CN114315199A - 一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法，包括以下步骤：再生粗骨料的选择；再生粗骨料微生物矿化沉积强化步骤；再生粗骨料化学浆液强化步骤，本方案将物理强化、微生物矿化及化学强化三者结合，以物理强化降低颗粒表面的砂浆，之后以微生物矿化填充微裂缝，以化学浆液填充稍大的裂缝，从而提升再生粗骨料的性能，实现建筑垃圾的大规模资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法。
背景技术
在我国，建筑垃圾再生骨料主要用于取代天然骨料来配制普通混凝土或普通砂浆，或者作为原材料用于生产非烧结砌块或非烧结砖。采用建筑垃圾再生骨料部分取代或全部取代天然骨料配制混凝土和砂浆已经在很多国外的工程中得以成功应用，有些国外商品混凝土搅拌站已经专设储存库将建筑垃圾再生骨料作为一种原材料。利用建筑垃圾再生骨料生产非烧结砌块和非烧结砖能够消纳更多的建筑垃圾，是目前我国建筑垃圾资源化利用的重要途径，全国已经拥有数十条生产线，相关产品已经广泛用于各类建筑工程。
但目前国内对建筑垃圾再生骨料的性能改变经验不足，工艺水平与国外尚有差距，鉴于建筑垃圾性能有别于天然骨料，常规而言一般通常物理强化、化学强化等工艺对其进行强化处理，改善性能后再用于混凝土等的制备，各种强化工艺单独应用的较多，对建筑垃圾形成的再生骨料性能改变不足以满足需求，需改进。
发明内容
为解决上述至少一个技术缺陷，本发明提供了如下技术方案：
本申请文件公开一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法，包括以下步骤：
再生粗骨料的选择：将建筑垃圾破碎、分选、筛分得到6-40mm范围的颗粒，在加热研磨后筛选出4-20mm的颗粒为再生粗骨料；
再生粗骨料微生物矿化沉积强化步骤：将再生粗骨料浸入微生物胶结液中，时间40-70h；
再生粗骨料化学浆液强化步骤：将再生骨料自微生物胶结液中捞出并浸入化学浆液中，时间10-15h，之后捞出来干燥，以质量计，化学浆液包括水泥600-700份、粉煤灰150-200份、稻壳灰40-60份、偏高岭土70-90份、碳化硅0.2-0.5份、水1000-1200份。
本方案将物理强化、微生物矿化及化学强化三者结合，以物理强化降低颗粒表面的砂浆，之后以微生物矿化填充微裂缝，以化学浆液填充稍大的裂缝，从而提升再生粗骨料的性能，实现建筑垃圾的大规模资源化利用。
进一步，所述再生粗骨料为筛分得到的4-20mm连续粒级的颗粒，且砼质颗粒比例≥82％，压碎指标＜14％，吸水率＜5.0％。
进一步，所述微生物胶结液包括尿素溶液、氯化钙溶液、菌液，其中氯化钙溶液、氯化钙溶液、菌液的体积比55-62：50-56：800-900，其中尿素溶液的浓度3.0-3.5mo l/L，氯化钙溶液的浓度3.3-3.8mo l/L，菌液的OD600值0.30-0.40。
进一步，所述尿素溶液、氯化钙、菌液的体积比为58:55:860，尿素的浓度3.4mo l/L，氯化钙溶液的浓度3.5mo l/L，菌液的OD600值0.35-0.38。
进一步，所述菌液内为巴氏芽孢八叠球菌，将菌种接种至培养基中扩繁培养，之后以水稀释至OD600值形成菌液。
进一步，所述稻壳灰、偏高岭土均在550-650℃温度下，以球磨装置球磨20-40min。
进一步，所述化学浆液包括水泥680份、粉煤灰160份、稻壳灰45份、偏高岭土85份、碳化硅0.5份、水1000-1200份。
进一步，加热研磨参数：加热温度300-350℃，研磨时间40-60min。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明改进方案，将多种强化方案结合以提升再生骨料的性能，实现建筑垃圾的再生利用，提高资源利用率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
以常规的破碎、分选及筛分的方法处理建筑垃圾，筛分出6-40mm连续粒径范围的颗粒，颗粒内砼质颗粒的含量≥82％，且压碎指标＜14％，吸水率＜5.0％，将上述颗粒投入到充填型加热装置内，将300-350℃的热风加热60min使其脱水、脆化，之后加入双重圆筒形磨机内，受到钢球研磨体的冲击与研磨作用后，粗骨料由内筒排出，水泥砂浆部分从外筒排出，一次研磨处理后的物料(粗骨料和水泥砂浆)一同进入到二次研磨装置中。二次研磨装置是以回收的粗骨料作研磨体对水泥砂浆部分进行再次研磨，总的研磨时间40-60min。最后通过振动筛和风选工艺，对粗骨料、细骨料以及副产品(微粉或粉体)进行分级处理，得到的4-20mm连续粒级的颗粒为再生粗骨料。
以下实施例中筛分出6-40mm连续粒径范围的颗粒的各项性能指标如表1所示：
表1
以下实施例中采用冀东PO42.5水泥；粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，表观密度为2.31g/cm3；稻壳灰以15℃/min的升温速率加热至600℃，保温2h，以球磨机球磨30min，偏高岭土以10℃/min的升温速率加热到650℃，保温2h，以球磨机球磨30min；碳化硅为绿碳化硅，粒度范围为500～600目。
以下实施例中，菌液的配置：将巴氏芽孢八叠球菌接种至常见的CASOAGAR+20g/L尿素培养基中，以常规条件进行扩繁培养，之后以水稀释至OD600值0.35左右，备用。
一、粗骨料的制备
实施例1
一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法，包括以下步骤：
第一、再生粗骨料的选择：将建筑垃圾破碎、分选、筛分得到6-40mm范围，表1性质的颗粒，之后以300℃热风加热60min，研磨60min后筛选出4-20mm连续级配的颗粒为再生粗骨料。
第二、再生粗骨料微生物矿化沉积强化步骤：尿素溶液、氯化钙、菌液的体积比58:55:860混合制备微生物胶结液，尿素的浓度3.4mo l/L，氯化钙溶液的浓度3.5mo l/L，标注OD600值0.38的菌液，将再生粗骨料浸入微生物胶结液中，再生粗骨料与微生物胶结液的质量比为1:3，浸没时间60h。
第三、再生粗骨料化学浆液强化步骤：将再生粗骨料自微生物胶结液中捞出后、浸入化学浆液中，时间12h，之后捞出来晾干即可，化学浆液包括水泥680份、粉煤灰160份、稻壳灰45份、偏高岭土85份、碳化硅0.5份、水1000份，化学浆液与再生粗骨料的质量比为4:1。
实施例2
与实施例1相比，区别在于：化学浆液包括水泥600份、粉煤灰200份、稻壳灰45份、偏高岭土80份、碳化硅0.4份、水1100份。尿素溶液、氯化钙、菌液的体积比60:52:880混合制备微生物胶结液。
实施例3
与实施例1相比，区别在于：化学浆液包括水泥700份、粉煤灰160份、稻壳灰55份、偏高岭土72份、碳化硅0.4份、水1100份。尿素溶液、氯化钙、菌液的体积比60:56:900混合制备微生物胶结液。
二、混凝土的制备
以下实施例中，天然石灰石粒径为5-20mm，连续级配。河沙粒径为0.16-5.00mm，细度模数为2.48，表观密度为2.56g/cm3。减水剂为聚羧酸高性能减水剂，固体含量40％，减水率为35％。
混凝土的配方如下表所示：
表2
按照上述表2所述的配方制备混凝土，其中粗骨料为上述实施例1-3的制备组标注混凝土1、混凝土2、混凝土3，并以天然石灰石为粗骨料作为对照组。
三、检测
上述实施例1-3制备的再生古老天然石灰石的压碎指标、吸水率对比如表3所示：
表3
依照《普通混凝土力学性能试验方法标准》、《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》测试混凝土，如表4所示。
表4
从上表可以，本制备方案制备的粗骨料上性能上极为接近天然石灰石，适合大范围推广使用。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明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发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
再生粗骨料的选择：将建筑垃圾破碎、分选、筛分得到6-40mm范围的颗粒，在加热研磨后筛选出4-20mm的颗粒为再生粗骨料；
再生粗骨料微生物矿化沉积强化步骤：将再生粗骨料浸入微生物胶结液中，时间40-70h；
再生粗骨料化学浆液强化步骤：将再生骨料自微生物胶结液中捞出并浸入化学浆液中，时间10-15h，之后捞出来干燥，以质量计，化学浆液包括水泥600-700份、粉煤灰150-200份、稻壳灰40-60份、偏高岭土70-90份、碳化硅0.2-0.5份、水1000-1200份。
2.如权利要求1所述的一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法，其特征在于：所述再生粗骨料为筛分得到的4-20mm连续粒级的颗粒，且砼质颗粒比例≥82％，压碎指标＜14％，吸水率＜5.0％。
3.如权利要求1所述的一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法，其特征在于：所述微生物胶结液包括尿素溶液、氯化钙溶液、菌液，其中氯化钙溶液、氯化钙溶液、菌液的体积比55-62：50-56：800-900，其中尿素溶液的浓度3.0-3.5mol/L，氯化钙溶液的浓度3.3-3.8mol/L，菌液的OD600值0.30-0.40。
4.如权利要求3所述的一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法，其特征在于：所述尿素溶液、氯化钙、菌液的体积比为58:55:860，尿素的浓度3.4mol/L，氯化钙溶液的浓度3.5mol/L，菌液的OD600值0.35-0.38。
5.如权利要求3所述的一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法，其特征在于：所述菌液内为巴氏芽孢八叠球菌，将菌种接种至培养基中扩繁培养，之后以水稀释至OD600值形成菌液。
6.如权利要求1所述的一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法，其特征在于：所述稻壳灰、偏高岭土均在550-650℃温度下，以球磨装置球磨20-40min。
7.如权利要求1所述的一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法，其特征在于：所述化学浆液包括水泥680份、粉煤灰160份、稻壳灰45份、偏高岭土85份、碳化硅0.5份、水1000-1200份。
8.如权利要求1所述的一种建筑垃圾生产砂石骨料的制备方法，其特征在于：加热研磨参数：加热温度300-350℃，研磨时间40-60min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220412 |
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