CN109592921A - 一种球形大粒径再生骨料制备装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种球形大粒径再生骨料制备装置及方法，装置包括球形骨料加工装置和振动台，加工装置包括上模具和下模具，上下模具均相应设有半球形凹槽，上下模具贴合时，各自半球形凹槽一一对应，形成球形空间，上模具半球形凹槽上方设有入料口。取来自混凝土搅拌站和预制构件厂得性能已知的废弃混凝土，向其中添加相应量的高效减水剂，形成再生混凝土浇筑到球形骨料加工装置中，借助振动台，使球形骨料加工装置中的再生混凝土振捣密实，随后进行养护，得到球形大粒径再生骨料。同时将其应用在钢管混凝土柱的制备领域。该装置结构简单，方法操作方便，制备的球形大粒径再生骨料物理性能及力学性能离散性小，具有较高的安全性。

Description

一种球形大粒径再生骨料制备装置及方法
技术领域：
本发明属于建筑技术领域，具体涉及一种球形大粒径再生骨料制备装置及方法及其在钢管混凝土构件制备领域中的应用。
背景技术：
自2011年，预拌商品混凝土行业开始兴起，其特有的环保性、“半成品”、质量稳定性、技术先进性、提高工效、文明性等诸多优良的特点使得商品混凝土被建筑施工大量采用；与此同时，与预拌商品混凝土相似的预制装配式结构因其节地、节能、节材、节水和环境保护等特点，被称为绿色施工的典型，而且预制装配式施工还很大程度上保证和提高了建筑工程质量，从而被广泛应用。实际施工中，当建筑施工现场施工间隔或施工结束时，搅拌车会有剩余混凝土被运回搅拌站，另外在搅拌车的运送过程中可能会遇到各种因素(运送机械、道路交通状况、气候等)的影响，运送时间偏长导致混凝土不适合继续使用，大量混凝土被运回搅拌站；预制构件厂在生产过程中也会出现大量废弃混凝土。
目前，混凝土搅拌站和预制构件厂的废弃混凝土的回收工艺一般有：(1)将废弃混凝土填埋处理，此方法处理费用高且与环保理念相背驰；(2)对废弃混凝土进行分离回收，将分离的骨料用于混凝土生产的再利用，倾倒剩余的废浆沉淀，该方法同样达不到经济和环保的目的；(3)对废弃混凝土进行分离回收，砂石运回料场继续作为骨料使用，而水泥废浆经过专门的废浆浓度调节装置之后，达到已知并且固定的浓度，用于混凝土的生产，该方法技术要求高，不利于全部搅拌站统一施用。
考虑到混凝土搅拌站废弃混凝土处理困难，环保部门对环境保护日益严重以及人们环保意识的普遍加强，建筑行业的节能减排问题亟待解决。
发明内容：
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种球形大粒径再生骨料制备装置及方法。将来源和基体混凝土性能已知的废弃混凝土加工成大粒径骨料，用于再生混凝土的制备，经济环保，便于操作与实现。采用大粒径再生骨料得到的再生混凝土与原混凝土相比，原混凝土的各项性能均有一定程度的保留，安全性能与可靠性较高。
将废弃混凝土加工成大粒径的再生骨料，可以提高废弃混凝土的再利用效率，另外大粒径骨料加工成球状，使其力学和物理性能有所提高。本发明中的大粒径再生骨料可以应用到钢管混凝土构件制备领域。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种球形大粒径再生骨料制备装置，包括球形骨料加工装置和振动台，其中：
所述的球形骨料加工装置包括上模具和下模具，所述的上模具和下模具均相应设有若干组半球形凹槽，所述的上下模具贴合时，各自的半球形凹槽一一对应，形成球形空间；
所述的上模具半球形凹槽上方设有入料口；
所述的上模具和下模具通过普通螺栓或者高强度螺栓连接。
所述的上模具上方设有横板，用于上模具的提拉。
所述的振动台通过弹簧与球形骨料加工装置相连接。
所述的上模具和下模具设置的半球形凹槽尺寸依据待制备的球形再生骨料粒径尺寸设置。
采用上述装置，进行球形大粒径再生骨料制备的方法，包括以下步骤：
(1)取废弃混凝土，向废弃混凝土中添加高效减水剂，混合均匀，所述的减水剂添加质量一般为废弃混凝土质量的0.1～0.3％；
所述的步骤(1)中，废弃混凝土来自混凝土搅拌站和预制构件厂，当来自混凝土搅拌站时，废弃混凝土的抗压强度一般为C20～C80，添加高效减水剂后的混凝土坍落度大于80mm。
(2)将混匀的废弃混凝土添入球形大粒径再生骨料制备装置，震捣密实后，养护，制得球型大粒径再生骨料，所述的大粒径再生骨料粒径为60～400mm。
所述的步骤(2)中，养护方式为电热蒸汽养护，养护温度为60～70℃，时间为6～12h。
所述的步骤(2)中，制得的大粒径再生骨料的各项性能较好。大粒径骨料的抗压强度一般为C30～C90，大粒径骨料的抗压强度将比传统破碎得到的再生骨料强度提高1-2个等级，24h吸水率一般低于1.0％，由于无需破碎，再生骨料内部裂缝少。
所述的步骤(2)中，废弃混凝土经养护后，采用高压水射法去除养护混凝土表面的水泥浆，制得球型大粒径再生骨料，以保证再生骨料能够与新制砂浆有效粘结。
所述的大粒径再生骨料在钢管混凝土柱制备中的应用。
采用所述的大粒径再生骨料制备的钢管混凝土柱，具体制备过程为：在向钢管浇注混凝土过程中，均匀加入大粒径再生骨料，所述的大粒径再生骨料的添加量不超过混凝土总重量的30％。
采用所述的大粒径再生骨料制备钢管混凝土柱时，需保证钢管混凝土柱的最小内径需大于再生骨料粒径的2倍，以防止混凝土浇筑不均匀的现象出现。
本发明得到的基体性能已知的大粒径再生骨料，可应用于钢管混凝土构件制备领域。大粒径再生骨料在应用时需要满足一定的条件，在每次制备大粒径再生骨料工序前，先利用废弃混凝土制备1组3个混凝土立方体试块，制备条件与大粒径再生骨料制备条件相同，该立方体试块用于测试当前批次废弃混凝土的力学性能，混凝土设计时需要考虑基体混凝土的力学性能，新制混凝土的设计强度一般低于基体混凝土的设计强度。大粒径再生骨料应用到钢管混凝土构件制备领域中时，需要保证钢管混凝土的内径大于再生骨料粒径的两倍，如此可避免发生混凝土浇筑不均匀的现象。
本发明的有益效果：
(1)本发明有效解决了混凝土搅拌站和预制构件厂废弃混凝土的处理问题，与其他方法相比，最大程度地实现了废弃混凝土的高效利用且操作简单；
(2)本发明采用的废弃混凝土来源唯一，基体混凝土性能已知，在配制新制混凝土时安全性较高、离散性较低；
(3)本发明在制备大粒径再生骨料过程中，将再生骨料的粒径设置在60mm～400mm，使废弃混凝土的处理效率大大提高；
(4)在本发明得到的基体性能已知的大粒径再生骨料实际应用时，基体混凝土的设计强度等级需要低于新制混凝土设计强度一个标号，安全性高。
附图说明：
图1为本发明的球形大粒径再生骨料制备装置的结构示意图；
图2为采用本发明的球形大粒径再生骨料制备的钢管混凝土柱的剖面图；其中，
1-入料口，2-上模具，3-下模具，4-振动台，5-钢管混凝土柱，6-球形大粒径再生骨料。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种球形大粒径再生骨料制备装置，其结构示意图如图1所示，包括球形骨料加工装置和振动台4，其中：
所述的球形骨料加工装置包括上模具2和下模具3，所述的上模具2和下模具3均相应设有半球形凹槽，所述的上下模具贴合时，各自的半球形凹槽一一对应，形成球形空间；
所述的上模具半球形凹槽上方设有入料口1；
所述的上模具2和下模具3通过普通螺栓或者高强度螺栓连接。
所述的上模具2上方设有横板，用于上模具2的提拉。
所述的振动台4通过弹簧与球形骨料加工装置相连接。
所述的上模具2和下模具3设置的半球形凹槽尺寸依据待制备的球形再生骨料粒径尺寸设置。
采用上述装置，进行球形大粒径再生骨料制备的方法，包括以下步骤：
在来自混凝土搅拌站的废弃混凝土中，取出样本材料，制备一组3个混凝土立方体试块，制备环境与大粒径再生骨料相同，该立方体试块用于测试当前批次再生骨料的力学性能，混凝土设计时需要考虑基体混凝土的力学性能，新制再生混凝土的设计强度一般低于基体混凝土的设计强度一个标号。
确定基体性能已知的、抗压强度为C20～C80的废弃混凝土，加入废弃混凝土总重量0.1～0.3％的萘系高效减水剂，保证混凝土的坍落度大于80mm，将废弃混凝土从球形骨料加工装置入料口1浇筑到球形骨料加工装置中，作为制备骨料的模具，球形骨料加工装置可以制备粒径范围在60mm～400mm的大粒径球形骨料，借助装置下方放置的振动台4对装置中的废弃混凝土进行充分振捣，使装置中的废弃混凝土密实填充。整体进行电热蒸汽养护，养护温度为60～70℃，时间为6～12h，养护过程完成后提升球形骨料加工装置上模具2，在球形骨料加工装置下模具3中取出大粒径再生骨料，采用高压水射法去除大粒径再生骨料表面的水泥浆，得到球形大粒径再生骨料成品，制得的球形大粒径再生骨料的各项性能较好，其抗压强度一般为C30～C90，与废弃混凝土相比，约提高两个等级，大粒径骨料的抗压强度将比传统破碎得到的再生骨料强度提高1-2个等级，24h吸水率一般低于1.0％，由于无需破碎，再生骨料内部裂缝少。
采用上述本发明的球形大粒径再生骨料制备的钢管混凝土柱的剖面图如图2所示，制备时，在钢管混凝土柱5的浇筑过程中，均匀加入球形大粒径再生骨料6，球形大粒径再生骨料的掺量一般不超过混凝土总重量的30％。为防止混凝土浇筑不均匀的现象出现，钢管混凝土柱的最小内径需大于再生骨料粒径的2倍。

Claims (8)

1.一种球形大粒径再生骨料制备装置，其特征在于，包括球形骨料加工装置和振动台，其中：
所述的球形骨料加工装置包括上模具和下模具，所述的上模具和下模具均相应设有半球形凹槽，所述的上下模具贴合时，各自的半球形凹槽一一对应，形成球形空间；
所述的上模具半球形凹槽上方设有入料口；
所述的上模具和下模具通过螺栓连接；
所述的振动台通过弹簧与球形骨料加工装置相连接。
2.根据权利要求1所述的一种球形大粒径再生骨料制备装置，其特征在于，所述的上模具上方设有横板，用于上模具的提拉。
3.根据权利要求1所述的一种球形大粒径再生骨料制备装置，其特征在于，所述的上模具和下模具设置的半球形凹槽尺寸依据待制备的球形再生骨料粒径尺寸设置。
4.采用权利要求1所述的装置，进行球形大粒径再生骨料制备的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取废弃混凝土，向废弃混凝土中添加高效减水剂，混合均匀，所述的减水剂添加质量为废弃混凝土质量的0.1～0.3％；
(2)将混匀废弃混凝土添入球形大粒径再生骨料制备装置，震捣密实后，养护，制得球型大粒径再生骨料，所述的大粒径再生骨料粒径为60～400mm。
5.根据权利要求4所述的球形大粒径再生骨料制备的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，废弃混凝土的抗压强度为C20～C80，来自混凝土搅拌站和预制构件厂，当来自混凝土搅拌站时，添加高效减水剂后的废弃混凝土坍落度大于80mm。
6.根据权利要求4所述的球形大粒径再生骨料制备的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，养护方式为电热蒸汽养护，养护温度为60～70℃，时间为6～12h。
7.根据权利要求4所述的球形大粒径再生骨料制备的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，制得的大粒径再生骨料的抗压强度为C30～C90，大粒径骨料24h吸水率低于1.0％。
8.根据权利要求4所述的球形大粒径再生骨料制备的方法，其特征在于，将制备的球形大粒径再生骨料用于制备钢管混凝土柱，具体制备过程为：在向钢管浇注混凝土过程中，均匀加入球形大粒径再生骨料，所述的球形大粒径再生骨料的添加量不超过混凝土总重量的30％，并保证钢管混凝土柱的最小内径大于球形大粒径再生骨料粒径的2倍。
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