一种生态混凝土的生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种生态混凝土的生产工艺，利用建筑废弃粘土砖制备生态胶凝材料，利用建筑废弃混凝土制备再生骨料。将水泥、生态胶凝材料混合均匀后，加入部分水、天然细骨料、再生细骨料，搅拌成浆，再行加入天然粗骨料、再生粗骨料、剩余水和泵送剂搅拌配制C30、C40强度等级生态混凝土。本发明所提供的生态混凝土生产工艺，有效利用建筑垃圾有用组分，变废为宝，节约资源，实现了建筑垃圾资源循环利用。配制的生态混凝土与普通混凝土性能相当，生产成本低，可大量应用于一般建筑工程。
【专利说明】
一种生态混凝土的生产工艺
技术领域
[0001]本发明属于建筑材料和资源循环领域，特别涉及一种生态混凝土的生产工艺。
【背景技术】
[0002]随着我国经济社会的迅速发展和城市化进程的快速推进，建设开发产生了大量建筑垃圾，其组成基本一致，主要是废弃砂、废弃粘土砖、废弃混凝土以及纸张、废塑料、织物、橡胶等轻物质和废旧金属等。目前绝大部分建筑垃圾采取堆放或填埋等方式处理，不仅占用了大量宝贵的土地资源，还会对环境造成严重污染。建筑垃圾中大量的废弃粘土砖和废弃混凝土通过合理工艺可制备生态胶凝材料和再生骨料，用于制备生态混凝土。从而可实现建筑垃圾的资源化循环利用。
[0003]近年来我国建筑业高速增长，商品混凝土需求量大幅增加，以2014年为例，我国商品混凝土产量为15.54亿m3，这些混凝土需要消耗大量的天然资源。利用建筑垃圾制备的生态胶凝材料和再生骨料配制生态混凝土，在实现建筑垃圾资源化的同时显著降低混凝土行业天然资源消耗量，具有显著的社会效益和环境效益。
【发明内容】
[0004]为克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种生态混凝土的生产工艺，利用建筑废弃粘土砖制备生态胶凝材料，利用建筑废弃混凝土制备再生骨料。将水泥、生态胶凝材料混合均匀后，加入部分水、天然细骨料、再生细骨料，搅拌成浆，再行加入天然粗骨料、再生粗骨料、剩余水和栗送剂搅拌配制C30、C40强度等级生态混凝土。
[0005]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0006]—种生态混凝土的生产工艺，包括如下步骤:
[0007]步骤I，生态胶凝材料制备:将经体积法分选出的建筑废弃粘土砖料通过磁选装置和轻物质分选装置去除铁质料和轻物质，经破碎设备破碎为尺寸<50mm的块状砖料，磁选后通过立磨超细粉磨，制得比表面积多500m2/kg的粘土砖粉，在粉磨过程中配入一定比例的化学激发剂，并与矿渣微粉复合，配制生态胶凝材料；
[0008]步骤2，再生骨料制备:将经体积法分选的废弃混凝土料通过一级破碎制得粒径<80mm的粒状物料，通过磁选装置和轻物质分选装置去除铁质料和轻物质，而后通过二级破碎及筛分系统制得不同粒径的骨料，按比例复合配制再生骨料，为进一步提高再生粗骨料强度、降低吸水率，配制的再生粗骨料经自磨整形后，通过化学强化剂对其进行强化保水，再生细骨料经水洗除去微粉及泥块。在筛分破碎过程中，通过雾化装置除尘；
[0009]步骤3，一次配料搅拌:按照不同强度等级混凝土的配合比要求，将水泥、生态胶凝材料分别计量后同时卸入粉料混料装置进行干混预均化，混合均匀后卸入搅拌机，按比例计重加入天然细骨料和再生细骨料、总需水量60 %?80 %的水搅拌成浆；
[0010]步骤4，二次配料搅拌:将经过预均化的天然粗骨料、再生粗骨料、剩余水和栗送剂按比例计重加入搅拌机，与经一次配料搅拌制成的浆体混合搅拌；[0011 ]所述步骤I中建筑废弃粘土砖料从建筑垃圾中通过如下方式得到:
[0012]将建筑垃圾通过装载机喂入板式给料机，板式给料机将建筑垃圾送入分选机，利用体积法将建筑垃圾中废弃砂、废弃粘土砖、废弃混凝土分离，形成建筑废弃砂料、建筑废弃粘土砖料和建筑废弃混凝土料三种初级产品；其中，所述建筑废弃粘土砖料的主要成分为废弃粘土实心砖，还包含极少量粒径混凝土块。
[0013]所述步骤I中化学激发剂为石膏、熟石灰、三异丙醇胺和二乙醇单异丙醇胺的一种或几种，加入量为:熟石灰1.5?5%，石膏4?6%，三异丙醇胺0.015?0.03%，二乙醇单异丙醇胺0.015?0.03%，均为粘土砖粉的质量百分比。
[0014]所述步骤I中矿渣微粉掺量为粘土砖粉质量的0%?40%，所述矿渣微粉的比表面积 ^450m2/kg。
[0015]所述步骤2中建筑废弃混凝土料通过如下方式获取:
[0016]将建筑垃圾通过装载机喂入板式给料机，板式给料机将建筑垃圾送入分选机，利用体积法将建筑垃圾中废弃砂、废弃粘土砖、废弃混凝土分离，形成建筑废弃砂料、建筑废弃粘土砖料和建筑废弃混凝土料三种初级产品；所述建筑废弃混凝土料，其主要成分为废弃建筑梁、板、柱混凝土块。
[0017]所述步骤2中二级破碎所用设备为反击式破碎机、圆锥式破碎机或立轴锤式破碎机，筛分系统为振动筛，由自下而上筛孔尺寸为D1、D2、D3、D4的四层筛网组成，D4筛上物料返回二级破碎装置进行破碎后再次筛分，各级筛下料按粒径分别储存;其中Dl为2.36mm，D2为4.75mm，D3为9.5mm，当二级破碎所用设备为反击式破碎机时，D4为26.5mm，当二级破碎所用设备为圆锥式破碎机或立轴锤式破碎机时，D4为31.5mm。
[0018]所述步骤2中Dl筛下料、Dl和D2筛下料按比例复合中的一种为再生细骨料，D2、D3筛上料按比例复合制得再生粗骨料再生骨料，复合比例应使粗、细骨料满足颗粒级配要求，再生细骨料复合比例为Dl筛下料:D2筛下料为70?100:30?O，再生粗骨料复合比例为D2筛上料:D3筛上料为30?50:70?50。
[0019]所述步骤2中整形后的再生粗骨料加入化学强化剂溶液浸泡，使其强化保水，其中，化学强化剂为聚乙烯醇或有机硅，当为聚乙烯醇时，聚乙烯醇溶液质量浓度为0.5%，再生粗骨料浸泡时间为36?48h;当为有机硅时，将有机硅用水稀释5?6倍使用，再生粗骨料浸泡时间为12?24h。
[0020]所述步骤3和步骤4中，各组分的用量为:
[0021 ] C30生态混凝土
[0022]P042.5水泥:238kg ?272kg
[0023]生态胶凝材料:68kg?102kg
[0024]水:160kg
[0025]栗送剂:6.8kg?8.5kg
[0026]天然粗骨料:820kg?1172kg
[0027]再生粗骨料:O?352kg
[0028]天然细骨料:360kg?720kg
[0029]再生细骨料:O?360kg
[0030]C40生态混凝土
[0031]P042.5水泥:322kg ?368kg
[0032]生态胶凝材料:92kg?138kg
[0033]水:165kg
[0034]栗送剂:9.2kg?11.5kg
[0035]天然粗骨料:787kg?1125kg
[0036]再生粗骨料:O?338kg
[0037]天然细骨料:345kg?690kg
[0038]再生细骨料:O?345kg
[0039 ]由此配置得到C30、C40生态混凝土。
[0040]所述步骤3和步骤4中，采用在线检测设备，测量天然粗、细骨料中的含水率，及时反馈中控系统，将天然粗、细骨料中所带入水分在总需水量中扣除。
[0041]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0042](I)本发明所提供的生态混凝土生产工艺，有效利用建筑垃圾有用组分，变废为宝，节约资源，实现了建筑垃圾资源循环利用，具有显著的社会效益和环境效益。
[0043](2)本发明所提供的生态胶凝材料制备方法采用立磨粉磨工艺，集烘干、粉磨、选粉一体，低碳节能环保。通过合理的物理和化学活化途径，高效激发建筑废弃粘土砖的潜在活性。
[0044](3)本发明所提供的再生骨料制备方法简单，通过自磨整形和强化保水，提高骨料强度、降低吸水率，实现了利用低强度废弃混凝土制备高质量再生骨料，制得的再生骨料产品质量与天然骨料相当，可大量替代天然骨料。
[0045](4)采用本发明所配制的生态混凝土与普通混凝土性能相当，生产成本低，可大量应用于一般建筑工程。
【附图说明】
[0046]图1是本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
[0047]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0048]如图1所示，一种生态混凝土的生产工艺，包括如下步骤:
[0049]步骤I，生态胶凝材料制备:将经体积法分选出的建筑废弃粘土砖料通过磁选装置和轻物质分选装置去除铁质料和轻物质，经破碎设备破碎为尺寸<50mm的块状砖料，磁选后通过立磨超细粉磨，制得比表面积多500m2/kg的粘土砖粉，在粉磨过程中配入一定比例的化学激发剂，并与矿渣微粉复合，配制生态胶凝材料；
[0050]步骤2，再生骨料制备:将经体积法分选的废弃混凝土料通过一级破碎制得粒径<80mm的粒状物料，通过磁选装置和轻物质分选装置去除铁质料和轻物质，而后通过二级破碎及筛分系统制得不同粒径的骨料，按比例复合配制再生骨料，为进一步提高再生粗骨料强度、降低吸水率，配制的再生粗骨料经自磨整形后，通过化学强化剂对其进行强化保水，再生细骨料经水洗除去微粉及泥块。在筛分破碎过程中，通过雾化装置除尘；
[0051]步骤3，一次配料搅拌:按照不同强度等级混凝土的配合比要求，将水泥、生态胶凝材料分别计量后同时卸入粉料混料装置进行干混预均化，混合均匀后卸入搅拌机，按比例计重加入天然细骨料和再生细骨料、总需水量60 %?80 %的水搅拌成浆；
[0052]步骤4，二次配料搅拌:将经过预均化的天然粗骨料、再生粗骨料、剩余水和栗送剂按比例计重加入搅拌机，与经一次配料搅拌制成的浆体混合搅拌。
[0053]具体地，当制备C30生态混凝土时，其工艺过程及参数如实施例1:
[0054]步骤I，生态胶凝材料制备:分选出的建筑废弃粘土砖料进破碎机前通过电磁除铁器、皮带机电磁滚筒和轻物质分选装置去除铁质料和轻物质后，经过细碎颚式破碎机破碎，制得尺寸<50mm的块状砖料，块状砖料进立磨前，经电磁除铁器和皮带机电磁滚筒进一步去除铁质料后，通过立磨粉磨，粉磨过程中按0.02%的质量比加入三异丙醇胺，制得比表面积650m2/kg的细粉，掺入40%的比表面积为450m2/kg矿渣微粉，经混料机混合均匀，制得生态胶凝材料;按GB/T2847-2005《用于水泥中的火山灰质混合材料》检测，高活性生态胶凝材料28d抗压强度比为97%;
[0055]步骤2，再生骨料制备:分选出的废弃混凝土料采用颚式破碎机进行一级破碎，制得粒径SSOmm的粒状物料，通过电磁除铁器、电磁滚筒的组合除铁方式以及轻物质分离器，去除混凝土颗粒状物料中的铁质料和轻物质后，利用圆锥式破碎机对除铁和去除轻物质后的混凝土粒状物料进行二级破碎，二级破碎后的混凝土颗粒，用皮带输送至四层振动筛，筛分成<2.36mm，2.36mm?4.75mm,4.75mm?9.5mm,9.5mm?31.5mm，^31.5mm五种粒径范围。其中<2.36mm, 2.36mm?4.75mm细骨料用皮带输送至细骨料堆场存放，4.75mm?9.5mm,9.5mm?31.5mm粗骨料用皮带输送至粗骨料堆场分别存放，粒径多31.5mm的混凝土颗粒返回圆锥式破碎机再次破碎后筛分，如此循环往复，制得的粒径<2.36mm的细骨料满足机制砂颗粒级配要求，将4.75mm?9.5mm，9.5mm?31.5mm范围内粗骨料按照质量比1:1比例通过皮带输送调制成公称粒径为5mm?31.5mm的连续级配再生粗骨料，利用洗砂机对再生细骨料进行水洗，洗砂用水循环使用，将配制的再生粗骨料通过传送带送至自磨机整形，将整形后的再生粗骨料浸入用水稀释6倍的有机硅溶液中，浸泡期间加以搅拌，以赶走再生粗骨料表面气泡，24h后捞出再生粗骨料，即为成品堆放，在一级破碎、二级破碎和筛分过程中，通过雾化除尘装置对粉尘进行处理，再生细骨料和再生粗骨料主要指标满足GB/T 25176-2010《混凝土和砂浆用再生细骨料》、GB/T 25177-2010《混凝土用再生粗骨料》要求；
[0056]步骤3，一次配料搅拌:将普通硅酸盐水泥(P.042.5)245kg，生态胶凝材料95kg分别计量后同时卸入专用的细粉混料机，混合均匀后卸入搅拌机，加入天然细骨料400kg，在线检测天然细骨料含水率为1.2%,再生细骨料320kg，水10kg，搅拌成浆；
[0057]步骤4，二次配料搅拌:将经过预均化的天然粗骨料900kg，在线检测天然粗骨料含水率为1.4%,经过预均化的再生粗骨料472kg，水42.6kg，栗送剂7.5kg加入搅拌机，与经一次配料干混拌浆制成的砂浆二次配料混合，其中，通过在线检测，天然粗、细骨料带入混凝土17.4kg水，步骤4中所加水分应将该部分扣除。
[0058]测试配制的C30生态混凝土坍落度为230mm，7d抗压强度为30.7MPa，28d抗压强度为39.6MPa。
[0059]当制备C40生态混凝土时，其工艺过程及参数如实施例2:
[0060]步骤1、2与实施例1相同。
[0061 ] 步骤3，一次配料搅拌:将普通硅酸盐水泥(P.042.5)350kg，生态胶凝材料IlOkg分别计量后同时卸入专用的细粉混料机，混合均匀后卸入搅拌机，加入天然细骨料480kg，在线检测天然细骨料含水率为1.3%，再生细骨料210kg，水10kg，搅拌成浆；
[0062]步骤4，二次配料搅拌:将经过预均化的天然粗骨料910kg，在线检测天然粗骨料含水率为1.1%，经过预均化的再生粗骨料215kg，水48.75kg，栗送剂9kg加入搅拌机，加入与经一次配料干混拌浆制成的砂浆二次配料混合。其中，通过在线检测，天然粗、细骨料带入混凝土 16.25kg水，步骤4中所加水分应将该部分扣除。
[0063]测试配制的C40生态混凝土坍落度为220mm，7d抗压强度为37.5MPa，28d抗压强度为49.3MPa。
【主权项】
1.一种生态混凝土的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤: 步骤I，生态胶凝材料制备:将经体积法分选出的建筑废弃粘土砖料通过磁选装置和轻物质分选装置去除铁质料和轻物质，经破碎设备破碎为尺寸<50mm的块状砖料，磁选后通过立磨超细粉磨，制得比表面积彡500m2/kg的粘土砖粉，在粉磨过程中配入一定比例的化学激发剂，并与矿渣微粉复合，配制生态胶凝材料； 步骤2，再生骨料制备:将经体积法分选的建筑废弃混凝土料通过一级破碎制得粒径<80mm的粒状物料，通过磁选装置和轻物质分选装置去除铁质料和轻物质，而后通过二级破碎及筛分系统制得不同粒径的骨料，按比例复合配制再生骨料，在筛分破碎过程中，通过雾化装置除尘； 步骤3，一次配料搅拌:按照不同强度等级混凝土的配合比要求，将水泥、生态胶凝材料分别计量后同时卸入粉料混料装置进行干混预均化，混合均匀后卸入搅拌机，按比例计重加入天然细骨料和再生细骨料以及总需水量60%?80%的水搅拌成浆； 步骤4，二次配料搅拌:将经过预均化的天然粗骨料、再生粗骨料、剩余水和栗送剂按比例计重加入搅拌机，与经一次配料搅拌制成的浆体混合搅拌。2.根据权利要求1所述的一种生态混凝土，其特征在于，步骤I中建筑废弃粘土砖料从建筑垃圾中通过如下方式得到: 将建筑垃圾通过装载机喂入板式给料机，板式给料机将建筑垃圾送入分选机，利用体积法将建筑垃圾中废弃砂、废弃粘土砖、废弃混凝土分离，形成建筑废弃砂料、建筑废弃粘土砖料和建筑废弃混凝土料三种初级产品；其中，所述建筑废弃粘土砖料的主要成分为废弃粘土实心砖，还包含极少量粒径(7 Omm混凝土块。3.根据权利要求1或2所述的一种生态混凝土，其特征在于，步骤I中化学激发剂为石膏、熟石灰、三异丙醇胺和二乙醇单异丙醇胺的一种或几种，相应加入量为:熟石灰1.5?5%，石膏4?6%，三异丙醇胺0.015?0.03%，二乙醇单异丙醇胺0.015?0.03%，均为粘土砖粉的质量百分比，步骤I中矿渣微粉掺量为粘土砖粉质量的O %?40 %，所述矿渣微粉的比表面积多450m2/kg。4.根据权利要求1所述的一种生态混凝土，其特征在于步骤2中建筑废弃混凝土料通过如下方式获取: 将建筑垃圾通过装载机喂入板式给料机，板式给料机将建筑垃圾送入分选机，利用体积法将建筑垃圾中废弃砂、废弃粘土砖、废弃混凝土分离，形成建筑废弃砂料、建筑废弃粘土砖料和建筑废弃混凝土料三种初级产品；所述建筑废弃混凝土料，其主要成分为废弃建筑梁、板、柱混凝土块。5.根据权利要求1或4所述的一种生态混凝土，其特征在于，步骤2中二级破碎所用设备为反击式破碎机、圆锥式破碎机或立轴锤式破碎机，筛分系统为振动筛，由自下而上筛孔尺寸为Dl、D2、D3、D4的四层筛网组成，D4筛上物料返回二级破碎装置进行破碎后再次筛分，各级筛下料按粒径分别储存;其中Dl为2.36mm，D2为4.75mm，D3为9.5mm，当二级破碎所用设备为反击式破碎机时，D4为26.5mm，当二级破碎所用设备为圆锥式破碎机或立轴锤式破碎机时，D4 为 31.5mm。6.根据权利要求5所述的一种生态混凝土，其特征在于，步骤2中D1、D2筛下料按比例复合中的一种为再生细骨料，D2、D3筛上料按比例复合制得再生粗骨料，复合比例应使粗、细骨料满足颗粒级配要求，再生细骨料复合比例为Dl筛下料:D2筛下料为70?100:30?O，再生粗骨料复合比例为D2筛上料:D3筛上料为30?50:70?50。7.根据权利要求1或4所述的一种生态混凝土，其特征在于，配制的再生粗骨料经自磨整形后，通过化学强化剂对其进行强化保水，以进一步提高再生粗骨料强度、降低吸水率，再生细骨料经水洗除去微粉及泥块。8.根据权利要求7所述的一种生态混凝土，其特征在于，所述化学强化剂为聚乙烯醇或有机硅，当为聚乙烯醇时，聚乙烯醇溶液质量浓度为0.5%，再生粗骨料浸泡时间为36?48h ；当为有机硅时，将有机硅用水稀释5?6倍使用，再生粗骨料浸泡时间为12?24h。9.根据权利要求1所述的一种生态混凝土的生产工艺，其特征在于，所述步骤3和步骤4中，各组分的用量为: P042.5 水泥:238kg ?272kg 生态胶凝材料:68kg?102kg 水:160kg 栗送剂:6.8kg?8.5kg 天然粗骨料:820kg?1172kg 再生粗骨料:O?352kg 天然细骨料:360kg?720kg 再生细骨料:O?360kg 由此配比得到C30生态混凝土 ； 或者， P042.5 水泥:322kg ?368kg 生态胶凝材料:92kg?138kg 水:165kg 栗送剂:9.2kg?11.5kg 天然粗骨料:787kg?1125kg 再生粗骨料:O?338kg 天然细骨料:345kg?690kg 再生细骨料:O?345kg 由此配比得到C40生态混凝土。10.根据权利要求1所述的一种生态混凝土的生产工艺，其特征在于，所述步骤3和步骤4中，采用在线检测设备，测量天然粗、细骨料中的含水率，及时反馈中控系统，将天然粗、细骨料中所带入水分在总需水量中扣除。
【文档编号】C04B28/04GK105948545SQ201610364519
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】徐德龙, 朱建辉, 张伟, 刘文欢, 钱长联, 徐德虎, 马立全, 朱玮杰
【申请人】甘肃德龙生态建材有限公司