经过破碎、清洗、分级等技术处理后，形成的复合要求的颗粒状固体建筑物料，通常用于替代天然砂石。

3、水泥砂浆，指传统的水泥砂浆

4、再生混凝土，指按一定比例，将再生骨料与传统混凝土配料相混合配制成一种新的混凝土，也就是所谓的“再生混凝土”。

关于再生混凝土生产技术，可以参考如下技术文献：

中国发明专利申请CN 108247845 A中，介绍了一种再生混凝土生产装置，主体结构包括支撑架、进料器、进水器、接料器、搅拌器、物料输送管道以及液体输送管道，搅拌器包括搅拌桶、转轴以及若干搅拌片；进料器、进水器、接料器以及搅拌器安装在支撑架；液体输送管道分别与进水器以及接料器连通，物料输送管道分别与接料器以及搅拌器连通；转轴上安装有刮料架，刮料架包括多个固定盘以及多个刮料杆；多个固定盘安装在转轴上，且固定盘的轴心线与转轴的轴心线重合；多个刮料杆安装在固定盘，刮料杆与搅拌桶的内壁贴靠，靠近搅拌桶的内壁，刮料杆的一端具有在转轴转动时能够对搅拌桶的内壁进行铲动作的楔形部；该再生混凝土生产装置能够使得骨料与水泥精确混合。

中国实用新型专利CN 207415693 U中，公开了一种再生混凝土搅拌装置，包括支架台、与支架台相连接的投料装置和搅拌装置，搅拌装置包括搅拌桶、设置在搅拌桶内的转轴与设置在转轴上的搅拌叶，搅拌桶内设有喷淋管，支架台上设有连接喷淋管的储水箱，投料装置包括投料桶、连通投料桶与搅拌桶的投料管道、设置在投料管道上的投料阀。通过投料管道与投料阀来控制投料桶中的各种投料均匀进入搅拌桶中，并利用喷淋管往搅拌桶内喷洒清水，同时转轴转动利用搅拌叶进行搅拌，投料与搅拌同时进行，能够避免各种投料过分聚集产生缝隙，减小内部孔隙率，加强搅拌效果。

上述专利文献及现有技术中，基本都是通过加强搅拌进行的，也就是说，通过强化搅拌实现再生混凝土的良好包裹性，但是，也存在明显的缺陷，也就是上述的方式在实施后依然不能达到比较优秀的包覆效果，本发明人认真研究，并做出如下判断，强化之前存在的现象及问题：

1、再生骨料与水泥砂浆无法有效粘结，会出现脱落现象。

2、整体强度不达标，压碎值指标(大于26％)不能够达到道路基层材料强度要求。

根据本发明的分析，存在结合力不强的原因在于：

1、在废混凝土表面形成了大量的空隙，即，混凝土表面的界面空隙要比传统的石子等物料要大的多，直接使用时会导致再生混凝土料与新水泥砂浆结合不牢靠。

2、再生混凝土的吸水率比较高，也就是说，更容易吸收水分，直接使用时会导致再生混凝土料与新水泥砂浆结合不牢靠。

3、废弃建筑混凝土在碎化后，需要通过水洗或者风吹的方式对其表面的污物、细微颗粒、粉尘进行清理，即便如此，依然存在和新砂浆结合不牢靠的问题。

4、破碎后的混凝土骨料，其内部可能存在裂纹，裂纹的存在会影响其后期的使用强度。

5、红砖类的材料与混凝土材料单纯靠水泥浆结合效果不理想，需要辅助材料

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种再生混凝土强化方法，首要解决的技术问题是水泥浆浸入裹覆减少脱落加强结合的问题，次要技术问题是提高材料整体的强度，并进一步地提高再生混凝土的性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

再生混凝土强化方法，其特征在于，

步骤一，筛分，将破解后的混凝土颗粒进行筛分，并按粒度范围进行分组；

步骤二，负压分解，将步骤一获得的混凝土颗粒装入到负压仓内，关闭所有的进、出通道后，抽气并使得负压仓内形成负压，同时对负压仓内的颗粒物料进行翻滚搅拌，至少保压十分钟，在保压的过程中，并结合远红外热辐射的方式对仓内的混凝土颗粒进行加热，仓内温度控制在80摄氏度到300摄氏度之间；

步骤三，裹浆，将负压仓内的混凝土颗粒排至搅拌桶内；对搅拌桶加热至桶内温度上升到75±2摄氏度，搅拌桶内注入浆料，该浆料的配比为质量比是水：水泥＝1:1至1:0.8，浆料均匀的包裹在混凝土颗粒的表面并在颗粒的表面形成包覆层；

步骤五，粘连，搅拌桶温度保持在50±2摄氏度，搅拌桶内注入添加剂，其中，按质量比添加剂组成是水：玻璃纤维：混凝土膨胀剂＝6:3:1，该添加剂与混凝土颗粒质量比为添加剂：固态原料＝1：300，混合均匀后进行65度至70度持续加热5分钟；

步骤六，烘干，用干燥窑对排出的物料进行烘干作业；

步骤七，质检，对烘干后形成外表均匀包裹浆料的再生骨料进行压碎值检验。

步骤一中，经过过筛后，其粒度直径按照：0-5mm，5-10mm，10-20mm，20-30mm，30-40mm进行分级，待用。

步骤二中，翻滚搅拌时间不低于10分钟，转速为每分钟25转。

步骤二中，负压仓内负压数值在-5KPa到-101.325KPa范围内。

在步骤二中，加热后混凝土颗粒温度在100摄氏度，

步骤二中，负压仓采用转动式的负压仓，在负压仓的内壁上设置有螺旋扬料板。

步骤四中，所述玻璃纤维原料为三乙二醇丁醚，该添加剂中的水为55～65摄氏度工业用水。

经过检测压碎值来评判强化效果，不符合要求再次强化，直至合格为止。

本发明的有益效果是：经过强化以后，有效的将水泥浆与大孔隙的砖混类材料相结合，提高砖混类材料强度。然后通过整体添加添加剂与压力、温度的变化控制提高整体的强度，直接可以用于道路基层，解决建筑垃圾的再生利用问题。

本发明的优势为将砖混类建筑垃圾经过有效的强化以后可以直接利用到道路基层中，及解决了建筑垃圾的去留问题，又极大的减少了道路建设的成本。

附图说明

图1为本发明的原理图。

图2本发明的工艺流程图。

图中，10负压仓，20搅拌桶，30干燥窖，40采样机构，50质检装置。

具体实施方式

一种再生混凝土强化方法，参考图1和图2，总体技术方案为：

步骤一，震动和过筛，此步骤使用震动筛分机进行，例如，震动筛分机可选用矿用、建筑垃圾专用设备，经过震动筛分后获得理想颗粒度的混凝土颗粒，经过过筛后，其粒度直径一般为五级：0-5mm，5-10mm，10-20mm，20-30mm，30-40且不超过40mm，对于颗粒度高于40毫米的物料需要重新破碎筛分。因为不同粒径的代加工的材料大小和表面积不同，在强化中的毛细开裂及添加剂浸入时还有相互干扰，所以分成常用的五个等级有利于强化效果，还有利于用于工程一线，可以直接为道路基层和底基层提供材料。

初步筛选后形成颗粒度基本均匀一致的初级产品，且分级后的产品分不同的批次进行分解，具有更佳的效果。

步骤二，负压分解，通过传送带将筛分好的带有裂纹或者完整的混凝土颗粒(例如10-20mm级)装入到负压仓10内，参考图2，也就是说在本批次的混凝土颗粒中，有的是带有裂纹的，有的是完整的，具有混合的特质。通常来说，对于将完整的颗粒还带有裂纹的颗粒进行直接筛分是非常困难的，目前还没有技术可以将两者进行直接的、快速的、准确的分离和筛分。在负压仓内，关闭后所有的进、出通道后，先进行十分钟的翻滚搅拌(由20kw发电机带动滚轮提供动力)，转速为每分钟25转。使待强化材料在负压仓内分布均匀，利于下一步的材料表层开裂。该负压仓的最终的真空度为不大于-101.325KPa(所谓的真空度是指一个密闭空间内气体分子数的密度比标准状态下少)，抽真空泵进行抽气并在内部形成负压状态，抽取内部的空气后，至少保压十分钟，在保压的过程中，并结合远红外热辐射的方式对内部的混凝土颗粒进行加热，加热的过程分为两步，第一步为保压的后五分钟，进行持续加热，加热后的混凝土颗粒内部温度在100摄氏度左右，此处所说的100摄氏度仅仅是一个代表性的示范性温度，通常，诸如80到300摄氏度的温度空间都是可以接受的，低于80摄氏度，则不能形成进一步开裂的良好效果，如果高于150摄氏度，则加热过程中能耗较高，综合考虑，选择100摄氏度左右的温度是比较合适的，第二步为加热35秒，暂停15秒，持续五分钟，也就是说，外侧的远红外加热是间歇式的加热方式。暂停的目的是确保加热速度不要过快，同时不至于损失过多热量。最后还要进行两分钟带热翻滚搅拌，转速为每分钟20转，使分裂效果更为明显有效。

本步骤中，真空度采用相对真空度，"相对真空度"是指被测对象的压力与测量地点大气压的差值。用普通真空表测量。在没有真空的状态下(即常压时)，表的初始值为0。当测量真空时，它的值介于-5KPa到-101.325KPa(一般用负数表示)之间。

本步骤中，负压仓采用转动式的负压仓，也就是说，负压仓本身在驱动电机的驱动下是可以转动的，同时在负压仓的内壁上设置有螺旋，以便物料的扬料。在负压仓的两端分别为进料口和出料口，并设置有舱门。在仓体的外侧设置有远红外加热设备，同时在仓体上设置有负压抽气单向阀和补气安全阀。

本步骤的主要目的是给混凝土颗粒营造一个负压环境，并结合远红外加热的方式对混凝土颗粒加热，混凝土颗粒具有热膨胀的特性，如果混凝土颗粒本身是有裂痕的，则在热膨胀的过程中，会使得裂痕进一步的延伸，或者局部开裂、崩塌。

步骤三，裹浆，也就是在混凝土颗粒的表面均匀的包裹一层砂浆，首先，打开负压仓的舱门，该舱门位于滚筒右下方，采用18mm-25mm钢板特制，开关方式为手动打开。该处的打开负压仓舱门的过程应该是瞬间的，也就是说打开过程越快越好，在打开的瞬间，负压仓内气压平衡被瞬间破坏，带有裂纹的混凝土颗粒会在气压骤变的情况下发生开裂、局部崩溃，形成更小的颗粒，并连续的将负压仓内的混凝土颗粒迅速的排至搅拌桶内，在排出的过程中，随着温度的降低，可以进一步的实现有缺陷的混凝土颗粒的爆裂，通过此步骤可以剔除带有裂纹的颗粒，也就是说，此步骤中，有缺陷的颗粒会开裂形成更小的颗粒，此过程是非机械式的，且处理的比较完善，同时，完整的、没有裂纹的颗粒基本不受影响，仍然保持在原来的完整状态。同时，在搅拌桶内注入有用于包裹混凝土颗粒的浆料(水与C25、C30水泥配比的水泥浆)，该浆料的配比为：(水：水泥＝1:1,或1:0.8，质量比)，利用负压仓，搅拌桶内温度控制在75±2摄氏度左右，在搅拌桶内经过加热、搅拌使得桶内浆料均匀的包裹在混凝土颗粒的表面，经过包覆后形成在颗粒的表面形成包覆层。

通常的，上述浆料与颗粒的质量比约为1:2，这种情况下，过多浆料可以被收集再次循环使用。

步骤四，粘连，经过负压仓强化后的材料由传送带运输至搅拌桶20内，该搅拌桶20为常规立式搅拌设备，侧面加加热垫，加热垫为远红外加热元件。开始现将材料放进搅拌桶，待加热垫加热8-12分钟后，温度上升到50±2度时，状态不改变，释放添加剂(组成是水：玻璃纤维：混凝土膨胀剂＝6:3:1，玻璃纤维原料为三乙二醇丁醚。质量比，添加剂：固态原料＝1：300，该添加中的水为55-65度工业用水，固态原料为来自负压仓的材料)，最后进行65度-70度持续加热5分钟。

该步骤的目的是使材料更好的进行整体增强粘结力，添加剂的工业水温度稍高于搅拌桶和材料的温度是为了更好的进行融合，通过温度差促进结合。最后进行终极加热是为了使温度内外保持一致，在运输过程中不会产生热胀冷缩。

步骤五，搅拌桶内的材料经过传送带运输到干燥窖30，进行干燥与在线质检，利用干燥窑对排出的物料进行烘干作业，根据不同的粒径烘干时间有所不同，0-10mm的材料(包括0-5mm)需烘干25-30分钟，10-20mm的材料需烘干20-25分钟，而20-40mm的材料需烘干20分钟即可。烘干后形成外表均匀包裹浆料的再生骨料，该再生骨料通过输送带向后输送，在输送带处设置在线质检装置，该质检装置是可以控制采集频率的，根据不同的产量要求可以随时设置，一般采用检测量：总强化量＝1:500进行检测，待调节好采集频率后开始定期定量采集样品，并对所采集的样品进行在线分析。

该质检装置用于检测再生骨料成品是否达标，根据混凝土检测方法，该装置以检测压碎值用于反应表征再生骨料是否合格。

该检测装置的详细过程为：强化后的检测料通过传送带进入检测处，检测点为前、后两传送带中间间隙位置。通常该间隙尺寸不超过5厘米，例如3厘米，可以采样即可，采样机构40优选采用电动闸门，即，采用如下结构：包括设置在前后传送带之间间隙内的取料口，在取料口处设置有可以侧向滑动的闸板，闸板通过直线轴承安装在两个传送带之间的间隙内，并受控于微型电机，或者液压缸，当需要取样时，微型电机驱动闸板翻转一定角度，物料自动落入到取料口内，取料口下方为质检装置50，该装置包括加压仓、筛网和托盘称，其中加压仓动力为液压或者电动挤压机构，例如液压缸，通过液压缸的往复加压与卸载，实现对于加压仓内的物料的挤压，实现物料的破解。

其中，加压仓的下表面为筛网，筛网具有9mm筛孔，在筛网下侧为托盘称，用于称量。当底部的托盘称达到预设质量4千克后(此处的预设质量可根据实际需要设定、更改)，闸板关闭。在挤压仓内，强化材料会产生不同程度的变形和破碎，挤压过程分为两次，第一次为5KN力度挤压，稳压15秒，第二次为3.75KN力度挤压，稳压15秒。挤压完成后伴随着振动筛会震动，同时底部托盘称下降15cm，待震动15次后停止震动，用通过百分数表征合格率，如通过率小于22％，则此批次产品合格，若大于22％则为不合格。最后所有检测料进入出料口，检测完成。如若合格将直接使用，如若不合格将返回重新强化，直到符合标准。

作为一种可以预期的改进，上述的取样机构，可以采用如下结构，包括设置在前后传送带之间间隙内的取料口，在取料口处设置有可以翻转的闸板，闸板两端通过轴承安装在机架上，且在闸板转轴的一端通过齿轮传动由微型电机驱动，当需要取样时，微型电机驱动闸板翻转一定角度，物料自动落入到取料口内，取料口下端为加压仓，也就是液压或者电动挤压机构，例如液压缸，通过液压缸的往复加压与卸载，实现对于加压仓内的物料的挤压，实现物料的破解。

Claims (7)

1.再生混凝土强化方法，其特征在于，

步骤一，筛分，将破解后的混凝土颗粒进行筛分，并按粒度范围进行分组；

步骤二，负压分解，将步骤一获得的混凝土颗粒装入到负压仓内，关闭所有的进、出通道后，抽气并使得负压仓内形成负压，对负压仓内的颗粒物料进行翻滚搅拌，至少保压十分钟，在保压的过程中，结合远红外热辐射的方式对仓内的混凝土颗粒进行加热，仓内温度控制在80摄氏度到300摄氏度之间；

步骤三，裹浆，将负压仓内的混凝土颗粒排至搅拌桶内；对搅拌桶加热至桶内温度上升到75±2摄氏度，搅拌桶内注入浆料，该浆料的配比为质量比是水：水泥＝1:1至1:0.8，浆料均匀的包裹在混凝土颗粒的表面并在颗粒的表面形成包覆层；

步骤五，粘连，搅拌桶温度保持在50±2摄氏度，搅拌桶内注入添加剂，其中，按质量比添加剂组成是水：玻璃纤维：混凝土膨胀剂＝6:3:1，该添加剂与混凝土颗粒质量比为添加剂：固态原料＝1：300，混合均匀后进行65度至70度持续加热5分钟；

步骤六，烘干，用干燥窑对排出的物料进行烘干作业；

步骤七，质检，对烘干后形成外表均匀包裹浆料的再生骨料进行压碎值检验。

2.根据权利要求1所述的再生混凝土强化方法，步骤一中，经过过筛后，其粒度直径按照：0-5mm，5-10mm，10-20mm，20-30mm，30-40mm进行分级，待用。

3.根据权利要求1所述的再生混凝土强化方法，步骤二中，翻滚搅拌时间不低于10分钟，转速为每分钟25转。

4.根据权利要求1所述的再生混凝土强化方法，步骤二中，负压仓内负压数值在-5KPa到-101.325KPa范围内。

5.根据权利要求4所述的再生混凝土强化方法，在步骤二中，加热后混凝土颗粒温度在100摄氏度。

6.根据权利要求1所述的再生混凝土强化方法，步骤二中，负压仓采用转动式的负压仓，在负压仓的内壁上设置有螺旋扬料板。

7.根据权利要求1所述的再生混凝土强化方法，其特征在于，步骤四中，所述玻璃纤维原料为三乙二醇丁醚，该添加剂中的水为55～65摄氏度工业用水。