经处理的沙漠的沙作为用于混凝土的骨料的用途的制作方法

本发明涉及经处理的沙漠的沙作为用于混凝土的骨料的用途。

背景技术

已知的是，将常规的沙用作用于混凝土的骨料。骨料形成不影响混凝土的强度的填料，通过由经研磨的水泥砖、混凝土添加物和混凝土添加剂组成的粘结剂而结合。混凝土添加物影响混凝土的凝固行为及其流变学性质。混凝土添加物在正在凝固的混凝土中是化学活性的，例如水。混凝土强度的经验研究中表明，作为骨料的不同来源的沙对混凝土强度具有非常显著的影响。虽然用作混凝土骨料的大多数沙级分主要由石英碎片组成，但是有各种沙级分，如果沙例如是沙滩的沙，则其中还包括含有碳酸盐的岩石部分，或者如果沙源自砾石坑，则还包括含有花岗岩或玄武岩的岩石。沙来源因此确定其化学组成、粒度分布以及颗粒形貌。全世界对建筑用沙的需求很大。作为一种工业产品，沙在全世界消费中占据第三位。每年全世界的沙需求量为约150亿吨。适合作为混凝土添加物的沙的稀缺储量导致现在用船舶从海洋获得建筑沙。为此用船舶在海中远距离运输合适的沙。

在具有广阔的沙漠的国家中或在靠近广阔的沙漠的国家中也存在对建筑用沙的非常大的需求，从而提出将沙漠的沙用作混凝土骨料。遗憾的是，沙漠的沙特别是在作为表层沙或作为沙丘的沙开采时具有圆形直至球形的沙形貌。颗粒形貌由于沙在沙漠内经数百万年的滚动而产生，其中将单个颗粒完全磨圆。通过拍岸浪一次又一次地翻转的沙滩的沙也具有单个的沙粒的圆形形貌。沙漠的沙本身因此并不适合用作需要特别牢固的混凝土的混凝土应用的混凝土骨料。对于塔建造、桥梁建造、水下基础而言，通常需要地质学上年轻的碎沙，其通常由从冰碛中剥蚀沙的河流中获得。因此可能必须将沙以高耗费运输至沙漠地区，以可以将其在那里用作建筑用沙。

技术实现要素：

因此，本发明的任务在于开发一种方法，通过所述方法可以将沙漠的沙用作用于混凝土的骨料。

根据本发明的任务由此得以解决：将沙漠的沙首先在高压辊压机中破碎，其中在第一级中使沙漠的沙在床中通过压力负荷而破碎和聚集，然后在第二级中通过另一机械负荷破坏聚集体，其中在第一级中的压力负荷通过在两个表面之间以超过50mpa的压力来一次性压制而进行。

根据本发明因此设计为，使具有基本上圆形颗粒形貌的沙漠的沙通过高压辊压机，所述高压辊压机根据等人在德国公开文献de2708053中首次公开，将所述公开文献的公开内容并入本申请。在具有基本上圆形颗粒形貌的沙漠的沙通过高压辊压机的第一级时，通过两个辊表面的辊缝以超过50mpa的压力使沙漠的沙破碎并且形成凹凸不平和不规则的颗粒形貌，所述颗粒形貌大致相当于在欧洲通常用于筑路的岩石碎片的不规则性。通过形成不规则的、凹凸不平的颗粒形貌，这些如此处理的沙漠的沙突然倾向于聚集，从而形成薄片，将其在第二级中通过另一机械负荷破坏。作为第二级，尤其适合的是风选机，在所述风选机中，容易瓦解的薄片落在百叶窗状布置的金属片上并且在这种情况下破碎，并且将经处理的沙漠的沙从其聚集体中释放出来。在这种情况下，当高压辊压机在循环磨机中时，破碎的沙漠的沙通过相应的风力分选方法从磨碎循环中分选出来，或者沙漠的沙通过一次性操作通过高压辊压机用薄片解聚机破碎。通过按照等人在高压辊压机中处理沙漠的沙使沙漠的沙的颗粒破碎，在这种情况下产生更细的粒度。因此对于本身已知的混凝土配方(其还将作为混凝土骨料使用的沙的粒度规定为作为rrsb(根据rosin、rammler、sperling和bennet)分布已知的统计学)要注意的是，作为研磨物料的粗料具有相应更粗的粒度。然后使沙漠的沙碎片用风力分选和沙混合的已知手段达到预定的粒度分布。通过按照等人的高压处理获得的沙出人意料地具有这样的性质：在床中形成比圆颗粒状的沙漠的沙更陡峭的倾斜角。由此，通过高压辊压机处理的沙不同于来自在碾磨机或立式磨中研磨的沙。形成更陡峭的倾斜角的原因在于，根据等人高压处理的沙具有这样的颗粒形貌，所述颗粒形貌导致在床中的单个沙颗粒的彼此楔入。在此推测通过高压处理破碎的沙的相同的几何性质导致新破碎的沙漠的沙的混凝土强度高于在另外的天然沙级分。另一推测在于，破碎的沙漠的沙的新的碎片边缘尚未经受化学钝化，从而所述沙的碎片表面处的反应性更高，使得在凝固中的水泥砖与破碎的沙的新的碎片边缘之间产生结晶化合物。天然老化的沙具有在表面上生长的氧化物层、氧化铁或磷酸盐层，它们阻碍或减弱了由水泥砖形成的硅酸钙相与沙的石英碎片边缘的直接反应。高压处理明显导致与通过其中主要是磨痕为特征的粗颗粒的剪切处理的碾碎相比更大的在单个沙颗粒的结构中的单个碎片表面。更细的研磨物料虽然确实具有新的表面，然而更有可能是圆形的颗粒形貌。

尤其是，来源为迪拜、阿曼、阿拉伯联合酋长国和沙特阿拉伯或者摩洛哥的通过根据等人的高压处理所处理的沙漠的沙已经证实是特别合适的。用50mpa的高压负荷处理的沙的7天强度、40天强度和100天强度经证实对于建造高层建筑、桥梁和水下基础中的应用而言是优异的。混凝土强度的标准规定于相应的标准中，例如din1045,din1992。每种希望的混凝土的配方，尤其是待使用的沙的粒度分布也规定于有关的混凝土手册中。给定的粒度和粒度分布可以在制备通过高压处理破碎的沙时通过已知的手段如分选和混合进行调节。

在方法的设计中可能的是，将沙漠的沙在循环中碾碎。为此将沙在通过辊压机之后以气动的方式或通过机械输送机始终再次输送回去并且重新进料至辊压机。为了分级研磨物料，即经破碎的沙漠的沙，使循环的沙作为研磨物料通过静态分选机或动态分选机如杆-转笼式分选机(stabkorbsichter)进行分选。细物料离开循环研磨装置并且使作为分选机的粗物料的沙砾进行循环。为了调节正确的粒度分布，使破碎的沙漠的沙通过筛分调节至希望的粒度分布，所述筛分也可以在前述循环中发生。