CN111763026A - 一种再生混凝土骨料的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种再生混凝土骨料的制备工艺，涉及混凝土技术领域。该制备工艺包括以下步骤：S1，预处理，对收集回来的混凝土块进行锤击，并除去其中的钢筋和各种杂质；S2，破碎处理，对预处理后的混凝土块分别进行初步破碎处理和再次破碎处理；S3，筛分处理，对破碎处理后的混凝土块进行筛分，得到复合粒径要求的再生混凝土骨料颗粒；S4，分级处理，对筛分处理后得到的再生混凝土骨料颗粒进行风力分级处理，以除去粒径较小的微粉。采用本申请的再生混凝土骨料的制备工艺，能够提高再生混凝土骨料的品质，大幅度提高废弃混凝土的回收率，经济性高，操作方便。

Description

一种再生混凝土骨料的制备工艺
技术领域
本申请涉及混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种再生混凝土骨料的制备工艺。
背景技术
随着社会的发展，各类建筑物及建筑工程越来越多，混凝土构件广泛应用于杆塔结构、工业厂房与民用建筑的柱和基础桩中。而随着城市的改造，造成城市中大量废弃建筑物形成建筑垃圾，这些建筑垃圾的处理不仅需要大面积的堆场，而且还花费大量的人力物力。随着建筑科学的发展，有效利用建筑垃圾成为一个新的课题。
目前国内外的废弃混凝土再生骨料过程和天然碎石骨料的制造过程相似，仅仅把不同的破碎天然石料的破碎、筛分、输送等设备尽可能合理地组合在一起，以及在适当环节上设置人工或机械设备去除杂质。但是废弃混凝土与天然碎石骨料之间存在诸多不同，废弃混凝土中含有较多杂质，包括钢筋、固化的水泥块等，采用天然碎石骨料的生产方式来生产废弃的混凝土再生骨料显然存在很多不足，再生混凝土骨料的质量与天然骨料之间存在较大差异。
因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术生产的再生混凝土骨料的质量低的问题，本申请的目的在于提供一种再生混凝土骨料的制备工艺，其能够提高再生混凝土骨料的品质，大幅度提高废弃混凝土的回收率，经济性高，操作方便。
为实现上述目的，本申请提供了如下技术方案：
一种再生混凝土骨料的制备工艺，包括以下步骤：
S1，预处理，对收集回来的混凝土块进行锤击，并除去其中的钢筋和各种杂质；
S2，破碎处理，对预处理后的混凝土块分别进行初步破碎处理和再次破碎处理；
S3，筛分处理，对破碎处理后的混凝土块进行筛分，得到复合粒径要求的再生混凝土骨料颗粒；
S4，分级处理，对筛分处理后得到的再生混凝土骨料颗粒进行风力分级处理，以除去粒径较小的微粉。
通过采用上述技术方案，采用本申请的制备工艺，首先对回收来的废弃混凝土块进行锤击，目的是得到混凝土碎块和除去其中的钢筋和杂质；然后对混凝土碎块进行直接破碎处理，并用组合式的破碎方式，使得混凝土块快速破碎并达到要求；然后将破碎好的骨料颗粒进行筛分处理，以得到符合要求的不同粒径颗粒；最后对筛分后的再生混凝土骨料颗粒进行风力分级处理，以分离出粒径较小的微粉。采用本申请的再生混凝土骨料的制备工艺，能够提高再生混凝土骨料的品质，大幅度提高废弃混凝土的回收率，经济性高，操作方便。
进一步优选为，所述破碎处理后还设置有强化处理，具体步骤为：
a，将再生混凝土骨料颗粒倒入酸洗池中，浸泡15-20min后捞出，并采用工业用水清洗，洗去骨料表面酸液，然后沥干4-8h；
b，将1％PVA溶液用工业用水稀释2-3倍，将沥干后的再生混凝土骨料颗粒倒入稀释的PVA溶液中，浸泡45-50h后捞出，并于50-60℃下烘干，即得。
通过采用上述技术方案，通过机械破碎得到的再生骨料表面包裹有部分废旧砂浆：附着水泥浆会直接影响再生骨料的物理力学性能，如造成再生骨料的强度低、吸水率高、密度低、表面粗糙等。通过酸液浸泡，水泥浆中氧化钙、氧化铝和氧化铁等成分都能与酸发生中和反应，从而有效去除骨料表面的水泥浆，提高骨料的品质。
由于再生骨料在破碎加工过程中不断受到碰撞、挤压和研磨等，导致骨料内部产生大量的微裂纹，造成故里哦啊自身孔隙率大、吸水率大、堆积密度小、堆积孔隙率大，性能明显劣于天然骨料。通过PVA聚合物溶液浸泡，其有良好的黏附性并可以在较快的时间内固化成型，将骨料浸渍其中，能够在填充骨料裂缝和微细孔的同时在骨料表面形成一层致密的薄膜，从而可以减小骨料的孔隙率，降低吸水性，提高骨料的物理力学性能。
相比骨料在破碎前强化，本申请先对混凝土块进行破碎，然后对破碎后的骨料颗粒进行强化处理，使得骨料颗粒的表面强化度高，力学性能更好，吸水率更低。
进一步优选为，步骤S3中，所述再生混凝土骨料颗粒的粒径分别为＜5mm、5-25mm、25-40mm。
进一步优选为，步骤S5中，所述微粉的粒径＜0.16mm。
通过采用上述技术方案，本申请得到的再生混凝土骨料颗粒粒径为0.16-5mm、5-20mm和20-50mm三种，根据《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ 52-92)和《普通混凝土用碎石后卵石质量标准及检验方法》(JGJ53-92)，再生混凝土骨料的粒径在0.16-5mm之间为再生细骨料，粒径大于5mm的颗粒为再生粗骨料。
进一步优选为，步骤S1中，所述钢筋由磁性设备除去，非铁质杂质由分离台除去。
通过采用上述技术方案，采用磁性设备和分离台除去钢筋和其他杂质，以替代人工操作，不仅更加安全且更高效。
进一步优选为，所述初步破碎处理采用颚式破碎机进行破碎处理，所述再次破碎处理采用圆锥式破碎机进行破碎处理。
通过采用上述技术方案，颚式破碎机可对大粒径的混凝土块进行初步的破碎，使其破碎成粒径相对较小的混凝土块，圆锥式破碎机对破碎后的混凝土块进一步破碎，使其进一步破碎成较小颗粒，采用这种组合式破碎方式，工作效率高，破碎产品质量高符合要求。
进一步优选为，所述筛分处理采用双筛网振动筛进行筛分处理，所述双筛网振动筛的振幅为5-10mm，频率为400-500次/min。
通过采用上述技术方案，采用双筛网振动筛将破碎后的再生混凝土骨料颗粒筛分成三种不同粒径的骨料，工作效率高。
综上所述，与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
(1)采用本申请的再生混凝土骨料的制备工艺，能够提高再生混凝土骨料的品质，大幅度提高废弃混凝土的回收率，经济性高，操作方便；
(2)本申请对再生混凝土骨料进行强化处理，有效去除骨料表面的水泥浆，减小骨料的孔隙率，降低吸水率，提高骨料的物理力学性能；
(3)本申请对骨料强化是在混凝土块破碎之后，可避免先强化再粉碎，导致强化性能下降的问题，使得骨料颗粒的表面强化度高，力学性能更好，吸水率更低。
附图说明
图1为实施例1中再生混凝土骨料的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请进行详细描述。
本申请中所用颚式破碎机的型号为PE400*500，最小进料粒径为350mm，出料粒径设定为50mm，处理能力50t/h，功率30kw。
本申请所用圆锥式破碎机的型号为PYS36D，进料粒径50mm，出料粒径40mm，处理能力60t/h，功率75kw。
本申请所用的双筛网振动筛的振幅为5-10mm，频率为400-500次/min。
实施例1：一种再生混凝土骨料的制备工艺，如图1所示，具体步骤如下：
S1，预处理，对收集回来的混凝土块进行锤击，切割混凝土块中的钢筋，采用电磁铁去除钢筋杂质，采用分离台去除木块、塑料等杂质；
S2，破碎处理，分别采用颚式破碎机和圆锥式破碎机对预处理后的混凝土块进行初步破碎处理和再次破碎处理；
S3，筛分处理，采用双筛网振动筛对破碎处理后的混凝土块进行筛分，得到粒径分别为＜5mm、5-25mm、25-40mm的再生混凝土骨料颗粒；
S4，分级处理，对粒径＜5mm的再生混凝土骨料颗粒进行风力分级处理，以除去粒径＜0.16mm的微粉。
实施例2：一种再生混凝土骨料的制备工艺，具体步骤如下：
S1，预处理，对收集回来的混凝土块进行锤击，切割混凝土块中的钢筋，采用电磁铁去除钢筋杂质，采用分离台去除木块、塑料等杂质；
S2，破碎处理，分别采用颚式破碎机和圆锥式破碎机对预处理后的混凝土块进行初步破碎处理和再次破碎处理；
S3，强化处理，
a，将再生混凝土骨料颗粒倒入含有醋酸酸洗池中，醋酸浓度为1mol/L，浸泡15min后捞出，并采用工业用水，即自来水进行冲洗，洗去骨料表面酸液，然后沥干4h；
b，将1％PVA溶液用自来水稀释2倍，将沥干后的再生混凝土骨料颗粒倒入稀释的PVA溶液中，浸泡45h后捞出，并于50℃下烘干，即得。
S4，筛分处理，采用双筛网振动筛对强化处理后的混凝土块进行筛分，得到粒径分别为＜5mm、5-25mm、25-40mm的再生混凝土骨料颗粒；
S5，分级处理，对粒径＜5mm的再生混凝土骨料颗粒进行风力分级处理，以除去粒径＜0.16mm的微粉。
实施例3：一种再生混凝土骨料的制备工艺，具体步骤如下：
S1，预处理，对收集回来的混凝土块进行锤击，切割混凝土块中的钢筋，采用电磁铁去除钢筋杂质，采用分离台去除木块、塑料等杂质；
S2，破碎处理，分别采用颚式破碎机和圆锥式破碎机对预处理后的混凝土块进行初步破碎处理和再次破碎处理；
S3，强化处理，
a，将再生混凝土骨料颗粒倒入含有醋酸酸洗池中，醋酸浓度为0.8mol/L，浸泡20min后捞出，并采用工业用水，即自来水进行冲洗，洗去骨料表面酸液，然后沥干8h；
b，将1％PVA溶液用自来水稀释3倍，将沥干后的再生混凝土骨料颗粒倒入稀释的PVA溶液中，浸泡50h后捞出，并于60℃下烘干，即得。
S4，筛分处理，采用双筛网振动筛对强化处理后的混凝土块进行筛分，得到粒径分别为＜5mm、5-25mm、25-40mm的再生混凝土骨料颗粒；
S5，分级处理，对粒径＜5mm的再生混凝土骨料颗粒进行风力分级处理，以除去粒径＜0.16mm的微粉。
实施例4：一种再生混凝土骨料的制备工艺，具体步骤如下：
S1，预处理，对收集回来的混凝土块进行锤击，切割混凝土块中的钢筋，采用电磁铁去除钢筋杂质，采用分离台去除木块、塑料等杂质；
S2，破碎处理，分别采用颚式破碎机和圆锥式破碎机对预处理后的混凝土块进行初步破碎处理和再次破碎处理；
S3，强化处理，
a，将再生混凝土骨料颗粒倒入含有醋酸酸洗池中，醋酸浓度为1mol/L，浸泡15min后捞出再放入碱液中浸泡10min，碱液为8％质量分数浓度的氢氧化钠溶液，并采用工业用水，即自来水进行冲洗，洗去骨料表面碱液，然后沥干4h；
b，将1％PVA溶液用自来水稀释2倍，将沥干后的再生混凝土骨料颗粒倒入稀释的PVA溶液中，浸泡45h后捞出，并于50℃下烘干，即得。
S4，筛分处理，采用双筛网振动筛对强化处理后的混凝土块进行筛分，得到粒径分别为＜5mm、5-25mm、25-40mm的再生混凝土骨料颗粒；
S5，分级处理，对粒径＜5mm的再生混凝土骨料颗粒进行风力分级处理，以除去粒径＜0.16mm的微粉。
对比例1：一种再生混凝土骨料的制备工艺，与实施例2的不同之处在于，强化处理设置在破碎处理之前。
对比例2：一种再生混凝土骨料的制备工艺，与实施例2的不同之处在于，强化处理中仅设置酸液浸泡，未设置PVA溶液浸泡。
对比例3：一种再生混凝土骨料的制备工艺，与实施例2的不同之处在于，强化处理中仅设置PVA溶液浸泡，未设置酸液浸泡。
性能测试
分别对采用实施例1-4中制备工艺得到的粗骨料进行吸水率测试。并且按照GB14902-2003《预拌混凝土标准》，分别采用实施例1-4中得到的再生混凝土骨料拌和混凝土并测试其性能，测试结果计入表1中。
由表1中测试数据可以看出，采用强化处理后的再生混凝土骨料，其吸水率、表观密度、拌和性能和强度均有明显改善。对比例1中强化处理设置在破碎处理之前，得到的再生混凝土骨料性能虽然有所改善，但改善程度较差于实施例2-4；对比例2-3由于仅设置了部分强化步骤，得到再生混凝土骨料的性能改善也有所局限。综上所述，采用本申请的制备工艺得到的再生混凝土骨料，其吸水率、工作性和强度等品质较高，且本申请所采用的制备工艺，操作方便、经济性高，适合大规模化生产。
表1性能测试结果
Figure BDA0002579874560000061
以上所述仅是本申请的优选实施方式，本申请的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本申请思路下的技术方案均属于本申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种再生混凝土骨料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1，预处理，对收集回来的混凝土块进行锤击，并除去其中的钢筋和各种杂质；
S2，破碎处理，对预处理后的混凝土块分别进行初步破碎处理和再次破碎处理；
S3，筛分处理，对破碎处理后的混凝土块进行筛分，得到复合粒径要求的再生混凝土骨料颗粒；
S4，分级处理，对筛分处理后得到的再生混凝土骨料颗粒进行风力分级处理，以除去粒径较小的微粉。
2.根据权利要求1所述的再生混凝土骨料的制备工艺，其特征在于，所述破碎处理后还设置有强化处理，具体步骤为：
a，将再生混凝土骨料颗粒倒入酸洗池中，浸泡15-20min后捞出，并采用工业用水清洗，洗去骨料表面酸液，然后沥干4-8h；
b，将1%PVA溶液用工业用水稀释2-3倍，将沥干后的再生混凝土骨料颗粒倒入稀释的PVA溶液中，浸泡45-50h后捞出，并于50-60℃下烘干，即得。
3.根据权利要求1所述的再生混凝土骨料的制备工艺，其特征在于，步骤S3中，所述再生混凝土骨料颗粒的粒径分别为＜5mm、5-25mm、25-40mm。
4.根据权利要求1所述的再生混凝土骨料的制备工艺，其特征在于，步骤S5中，所述微粉的粒径＜0.16mm。
5.根据权利要求1所述的再生混凝土骨料的制备工艺，其特征在于，步骤S1中，所述钢筋由磁性设备除去，非铁质杂质由分离台除去。
6.根据权利要求1所述的再生混凝土骨料的制备工艺，其特征在于，所述初步破碎处理采用颚式破碎机进行破碎处理，所述再次破碎处理采用圆锥式破碎机进行破碎处理。
7.根据权利要求1所述的再生混凝土骨料的制备工艺，其特征在于，所述筛分处理采用双筛网振动筛进行筛分处理，所述双筛网振动筛的振幅为5-10mm，频率为400-500次/min。
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