CN111268931A - 一种再生骨料的制备方法及干混砂浆 - Google Patents

一种再生骨料的制备方法及干混砂浆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种再生骨料制备方法，包括以下步骤：将建筑垃圾进行反复破碎细化，筛选得到直径小于30mm的颗粒物；将颗粒物投入涡电流分选机和磁力分选机，剔除金属颗粒物，分选得到粗骨料；将粗骨料破碎细化至直径为0.5～5mm的细骨料；细骨料与经酒精稀释的偶联剂充分搅拌混合，待酒精完全挥发后，得到表面偶联处理的细骨料；将表面偶联处理的细骨料，与经清水溶解的聚乙二醇充分搅拌混合，加热干燥，得到再生骨料。本发明还涉及一种干混砂浆及其制备方法。本发明利用建筑垃圾，变废为宝；发展循环经济，实现建筑砂浆的可持续发展。

Description

一种再生骨料的制备方法及干混砂浆
技术领域
本发明属于固体废物处理领域，具体涉及一种再生骨料的制备方法及干混砂浆。
背景技术
随着社会的进步，建筑工程的拆迁和施工过程中产生的建筑垃圾正大幅度增加。建筑垃圾主要由渣土、废旧混凝土、废旧砖石、碎石块、砖瓦碎块、废砂浆、泥浆、沥青块、废塑料、废金属、废竹木、废玻璃等等物质组成，成分复杂，分选回收难度大且经济价值低，目前多以填埋方式处理。
随着建筑垃圾的日益增加，填埋场的压力亦日益剧增。目前出现利用建筑垃圾制备预拌干混砂浆。现有技术中建筑垃圾的回收再利用技术，基本需要经过前期繁复的分选；即把非混凝土类的固体废弃物分离后才能做成再生骨料。建筑垃圾的回收率低，且前期工序复杂和费用高，经济价值低。且由于建筑垃圾的成分复杂多样，存在大量的竹木、塑料、泡沫、粘合剂等有机材料，与水泥、砂石等无机材料难以结合，导致制备出来的砂浆存在黏合强度低、抗压强度差，结构松散等问题，影响使用。
因此，迫切需要提供一种能够利用建筑垃圾制备再生骨料的方法和性能优异的预拌干混砂浆。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的再生骨料的制备方法，以及包含该方法制备得到的再生骨料的干混砂浆。
第一方面，本申请提供一种再生骨料的制备方法。
所述方法包括以下步骤：
S1、将建筑垃圾进行反复破碎细化，筛选得到直径小于30mm的颗粒物；
S2、将颗粒物投入涡电流分选机和强磁分选机，剔除金属颗粒物，分选得到粗骨料；将粗骨料破碎细化至直径为0.5～5mm的细骨料；
S3、细骨料与经酒精稀释的偶联剂充分搅拌混合，待酒精完全挥发后，得到表面偶联处理的细骨料；
S4、将表面偶联处理的细骨料，与经清水溶解的聚乙二醇充分搅拌混合，加热干燥，得到再生骨料。
所述颗粒物投入涡电流分选机和强磁分选机后，可分离得到有色金属、钢、铁等金属物质，高价值的金属物质可进行分类回收。
可选地，所述建筑垃圾为建筑渣土、废旧混凝土、废旧砖石、碎石块、砖瓦碎块、废砂浆、泥浆、沥青块、废塑料、废金属、废竹木、废玻璃的一种或多种。
可选地，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β -甲氧乙氧基)硅烷中的一种或多种。
可选地，所述偶联剂的添加量与所述废塑料、废竹木和废玻璃质量总和配比为3～5:100。
可选地，所述聚乙二醇为聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000中的一种或多种。
聚乙二醇根据分子量的大小不同，在常温下的形态不一样。本申请选用的是分子量在2000～6000之间的聚乙二醇，常温下呈固态；易溶于75～85℃温度下的水溶液。硅酸盐水泥与水作用时虽然会放热，但体系温度在50℃以下，因此不会导致聚乙二醇完全溶解而脱离载体再生骨料的表面。随着分子量的降低，聚乙二醇的吸湿能力会相应增高；当聚乙二醇分子量低于2000时，聚乙二醇吸湿，容易导致凝结后的混凝土出现渗水的不良现象。随着分子量的增高，聚乙二醇水溶性相应降低；当聚乙二醇分子量高于 8000时，由于聚乙二醇难溶于水而无法均匀分散，导致聚乙二醇无法均匀附着于载体表面，载体表面的活化程度降低。
可选地，所述聚乙二醇添加量与所述表面偶联处理的细骨料的质量配比为3～ 5:100。
本申请第一方面具有以下有益效果：
1、利用材料表面改性技术，对建筑垃圾中各种材料进行表面改性。在各种材料表面覆盖一层均一的高分子官能团，让建筑垃圾中的各种材料均参与水泥的凝结硬化反应；使各种材料与水泥高度粘合，从而使利用建筑垃圾制备得到的干混砂浆的强度大大提升。
2、节省繁复的前期分选，除金属外的建筑垃圾都可在经过处理后直接作为骨料使用，具有高效的经济和社会效益。
第二方面，本申请提供一种干混砂浆。
所述干混砂浆，成分包含如第一方面所述方法制备得到的再生骨料、硅酸盐水泥和水泥改性剂。
可选地，所述再生骨料、硅酸盐水泥和水泥改性剂的质量配比为65～80:15～30:5。
可选地，所述水泥改性剂为混凝土保水增稠剂、减水剂和碱性激发剂。
第三方面，本申请提供一种干混砂浆的制备方法。
一种干混砂浆的制备方法，包括以下步骤：
1)按照上述质量配比称取如第一方面所述方法制备得到的再生骨料、硅酸盐水泥和水泥改性剂，混合得到混合物；
2)将上述混合物加热搅拌均匀，静止冷却后进行真空包装，得到干混砂浆。
上述干混砂浆真空包装处理后，可避免产品吸潮。同时，真空包装结实，砂浆在包装袋内无法移动，避免物料因密度差异在运输过程出现重力分离的现象，影响产品质量。
本申请第三方面具有以下有益效果：
1、预拌干混砂浆成本低廉，在施工作业时只需按要求加水搅拌均匀即可使用，具有粘结强度高、抗冻耐久性好、保温性好、和易性好、干缩率低、导热率低、环保无毒等优点。
2、可大幅度降低我国目前大规模工程建设中的水泥和砂石用量，节约矿物资源、能源，保护生态环境。利用建筑垃圾，变废为宝；发展循环经济，实现建筑砂浆的可持续发展。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明进行进一步描述。本领域技术人员应当知晓，实施例仅用于说明本发明，不用于限制本发明的范围。
以下实施例中的砂浆强度检测，按如下方法测定：
取实施例中得到的砂浆产品，加水搅拌后，制成70.7mm的立方体测试块；在标准养护条件【温度(20±2)℃、相对湿度为95％以上】，用标准试验方法测得28d龄期的抗压强度值(标准依据：《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002))。
实施例1
一、再生骨料的制备
S1、将建筑垃圾进行反复破碎细化，筛选得到直径小于30mm的颗粒物；
S2、将颗粒物投入涡电流分选机和强磁分选机，剔除金属颗粒物，分选得到粗骨料；粗骨料破碎细化至直径为0.5～5mm的细骨料，其中废塑料、废竹木和废玻璃质量总和占细骨料质量的20％；
S3、细骨料与经酒精稀释的偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷充分搅拌混合，其中偶联剂的添加量为细骨料质量的0.8％；待酒精完全挥发后，得到表面偶联处理的细骨料；
S4、表面偶联处理的细骨料与经清水溶解的聚乙二醇4000充分搅拌混合，其中聚乙二醇4000的添加量与上述表面偶联处理的细骨料质量配比为4：100；加热干燥后，得到再生骨料。
二、预拌干混砂浆的制备
按照质量配比为80:15:5称取上述制备的再生骨料、硅酸盐水泥、水泥改性剂，混合后加热搅拌均匀，冷却得到干混砂浆。
本实施例所得到的砂浆，其强度检测数据见表1(单位为MPa)。
实施例2
一、再生骨料的制备
S1、将建筑垃圾进行反复破碎细化，过筛筛选得到直径小于30mm的颗粒物；
S2、将颗粒物投入涡电流分选机和强磁分选机，剔除金属颗粒物，分选得到粗骨料；粗骨料破碎细化至直径为0.5～5mm的细骨料，其中废塑料、废竹木和废玻璃质量总和占细骨料质量的15％；
S3、细骨料与经酒精稀释的偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷充分搅拌混合，其中偶联剂的添加量为细骨料质量的0.45％；待酒精完全挥发后，得到表面偶联处理的细骨料；
S4、表面偶联处理的细骨料与经清水溶解的聚乙二醇2000充分搅拌混合，其中聚乙二醇2000的添加量与上述表面偶联处理的细骨料质量配比为5：100；加热干燥后，得到再生骨料。
二、预拌干混砂浆的制备
按照质量配比为65:30:5称取上述制备的再生骨料、硅酸盐水泥、水泥改性剂，混合后加热搅拌均匀，冷却得到干混砂浆。
本实施例所得到的砂浆，其强度检测数据见表1(单位为MPa)。
实施例3
一、再生骨料的制备
S1、将建筑垃圾进行反复破碎细化，过筛筛选得到直径小于30mm的颗粒物；
S2、将颗粒物投入涡电流分选机和强磁分选机，剔除金属颗粒物，分选得到粗骨料；粗骨料破碎细化至直径为0.5～5mm的细骨料，其中废塑料、废竹木和废玻璃质量总和占细骨料质量的25％；
S3、细骨料与经酒精稀释的偶联剂乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷充分搅拌混合，其中偶联剂的添加量为细骨料质量的1.25％；待酒精完全挥发后，得到表面偶联处理的细骨料；
S4、表面偶联处理的细骨料与经清水溶解的聚乙二醇6000充分搅拌混合，其中聚乙二醇6000的添加量与上述表面偶联处理的细骨料质量配比为3：100；加热干燥后，得到再生骨料。
二、预拌干混砂浆的制备
按照质量配比为70:25:5称取上述制备的再生骨料，与硅酸盐水泥、水泥改性剂，混合后加热搅拌均匀，冷却得到干混砂浆。
本实施例所得到的砂浆，其强度检测数据见表1(单位为MPa)。
对比例1
S1、将建筑垃圾进行反复破碎细化，过筛筛选得到直径小于30mm的颗粒物；
S2、将颗粒物投入涡电流分选机和强磁分选机，剔除金属颗粒物，分选得到粗骨料；粗骨料破碎细化至直径为0.5～5mm的细骨料，其中废塑料、废竹木和废玻璃质量总和占细骨料质量的20％；
S3、细骨料与经酒精稀释的偶联剂三异硬脂酰基钛酸异丙酯充分搅拌混合，其中偶联剂的添加量为细骨料质量的0.8％；待酒精完全挥发后，得到表面偶联处理的细骨料；
S4、表面偶联处理的细骨料与经清水溶解的聚乙二醇4000充分搅拌混合，其中聚乙二醇4000的添加量与上述表面偶联处理的细骨料质量配比为4：100；加热干燥后，得到再生骨料。
S5、按照质量配比为80:15:5称取上述再生骨料与硅酸盐水泥、水泥改性剂，混合后加热搅拌均匀，冷却得到干混砂浆。
对比例1所得到的砂浆，其强度检测数据见表1(单位为MPa)。
对比例2
S1、将建筑垃圾进行反复破碎细化，过筛筛选得到直径小于30mm的颗粒物；
S2、将颗粒物投入涡电流分选机和强磁分选机，剔除金属颗粒物，分选得到粗骨料；粗骨料破碎细化至直径为0.5～5mm的细骨料，其中废塑料、废竹木和废玻璃质量总和占细骨料质量的15％；
S3、细骨料与经酒精稀释的偶联剂三异硬脂酰基钛酸异丙酯充分搅拌混合，其中偶联剂的添加量为细骨料质量的0.45％；待酒精完全挥发后，得到表面偶联处理的细骨料；
S4、表面偶联处理的细骨料与经清水溶解的聚乙二醇2000充分搅拌混合，其中聚乙二醇2000的添加量与上述表面偶联处理的细骨料质量配比为5：100；加热干燥后，得到再生骨料。
S5、按照质量配比为65:30:5称取上述再生骨料与硅酸盐水泥、水泥改性剂，混合后加热搅拌均匀，冷却得到干混砂浆。
对比例2所得到的砂浆，其强度检测数据见表1(单位为MPa)。
对比例3
S1、将建筑垃圾进行反复破碎细化，过筛筛选得到直径小于30mm的颗粒物；
S2、将颗粒物投入涡电流分选机和强磁分选机，剔除金属颗粒物，分选得到粗骨料；粗骨料破碎细化至直径为0.5～5mm的细骨料，其中废塑料、废竹木和废玻璃质量总和占细骨料质量的25％；
S3、细骨料与经酒精稀释的偶联剂三异硬脂酰基钛酸异丙酯充分搅拌混合，其中偶联剂的添加量为细骨料质量的1.25％；待酒精完全挥发后，得到表面偶联处理的细骨料；
S4、表面偶联处理的细骨料与经清水溶解的聚乙二醇6000充分搅拌混合，其中聚乙二醇6000的添加量与上述表面偶联处理的细骨料质量配比为3：100；加热干燥后，得到再生骨料。
S5、按照质量配比为70:25:5称取上述再生骨料与硅酸盐水泥、水泥改性剂，混合后加热搅拌均匀，冷却得到干混砂浆。
对比例3所得到的砂浆，其强度检测数据见表1(单位为MPa)。
实施例1至3和对比例1至3的强度检测数据见表1(单位为MPa)
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
28d抗压强度 3.6～3.8 6.7～6.8 4.9～5.0 2.2～2.4 4.5～4.6 3.1～3.2
28d抗压强度 0.6～0.7 1.8～1.9 1.0～1.1 0.3～0.4 1.1～1.2 0.5～0.6
在相同条件下，实施例1、2、3得到的干混砂浆的强度分别较对比例1、2、3得到的干混砂浆强度优。
以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种再生骨料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将建筑垃圾进行反复破碎细化，筛选得到直径小于30mm的颗粒物；
S2、将颗粒物投入涡电流分选机和磁力分选机，剔除金属颗粒物，分选得到粗骨料；将粗骨料破碎细化至直径为0.5～5mm的细骨料；
S3、细骨料与经酒精稀释的偶联剂充分搅拌混合，待酒精完全挥发后，得到表面偶联处理的细骨料；
S4、将表面偶联处理的细骨料，与经清水溶解的聚乙二醇充分搅拌混合，加热干燥，得到再生骨料。
2.根据权利要求1所述的一种再生骨料的制备方法，其特征在于，所述建筑垃圾为建筑渣土、废旧混凝土、废旧砖石、碎石块、砖瓦碎块、废砂浆、泥浆、沥青块、废塑料、废金属、废竹木、废玻璃的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种再生骨料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种再生骨料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂的添加量与所述废塑料、废竹木和废玻璃质量总和配比为3～5:100。
5.根据权利要求1所述的一种再生骨料的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种再生骨料的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇添加量与所述表面偶联处理的细骨料的质量配比为3～5:100。
7.一种干混砂浆，其特征在于，成分包含如权利要求1～6任一项所述方法制备的再生骨料、硅酸盐水泥和水泥改性剂。
8.根据权利要求7所述的一种干混砂浆，其特征在于，再生骨料、硅酸盐水泥和水泥改性剂的质量配比为65～80:15～30:5。
9.根据权利要求8所述的一种干混砂浆，其特征在于，所述水泥改性剂为混凝土保水增稠剂、减水剂和碱性激发剂。
10.一种如权利要求8或9所述的干混砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)称取再生骨料、硅酸盐水泥和水泥改性剂，混合得到混合物；
2)将上述混合物加热搅拌均匀，静止冷却后进行真空包装，得到干混砂浆。
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