一種生態混凝土的生產工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種生態混凝土的生產工藝，利用建筑廢棄粘土磚制備生態膠凝材料，利用建筑廢棄混凝土制備再生骨料。將水泥、生態膠凝材料混合均勻后，加入部分水、天然細骨料、再生細骨料，攪拌成漿，再行加入天然粗骨料、再生粗骨料、剩余水和泵送劑攪拌配制C30、C40強度等級生態混凝土。本發明所提供的生態混凝土生產工藝，有效利用建筑垃圾有用組分，變廢為寶，節約資源，實現了建筑垃圾資源循環利用。配制的生態混凝土與普通混凝土性能相當，生產成本低，可大量應用于一般建筑工程。
【專利說明】
一種生態混凝土的生產工藝
技術領域
[0001]本發明屬于建筑材料和資源循環領域，特別涉及一種生態混凝土的生產工藝。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟社會的迅速發展和城市化進程的快速推進，建設開發產生了大量建筑垃圾，其組成基本一致，主要是廢棄砂、廢棄粘土磚、廢棄混凝土以及紙張、廢塑料、織物、橡膠等輕物質和廢舊金屬等。目前絕大部分建筑垃圾采取堆放或填埋等方式處理，不僅占用了大量寶貴的土地資源，還會對環境造成嚴重污染。建筑垃圾中大量的廢棄粘土磚和廢棄混凝土通過合理工藝可制備生態膠凝材料和再生骨料，用于制備生態混凝土。從而可實現建筑垃圾的資源化循環利用。
[0003]近年來我國建筑業高速增長，商品混凝土需求量大幅增加，以2014年為例，我國商品混凝土產量為15.54億m3，這些混凝土需要消耗大量的天然資源。利用建筑垃圾制備的生態膠凝材料和再生骨料配制生態混凝土，在實現建筑垃圾資源化的同時顯著降低混凝土行業天然資源消耗量，具有顯著的社會效益和環境效益。
【發明內容】
[0004]為克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種生態混凝土的生產工藝，利用建筑廢棄粘土磚制備生態膠凝材料，利用建筑廢棄混凝土制備再生骨料。將水泥、生態膠凝材料混合均勻后，加入部分水、天然細骨料、再生細骨料，攪拌成漿，再行加入天然粗骨料、再生粗骨料、剩余水和栗送劑攪拌配制C30、C40強度等級生態混凝土。
[0005]為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:
[0006]—種生態混凝土的生產工藝，包括如下步驟:
[0007]步驟I，生態膠凝材料制備:將經體積法分選出的建筑廢棄粘土磚料通過磁選裝置和輕物質分選裝置去除鐵質料和輕物質，經破碎設備破碎為尺寸<50mm的塊狀磚料，磁選后通過立磨超細粉磨，制得比表面積多500m2/kg的粘土磚粉，在粉磨過程中配入一定比例的化學激發劑，并與礦渣微粉復合，配制生態膠凝材料；
[0008]步驟2，再生骨料制備:將經體積法分選的廢棄混凝土料通過一級破碎制得粒徑<80mm的粒狀物料，通過磁選裝置和輕物質分選裝置去除鐵質料和輕物質，而后通過二級破碎及篩分系統制得不同粒徑的骨料，按比例復合配制再生骨料，為進一步提高再生粗骨料強度、降低吸水率，配制的再生粗骨料經自磨整形后，通過化學強化劑對其進行強化保水，再生細骨料經水洗除去微粉及泥塊。在篩分破碎過程中，通過霧化裝置除塵；
[0009]步驟3，一次配料攪拌:按照不同強度等級混凝土的配合比要求，將水泥、生態膠凝材料分別計量后同時卸入粉料混料裝置進行干混預均化，混合均勻后卸入攪拌機，按比例計重加入天然細骨料和再生細骨料、總需水量60 %?80 %的水攪拌成漿；
[0010]步驟4，二次配料攪拌:將經過預均化的天然粗骨料、再生粗骨料、剩余水和栗送劑按比例計重加入攪拌機，與經一次配料攪拌制成的漿體混合攪拌；[0011 ]所述步驟I中建筑廢棄粘土磚料從建筑垃圾中通過如下方式得到:
[0012]將建筑垃圾通過裝載機喂入板式給料機，板式給料機將建筑垃圾送入分選機，利用體積法將建筑垃圾中廢棄砂、廢棄粘土磚、廢棄混凝土分離，形成建筑廢棄砂料、建筑廢棄粘土磚料和建筑廢棄混凝土料三種初級產品；其中，所述建筑廢棄粘土磚料的主要成分為廢棄粘土實心磚，還包含極少量粒徑混凝土塊。
[0013]所述步驟I中化學激發劑為石膏、熟石灰、三異丙醇胺和二乙醇單異丙醇胺的一種或幾種，加入量為:熟石灰1.5?5%，石膏4?6%，三異丙醇胺0.015?0.03%，二乙醇單異丙醇胺0.015?0.03%，均為粘土磚粉的質量百分比。
[0014]所述步驟I中礦渣微粉摻量為粘土磚粉質量的0%?40%，所述礦渣微粉的比表面積 ^450m2/kg。
[0015]所述步驟2中建筑廢棄混凝土料通過如下方式獲取:
[0016]將建筑垃圾通過裝載機喂入板式給料機，板式給料機將建筑垃圾送入分選機，利用體積法將建筑垃圾中廢棄砂、廢棄粘土磚、廢棄混凝土分離，形成建筑廢棄砂料、建筑廢棄粘土磚料和建筑廢棄混凝土料三種初級產品；所述建筑廢棄混凝土料，其主要成分為廢棄建筑梁、板、柱混凝土塊。
[0017]所述步驟2中二級破碎所用設備為反擊式破碎機、圓錐式破碎機或立軸錘式破碎機，篩分系統為振動篩，由自下而上篩孔尺寸為D1、D2、D3、D4的四層篩網組成，D4篩上物料返回二級破碎裝置進行破碎后再次篩分，各級篩下料按粒徑分別儲存;其中Dl為2.36mm，D2為4.75mm，D3為9.5mm，當二級破碎所用設備為反擊式破碎機時，D4為26.5mm，當二級破碎所用設備為圓錐式破碎機或立軸錘式破碎機時，D4為31.5mm。
[0018]所述步驟2中Dl篩下料、Dl和D2篩下料按比例復合中的一種為再生細骨料，D2、D3篩上料按比例復合制得再生粗骨料再生骨料，復合比例應使粗、細骨料滿足顆粒級配要求，再生細骨料復合比例為Dl篩下料:D2篩下料為70?100:30?O，再生粗骨料復合比例為D2篩上料:D3篩上料為30?50:70?50。
[0019]所述步驟2中整形后的再生粗骨料加入化學強化劑溶液浸泡，使其強化保水，其中，化學強化劑為聚乙烯醇或有機硅，當為聚乙烯醇時，聚乙烯醇溶液質量濃度為0.5%，再生粗骨料浸泡時間為36?48h;當為有機硅時，將有機硅用水稀釋5?6倍使用，再生粗骨料浸泡時間為12?24h。
[0020]所述步驟3和步驟4中，各組分的用量為:
[0021 ] C30生態混凝土
[0022]P042.5水泥:238kg ?272kg
[0023]生態膠凝材料:68kg?102kg
[0024]水:160kg
[0025]栗送劑:6.8kg?8.5kg
[0026]天然粗骨料:820kg?1172kg
[0027]再生粗骨料:O?352kg
[0028]天然細骨料:360kg?720kg
[0029]再生細骨料:O?360kg
[0030]C40生態混凝土
[0031]P042.5水泥:322kg ?368kg
[0032]生態膠凝材料:92kg?138kg
[0033]水:165kg
[0034]栗送劑:9.2kg?11.5kg
[0035]天然粗骨料:787kg?1125kg
[0036]再生粗骨料:O?338kg
[0037]天然細骨料:345kg?690kg
[0038]再生細骨料:O?345kg
[0039 ]由此配置得到C30、C40生態混凝土。
[0040]所述步驟3和步驟4中，采用在線檢測設備，測量天然粗、細骨料中的含水率，及時反饋中控系統，將天然粗、細骨料中所帶入水分在總需水量中扣除。
[0041]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0042](I)本發明所提供的生態混凝土生產工藝，有效利用建筑垃圾有用組分，變廢為寶，節約資源，實現了建筑垃圾資源循環利用，具有顯著的社會效益和環境效益。
[0043](2)本發明所提供的生態膠凝材料制備方法采用立磨粉磨工藝，集烘干、粉磨、選粉一體，低碳節能環保。通過合理的物理和化學活化途徑，高效激發建筑廢棄粘土磚的潛在活性。
[0044](3)本發明所提供的再生骨料制備方法簡單，通過自磨整形和強化保水，提高骨料強度、降低吸水率，實現了利用低強度廢棄混凝土制備高質量再生骨料，制得的再生骨料產品質量與天然骨料相當，可大量替代天然骨料。
[0045](4)采用本發明所配制的生態混凝土與普通混凝土性能相當，生產成本低，可大量應用于一般建筑工程。
【附圖說明】
[0046]圖1是本發明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0047]下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。
[0048]如圖1所示，一種生態混凝土的生產工藝，包括如下步驟:
[0049]步驟I，生態膠凝材料制備:將經體積法分選出的建筑廢棄粘土磚料通過磁選裝置和輕物質分選裝置去除鐵質料和輕物質，經破碎設備破碎為尺寸<50mm的塊狀磚料，磁選后通過立磨超細粉磨，制得比表面積多500m2/kg的粘土磚粉，在粉磨過程中配入一定比例的化學激發劑，并與礦渣微粉復合，配制生態膠凝材料；
[0050]步驟2，再生骨料制備:將經體積法分選的廢棄混凝土料通過一級破碎制得粒徑<80mm的粒狀物料，通過磁選裝置和輕物質分選裝置去除鐵質料和輕物質，而后通過二級破碎及篩分系統制得不同粒徑的骨料，按比例復合配制再生骨料，為進一步提高再生粗骨料強度、降低吸水率，配制的再生粗骨料經自磨整形后，通過化學強化劑對其進行強化保水，再生細骨料經水洗除去微粉及泥塊。在篩分破碎過程中，通過霧化裝置除塵；
[0051]步驟3，一次配料攪拌:按照不同強度等級混凝土的配合比要求，將水泥、生態膠凝材料分別計量后同時卸入粉料混料裝置進行干混預均化，混合均勻后卸入攪拌機，按比例計重加入天然細骨料和再生細骨料、總需水量60 %?80 %的水攪拌成漿；
[0052]步驟4，二次配料攪拌:將經過預均化的天然粗骨料、再生粗骨料、剩余水和栗送劑按比例計重加入攪拌機，與經一次配料攪拌制成的漿體混合攪拌。
[0053]具體地，當制備C30生態混凝土時，其工藝過程及參數如實施例1:
[0054]步驟I，生態膠凝材料制備:分選出的建筑廢棄粘土磚料進破碎機前通過電磁除鐵器、皮帶機電磁滾筒和輕物質分選裝置去除鐵質料和輕物質后，經過細碎顎式破碎機破碎，制得尺寸<50mm的塊狀磚料，塊狀磚料進立磨前，經電磁除鐵器和皮帶機電磁滾筒進一步去除鐵質料后，通過立磨粉磨，粉磨過程中按0.02%的質量比加入三異丙醇胺，制得比表面積650m2/kg的細粉，摻入40%的比表面積為450m2/kg礦渣微粉，經混料機混合均勻，制得生態膠凝材料;按GB/T2847-2005《用于水泥中的火山灰質混合材料》檢測，高活性生態膠凝材料28d抗壓強度比為97%;
[0055]步驟2，再生骨料制備:分選出的廢棄混凝土料采用顎式破碎機進行一級破碎，制得粒徑SSOmm的粒狀物料，通過電磁除鐵器、電磁滾筒的組合除鐵方式以及輕物質分離器，去除混凝土顆粒狀物料中的鐵質料和輕物質后，利用圓錐式破碎機對除鐵和去除輕物質后的混凝土粒狀物料進行二級破碎，二級破碎后的混凝土顆粒，用皮帶輸送至四層振動篩，篩分成<2.36mm，2.36mm?4.75mm,4.75mm?9.5mm,9.5mm?31.5mm，^31.5mm五種粒徑范圍。其中<2.36mm, 2.36mm?4.75mm細骨料用皮帶輸送至細骨料堆場存放，4.75mm?9.5mm,9.5mm?31.5mm粗骨料用皮帶輸送至粗骨料堆場分別存放，粒徑多31.5mm的混凝土顆粒返回圓錐式破碎機再次破碎后篩分，如此循環往復，制得的粒徑<2.36mm的細骨料滿足機制砂顆粒級配要求，將4.75mm?9.5mm，9.5mm?31.5mm范圍內粗骨料按照質量比1:1比例通過皮帶輸送調制成公稱粒徑為5mm?31.5mm的連續級配再生粗骨料，利用洗砂機對再生細骨料進行水洗，洗砂用水循環使用，將配制的再生粗骨料通過傳送帶送至自磨機整形，將整形后的再生粗骨料浸入用水稀釋6倍的有機硅溶液中，浸泡期間加以攪拌，以趕走再生粗骨料表面氣泡，24h后撈出再生粗骨料，即為成品堆放，在一級破碎、二級破碎和篩分過程中，通過霧化除塵裝置對粉塵進行處理，再生細骨料和再生粗骨料主要指標滿足GB/T 25176-2010《混凝土和砂漿用再生細骨料》、GB/T 25177-2010《混凝土用再生粗骨料》要求；
[0056]步驟3，一次配料攪拌:將普通硅酸鹽水泥(P.042.5)245kg，生態膠凝材料95kg分別計量后同時卸入專用的細粉混料機，混合均勻后卸入攪拌機，加入天然細骨料400kg，在線檢測天然細骨料含水率為1.2%,再生細骨料320kg，水10kg，攪拌成漿；
[0057]步驟4，二次配料攪拌:將經過預均化的天然粗骨料900kg，在線檢測天然粗骨料含水率為1.4%,經過預均化的再生粗骨料472kg，水42.6kg，栗送劑7.5kg加入攪拌機，與經一次配料干混拌漿制成的砂漿二次配料混合，其中，通過在線檢測，天然粗、細骨料帶入混凝土17.4kg水，步驟4中所加水分應將該部分扣除。
[0058]測試配制的C30生態混凝土坍落度為230mm，7d抗壓強度為30.7MPa，28d抗壓強度為39.6MPa。
[0059]當制備C40生態混凝土時，其工藝過程及參數如實施例2:
[0060]步驟1、2與實施例1相同。
[0061 ] 步驟3，一次配料攪拌:將普通硅酸鹽水泥(P.042.5)350kg，生態膠凝材料IlOkg分別計量后同時卸入專用的細粉混料機，混合均勻后卸入攪拌機，加入天然細骨料480kg，在線檢測天然細骨料含水率為1.3%，再生細骨料210kg，水10kg，攪拌成漿；
[0062]步驟4，二次配料攪拌:將經過預均化的天然粗骨料910kg，在線檢測天然粗骨料含水率為1.1%，經過預均化的再生粗骨料215kg，水48.75kg，栗送劑9kg加入攪拌機，加入與經一次配料干混拌漿制成的砂漿二次配料混合。其中，通過在線檢測，天然粗、細骨料帶入混凝土 16.25kg水，步驟4中所加水分應將該部分扣除。
[0063]測試配制的C40生態混凝土坍落度為220mm，7d抗壓強度為37.5MPa，28d抗壓強度為49.3MPa。
【主權項】
1.一種生態混凝土的生產工藝，其特征在于，包括如下步驟: 步驟I，生態膠凝材料制備:將經體積法分選出的建筑廢棄粘土磚料通過磁選裝置和輕物質分選裝置去除鐵質料和輕物質，經破碎設備破碎為尺寸<50mm的塊狀磚料，磁選后通過立磨超細粉磨，制得比表面積彡500m2/kg的粘土磚粉，在粉磨過程中配入一定比例的化學激發劑，并與礦渣微粉復合，配制生態膠凝材料； 步驟2，再生骨料制備:將經體積法分選的建筑廢棄混凝土料通過一級破碎制得粒徑<80mm的粒狀物料，通過磁選裝置和輕物質分選裝置去除鐵質料和輕物質，而后通過二級破碎及篩分系統制得不同粒徑的骨料，按比例復合配制再生骨料，在篩分破碎過程中，通過霧化裝置除塵； 步驟3，一次配料攪拌:按照不同強度等級混凝土的配合比要求，將水泥、生態膠凝材料分別計量后同時卸入粉料混料裝置進行干混預均化，混合均勻后卸入攪拌機，按比例計重加入天然細骨料和再生細骨料以及總需水量60%?80%的水攪拌成漿； 步驟4，二次配料攪拌:將經過預均化的天然粗骨料、再生粗骨料、剩余水和栗送劑按比例計重加入攪拌機，與經一次配料攪拌制成的漿體混合攪拌。2.根據權利要求1所述的一種生態混凝土，其特征在于，步驟I中建筑廢棄粘土磚料從建筑垃圾中通過如下方式得到: 將建筑垃圾通過裝載機喂入板式給料機，板式給料機將建筑垃圾送入分選機，利用體積法將建筑垃圾中廢棄砂、廢棄粘土磚、廢棄混凝土分離，形成建筑廢棄砂料、建筑廢棄粘土磚料和建筑廢棄混凝土料三種初級產品；其中，所述建筑廢棄粘土磚料的主要成分為廢棄粘土實心磚，還包含極少量粒徑(7 Omm混凝土塊。3.根據權利要求1或2所述的一種生態混凝土，其特征在于，步驟I中化學激發劑為石膏、熟石灰、三異丙醇胺和二乙醇單異丙醇胺的一種或幾種，相應加入量為:熟石灰1.5?5%，石膏4?6%，三異丙醇胺0.015?0.03%，二乙醇單異丙醇胺0.015?0.03%，均為粘土磚粉的質量百分比，步驟I中礦渣微粉摻量為粘土磚粉質量的O %?40 %，所述礦渣微粉的比表面積多450m2/kg。4.根據權利要求1所述的一種生態混凝土，其特征在于步驟2中建筑廢棄混凝土料通過如下方式獲取: 將建筑垃圾通過裝載機喂入板式給料機，板式給料機將建筑垃圾送入分選機，利用體積法將建筑垃圾中廢棄砂、廢棄粘土磚、廢棄混凝土分離，形成建筑廢棄砂料、建筑廢棄粘土磚料和建筑廢棄混凝土料三種初級產品；所述建筑廢棄混凝土料，其主要成分為廢棄建筑梁、板、柱混凝土塊。5.根據權利要求1或4所述的一種生態混凝土，其特征在于，步驟2中二級破碎所用設備為反擊式破碎機、圓錐式破碎機或立軸錘式破碎機，篩分系統為振動篩，由自下而上篩孔尺寸為Dl、D2、D3、D4的四層篩網組成，D4篩上物料返回二級破碎裝置進行破碎后再次篩分，各級篩下料按粒徑分別儲存;其中Dl為2.36mm，D2為4.75mm，D3為9.5mm，當二級破碎所用設備為反擊式破碎機時，D4為26.5mm，當二級破碎所用設備為圓錐式破碎機或立軸錘式破碎機時，D4 為 31.5mm。6.根據權利要求5所述的一種生態混凝土，其特征在于，步驟2中D1、D2篩下料按比例復合中的一種為再生細骨料，D2、D3篩上料按比例復合制得再生粗骨料，復合比例應使粗、細骨料滿足顆粒級配要求，再生細骨料復合比例為Dl篩下料:D2篩下料為70?100:30?O，再生粗骨料復合比例為D2篩上料:D3篩上料為30?50:70?50。7.根據權利要求1或4所述的一種生態混凝土，其特征在于，配制的再生粗骨料經自磨整形后，通過化學強化劑對其進行強化保水，以進一步提高再生粗骨料強度、降低吸水率，再生細骨料經水洗除去微粉及泥塊。8.根據權利要求7所述的一種生態混凝土，其特征在于，所述化學強化劑為聚乙烯醇或有機硅，當為聚乙烯醇時，聚乙烯醇溶液質量濃度為0.5%，再生粗骨料浸泡時間為36?48h ；當為有機硅時，將有機硅用水稀釋5?6倍使用，再生粗骨料浸泡時間為12?24h。9.根據權利要求1所述的一種生態混凝土的生產工藝，其特征在于，所述步驟3和步驟4中，各組分的用量為: P042.5 水泥:238kg ?272kg 生態膠凝材料:68kg?102kg 水:160kg 栗送劑:6.8kg?8.5kg 天然粗骨料:820kg?1172kg 再生粗骨料:O?352kg 天然細骨料:360kg?720kg 再生細骨料:O?360kg 由此配比得到C30生態混凝土 ； 或者， P042.5 水泥:322kg ?368kg 生態膠凝材料:92kg?138kg 水:165kg 栗送劑:9.2kg?11.5kg 天然粗骨料:787kg?1125kg 再生粗骨料:O?338kg 天然細骨料:345kg?690kg 再生細骨料:O?345kg 由此配比得到C40生態混凝土。10.根據權利要求1所述的一種生態混凝土的生產工藝，其特征在于，所述步驟3和步驟4中，采用在線檢測設備，測量天然粗、細骨料中的含水率，及時反饋中控系統，將天然粗、細骨料中所帶入水分在總需水量中扣除。
【文檔編號】C04B28/04GK105948545SQ201610364519
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】徐德龍, 朱建輝, 張偉, 劉文歡, 錢長聯, 徐德虎, 馬立全, 朱瑋杰
【申請人】甘肅德龍生態建材有限公司