CN111099850A - 一种混凝土余废料处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土余废料处理工艺，所述工艺为：在余废料混凝土中添加余废料处理剂，搅拌至形成颗粒状，得到余废料混凝土骨料，卸料，保存，备用；所述余废料处理剂根据添加量的不同选择不同重量的包装。本发明混凝土余废料处理工艺，通过使用余废料处理剂，一次性解决混凝土余废料，形成余废料混凝土骨料，并可回收用于制备混凝土，无污水排放，节约成本，节能环保。本申请余废料处理剂，通过吸水固化，使水泥砂浆在短时间内迅速失水固化，失去流动性，包裹粘附于石子表面，形成可回收利用的余废料混凝土骨料。

Description

一种混凝土余废料处理工艺
技术领域
本发明涉及一种余废料处理工艺，具体涉及一种新拌混凝土余废料处理工艺。
背景技术
混凝土余废料指的是混凝土搅拌车卸料后的无法卸出的混凝土或运输到施工现场，但失去工作性而无法泵送施工的废弃混凝土等；而在混凝土搅拌站，这些废弃混凝土通常的处理方法是冲洗分离砂、石子，回收利用，而水泥、粉煤灰、矿粉等胶凝材料则与废水一起处理，浪费资源，且污染环境。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种新拌混凝土余废料处理工艺；所述处理工艺产生混凝土余废料骨料，取代一部分粗骨料制备混凝土，一次性解决混凝土余废料，无污水排放，无固体建筑垃圾排放，经济、环保。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种混凝土余废料处理工艺，所述工艺为：在余废料混凝土中添加余废料处理剂，搅拌至形成颗粒状，卸料，得到混凝土余废料骨料，备用；所述余废料处理剂根据添加量的不同选择不同重量的包装。
本申请在余废料混凝土中加入余废料处理剂，在余废料混合物中，硫铝酸盐快硬水泥和超细度水泥的颗粒表面，存在大量的正、负电荷，与吸水性高分子材料亦存在大量的正、负电荷经典吸引，产生物理交联的网状结构，加之聚合物本身分子链间的相互缠绕，这样的网状结构，在与水接触时，具有强烈的结合固化水的作用，使混凝土在极短的时间内失水固化，形成干爽的粒状材料可以作为骨料，再回收用于混凝土生产，实现废弃混凝土的回收利用。本发明处理工艺是一种行之有效的低成本、高效果的处理方法，一次性解决混凝土余废料，无废水排放，无固态建筑垃圾排放，节省资源，保护环境，具有重大的经济和社会意义。
优选地，所述混凝土余废料处理剂，包含以下重量份的成分：高吸水性高分子聚合物20～100份、快硬硫铝酸盐水泥0～40份、水泥水化促进剂0～40份和超细度水泥0～30份；所述高吸水性高分子聚合物的分子量为10～5000万，所述超细度水泥包含纳米级细度水泥。
本申请余废料处理剂，主要作用是吸水固化，使砂浆在短时间内迅速失水固化，失去流动性，形成颗粒状，包裹粘附于石子表面，形成可回收利用的混凝土骨料；具体来说，各成分的作用如下：
高吸水性高分子聚合物：(1)吸水：水溶性高分子投入到余废混凝土中后，吸收大量水分溶胀溶解；(2)双电层及氢键作用：水溶性高分子水解成带电胶体，与周围的离子组成双电层结构的胶团，同时与水分子形成氢键，消耗大量自由水；(3)吸附架桥作用：线型结构高分子，具有能与胶粒表面某些部位起作用的化学基团，当高聚物与胶粒接触时，基团能与胶粒表面产生特殊的化学反应而相互吸附，而高分子的其余部分则伸展到水溶液中，可以与另一个表面有空位的胶粒吸附，聚合物起到了架桥连接的作用。
快硬硫铝酸盐水泥：快硬硫铝酸盐水泥的主要组分为无水硫(铁)氯酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的水泥，具有早强和早凝的作用。
水泥水化促进剂：水泥水化促进剂的加入，促进了水泥矿物C3S和C3A的水化而达到促凝效果：水分能通过C-S-H向C3S内部扩散，且产物易向C-S-H外部迁移，在此两种作用下，使C3S得诱导期消失，水化产物的形成，结合了大量的游离水，使水泥迅速失去流动性，生成的钙矾石晶体外形呈短柱状，随机取向，无序分布于整个硬化体中间，大量的水化硅酸钙凝胶填充在钙矾石空间网格周围，同时，水化产物的结晶不断增长并相互交错形成一个紧密的网络结构，使水泥浆体迅速凝结并硬化，并与硅酸盐矿物水化后形成的C-S-H凝胶共同作用，使水泥浆体的密实度大为提高，另一方面，水泥水化放热又反过来促进水泥的水化加速进行。
超细度水泥(含纳米细度级水泥)：超细度水泥的加入，一方面由于其比表面积大，颗粒数量多，与水接触面积大，水化快，消耗大量自由水，另一方面，超细的水泥颗粒可以起到晶核的作用，加速水泥水化产物的结晶析出，促进水泥快速水化，使混凝土快速失水凝结固化，形成干爽分散的粒状材料。
优选地，所述超细度水泥(含纳米细度级水泥)的重量份为5～30份。
优选地，所述混凝土余废料处理剂为固体粉末状。
优选地，所述吸水性高分子聚合物为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酰胺共聚物及其衍生物、聚乙烯吡络烷酮中的至少一种。
优选地，所述水泥水化促进剂为氯化钙、三氯化铝、三氯化铁、氯化钠、硫酸钙、硫酸钠、亚硝酸钠、硝酸钠、氧化铝中的至少一种。
优选地，所述余废料处理剂通过水可溶性包装材料以不同质量进行包装，使用时，整袋处理剂加入余废料混凝土中，水溶性包装袋溶解于混凝土中。
本申请余废料处理剂可以为各种不同质量的小袋装包装，包装袋材质为水可溶性材料；使用时，与余废料处理剂一起投入到余废混凝土中，在搅拌过程中，水溶分解溶解于混凝土中；也可采用大袋普通包装袋包装。
优选地，所述余废料处理剂的用量为混凝土余废料总质量的0.01％～2.5％。
余废料处理剂掺量随着余废料混凝土的状态及用途、标号等不同而不同，如出机时间短的混凝土余废料，含水量大，形成粒状骨料的处理剂用量高，而出机时间长或高标号混凝土余废料，含水量低，形成粒状骨料的处理剂用量亦低，但可使用处理剂处理的混凝土余废料与混凝土的配合比无关。
优选地，所述混凝土余废料为(1)～(9)中的一种或多种：
(1)混凝土搅拌车卸料后的无法卸出的剩余混凝土；
(2)运输到施工现场，但失去工作性而无法泵送施工的废弃混凝土；
(3)运输到施工现场，发现送错料或客户要错料而必须返回生产厂家的混凝土；
(4)混凝土生产厂家实验室试验产生的废弃混凝土；
(5)混凝土生产厂家抽样检测混凝土质量的废弃混凝土；
(6)混凝土生产厂家生产时的漏料；
(7)与混凝土相关的工程检测中心及研究院用于检测及研发目的产生的废弃混凝土；
(8)管桩、管片、预制构件混凝土制品生产厂产生的混凝土余废料；
(9)其它含有可回收骨料的混凝土及水泥拌合物。
再次，本发明还提供一种混凝土的制备方法，将所述混凝土余废料处理工艺制备得到的余废料混凝土骨料，作为粗骨料取代天然石子，回收应用，制备混凝土；所述粗骨料取代天然石子的取代率为0～50％。
试验中，我们发现，本申请工艺产生的混凝土余废料骨料，取代粗骨料的的量低于(含)50％时，不影响拌合水用量及外加剂掺量，不影响混凝土和易性及耐久性，而石子取代率超过50％时，混凝土流动性降低，拌合水用量增加。本发明工艺产生的骨料含有水溶性高分子聚合物，对水泥水合化及晶体生长无影响，同时有利于提高混凝土韧性，不增加拌合水使用量及外加剂掺量，对新拌混凝土的和易性及硬化混凝土的强度及耐久性无不良影响。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本申请余废料处理剂，通过吸水固化，使砂浆在短时间内迅速失水固化，失去流动性，形成颗粒状，包裹粘附于石子表面，形成可回收利用的混凝土骨料。
本发明混凝土余废料处理工艺，一次性解决混凝土余废料，无污水排放，节约成本，节能环保；本发明工艺产生的骨料含有水溶性高分子聚合物，对水泥水合化及晶体生长无影响，同时有利于提高混凝土韧性；且本发明工艺产生的粒状材料，可作为骨料回收利用，取代部分天然石子，节约成本，产生显著经济效益。
附图说明
图1为本发明混凝土余废料处理工艺制备得到的余废料混凝土骨料的出机状态图；
图2为本发明混凝土余废料处理工艺制备得到的余废料混凝土骨料的干燥状态图。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。此外，本申请中涉及到的分子量均为数均分子量，本申请设置实施例1～4，具体实施例1～4中混凝土骨料的制备配方如表1所示，其中，水泥、粉煤灰、矿粉、砂、石子、水的配方是为了模拟不同的混凝土余废料。
表1实施例1～4中混凝土骨料的制备及性能(材料用量单位：kg)
Figure BDA0002341625150000051
Figure BDA0002341625150000061
实施例1
本发明所述混凝土余废料处理工艺的一种实施例，本实施例所述混凝土余废料处理工艺为：在混凝土余废料中添加通过水溶性包装材料包装的余废料处理剂，然后搅拌至形成颗粒状，倒出卸料，得到混凝土余废料骨料；余废料处理剂的用量为混凝土余废料总质量的0.65％；
所述混凝土余废料处理剂为固体粉末状，包含以下重量份的成分：高吸水性高分子聚合物100份；所述吸水性高分子聚合物为聚丙烯酰胺，所述高吸水性高分子聚合物的分子量为100万。
余废料处理剂可以为各种不同质量的小袋装包装，包装袋材质为水可溶性材料；使用时，与余废料处理剂一起投入到余废混凝土中，在搅拌过程中，水溶分解；也可采用大袋普通包装袋包装。
所述混凝土余废料为表1中第一组配合比制备的混凝土作为余废料使用。
实施例2
本发明所述混凝土余废料处理工艺的一种实施例，本实施例所述混凝土余废料处理工艺为：在混凝土余废料中添加通过水溶性包装材料包装的余废料处理剂，然后搅拌至形成颗粒状，倒出卸料，得到混凝土料；余废料处理剂的用量为混凝土余废料总质量的0.45％；
所述混凝土余废料处理剂为固体粉末状，包含以下重量份的成分：高吸水性高分子聚合物70份、快硬硫铝酸盐水泥10份、水泥水化促进剂10份和超细度水泥(含纳米级细度水泥)5份；所述吸水性高分子聚合物为聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠混合物，混合重量比为(80:20)；所述水泥水化促进剂为三氯化铝；所述高吸水性高分子聚合物的分子量为10万。
余废料处理剂可以为各种不同质量的小袋装包装，包装袋材质为水可溶性材料；使用时，与余废料处理剂一起投入到余废混凝土中，在搅拌过程中，水溶分解；也可采用大袋普通包装袋包装。
所述混凝土余废料为表1中第二组配合比制备的混凝土作为余废料使用。
实施例3
本发明所述混凝土余废料处理工艺的一种实施例，本实施例混凝土余废料处理工艺为：在混凝土余废料中添加通过水溶性包装材料包装的余废料处理剂，然后搅拌至形成颗粒状，倒出卸料，得到混凝土料；余废料处理剂的用量为混凝土余废料总质量的0.20％；
所述混凝土余废料处理剂为粉末状，包含以下重量份的成分：高吸水性高分子聚合物20份、快硬硫铝酸盐水泥40份、水泥水化促进剂40份和超细度水泥(含纳米级细度水泥)10份；所述吸水性高分子聚合物为聚甲基丙烯酰胺；所述水泥水化促进剂为硫酸钙；所述高吸水性高分子聚合物的分子量为50万。
余废料处理剂可以为各种不同质量的小袋装包装，包装袋材质为水可溶性材料；使用时，与余废料处理剂一起投入到余废混凝土中，在搅拌过程中，水溶分解；也可采用大袋普通包装袋包装。
所述混凝土余废料为表1中第三组配合比制备的混凝土作为余废料使用。
实施例4
本发明所述混凝土余废料处理工艺的一种实施例，所述混凝土余废料处理工艺为：在混凝土余废料中添加通过水溶性包装材料包装的余废料处理剂，然后搅拌至形成颗粒状，倒出卸料，得到混凝土料；余废料处理剂的用量为混凝土余废料总质量的0.08％；
所述混凝土余废料处理剂为粉末状，包含以下重量份的成分：高吸水性高分子聚合物50份、快硬硫铝酸盐水泥25份、水泥水化促进剂25份和超细度水泥(含纳米级细度水泥)20份；所述吸水性高分子聚合物为聚乙烯吡络烷酮、聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺混合物，聚乙烯吡络烷酮、聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺重量比为20:20:60；所述水泥水化促进剂为三氯化铁；所述高吸水性高分子聚合物的分子量为10万。
余废料处理剂可以为各种不同质量的小袋装包装，包装袋材质为水可溶性材料；使用时，与余废料处理剂一起投入到余废混凝土中，在搅拌过程中，水溶分解；也可采用大袋普通包装袋包装。
所述混凝土余废料为表1中第四组配合比制备的混凝土作为余废料使用。将本申请实施例1～4混凝土余废料处理工艺制备得到的余废料混凝土骨料，作为粗骨料取代天然石子，回收应用，制备混凝土；所述粗骨料取代天然石子的取代率为50％；另外设置对比例，对比例中的混凝土配合比中只含有天然石子，没有余废料混凝土骨料，具体混凝土配合比如表2所示，混凝土的性能如表3所示：
表2混凝土配合比(材料用量单位：kg)
Figure BDA0002341625150000081
表3混凝土性能
Figure BDA0002341625150000082
从表3可以看出，与对比例相比，使用本发明工艺产生的粒状材料作为粗骨料，取代一部分天然石子，制备混凝土，不增加拌合水使用量及外加剂掺量，对新拌混凝土的和易性及硬化混凝土的强度无不良影响。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种混凝土余废料处理工艺，其特征在于，所述工艺为：在余废料混凝土中添加余废料处理剂，搅拌至形成颗粒状，卸料，得到余废料混凝土骨料，保存，备用；所述余废料处理剂根据添加量的不同选择不同重量的包装。
2.如权利要求1所述的混凝土余废料处理工艺，其特征在于，所述余废料处理剂，包含以下重量份的成分：高吸水性高分子聚合物20～100份、快硬硫铝酸盐水泥0～40份、水泥水化促进剂0～40份和超细度水泥0～30份；所述高吸水性高分子聚合物的分子量为10～5000万，所述超细度水泥包含纳米级细度水泥。
3.如权利要求2所述的混凝土余废料处理工艺，其特征在于，所述超细度水泥的重量份为5～30份。
4.如权利要求2所述的混凝土余废料处理工艺，其特征在于，所述混凝土余废料处理剂为固体粉末状。
5.如权利要求2所述的混凝土余废料处理工艺，其特征在于，所述吸水性高分子聚合物为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酰胺共聚物及其衍生物、聚乙烯吡络烷酮中的至少一种。
6.如权利要求2所述的混凝土余废料处理工艺，其特征在于，所述水泥水化促进剂为氯化钙、三氯化铝、三氯化铁、氯化钠、硫酸钙、硫酸钠、亚硝酸钠、硝酸钠、氧化铝中的至少一种。
7.如权利要求1所述的混凝土余废料处理工艺，其特征在于，所述余废料处理剂通过水可溶性包装材料以不同质量进行包装，使用时，整袋处理剂加入余废料混凝土中，水溶性包装袋溶解于混凝土中。
8.如权利要求1所述的混凝土余废料处理工艺，其特征在于，所述余废料处理剂的用量为混凝土余废料总质量的0.01％～2.5％。
9.如权利要求1所述的混凝土余废料处理工艺，其特征在于，所述混凝土余废料为(1)～(9)中的一种或多种：
(1)混凝土搅拌车卸料后的无法卸出的剩余混凝土；
(2)运输到施工现场，但失去工作性而无法泵送施工的废弃混凝土；
(3)运输到施工现场，发现送错料或客户要错料而必须返回生产厂家的混凝土；
(4)混凝土生产厂家实验室试验产生的废弃混凝土；
(5)混凝土生产厂家抽样检测混凝土质量的废弃混凝土；
(6)混凝土生产厂家生产时的漏料；
(7)与混凝土相关的工程检测中心及研究院用于检测及研发目的产生的废弃混凝土；
(8)管桩、管片、预制构件混凝土制品生产厂产生的混凝土余废料；
(9)其它含有可回收骨料的混凝土及水泥拌合物。
10.一种混凝土的制备方法，其特征在于，将权利要求1～9任一项所述混凝土余废料处理工艺制备得到的余废料混凝土骨料，作为粗骨料取代天然石子，回收应用，制备混凝土；所述粗骨料取代天然石子的取代率为0～50％。
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