一种再生骨料的强化喷淋装置及强化方法

本发明属于建筑材料，涉及再生骨料生产，，具体涉及一种再生骨料的强化喷淋装置及强化方法。

背景技术：

1、随着我国城镇化进程的发展，建筑垃圾排放量逐年增长。大部分建筑垃圾未经任何处理，被运往郊外或城市周边进行简单填埋或露天堆存，不仅浪费了土地和资源，还污染了环境。另一方面，我国公路运输行业蓬勃发展，生产用于道路工程的沥青混合料需要耗费大量的砂石资源，而长期的大量开采，导致砂石资源枯竭、山体滑坡、河床改道，严重破坏自然环境。近年来，再生骨料作为天然骨料的替代品逐渐进入人们视野，其能够缓解天然砂石资源紧张的问题，同时实现部分建筑垃圾的回收再利用。由建筑固废制备的再生骨料表面包裹一层硬化水泥砂浆，且其在破碎过程中产生大量微裂纹，导致再生骨料自身的孔隙率大、吸水率大、压碎指标高等问题，需要对其进行强化，不能直接用于沥青混合料中。

2、当今国内现有再生骨料强化技术一般都是采用人工的方式，存在效率低、处理效果差以及成本高等问题，缺少自动化、高效环保且强化效果好的再生骨料强化溶液及装置。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种再生骨料的强化喷淋装置及强化方法，解决现有技术中再生骨料的强化效率有待进一步提升以及强化成本有待进一步降低的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

3、一种再生骨料的强化喷淋装置，包括储液池，储液池正上方设置有与储液池相连通的蒸汽室，所述的蒸汽室采用输气管与二氧化碳罐相连通；所述的蒸汽室的顶部安装有增压组件。

4、还包括底部和前后两面均开放的半封闭喷淋室，半封闭喷淋室内安装有传送带，传送带上方的喷淋室内设置有初次喷淋组件；传送带两侧的喷淋室内设置有二次喷淋组件。

5、所述的增压组件包括安装在所述的蒸汽室的顶部的支座，支座上固定安装有增压泵，增压泵通过第一电机驱动，增压泵的一端通过增压管道与吸气口相连通，增压泵的另一端通过增压管道与蒸汽室内部相连通；支座上还安装有能够显示蒸汽室内压力的压力表。

6、所述的初次喷淋组件包括在传送带上方的喷淋室内通过第一支架安装有蒸汽输送管分支管道，所述的蒸汽室通过蒸汽传送管与蒸汽输送管分支管道相连，每个蒸汽输送管分支管道的末端安装有一个第一喷淋头，第一喷淋头的喷口朝向传送带。

7、所述的二次喷淋组件包括在传送带两侧通过第二支架分别安装有sca输送管分支管道，sca输送管分支管道通过带有进料泵的sca输送管与sca储液仓相连；每个sca输送管分支管道的末端安装有一个第二喷淋头，第二喷淋头喷口朝向传送带。

8、本发明还具有如下技术特征：

9、所述的储液池上设置有进水管和进料口；所述的储液池的内壁上设置有加热器；所述的储液池内的下部设置有搅拌器，搅拌器通过安装在储液池外部的发动机驱动；所述的储液池内部设置有温度传感器和ph值传感器；所述的储液池的正面中上部位置处设置有液面观察窗。

10、所述的储液池的外侧壁上设有与加热器相连的电加热控制旋钮；所述的储液池的外侧壁正面设置有与温度传感器和ph值传感器相连的温度和ph值数显屏；所述的观察窗内设置有液面高度刻度线。

11、所述的蒸汽室的内壁上安装有二氧化碳浓度传感器、温度传感器和压力传感器；二氧化碳浓度传感器、温度传感器和压力传感器分别与显示屏相连。

12、所述传送带通过半封闭喷淋室外的第二电机驱动，第二电机上装有传送速率开关旋钮。

13、所述的喷淋室内传送带底部设置有初次喷淋回收池，初次喷淋回收池的宽度大于传送带的宽度，初次喷淋回收池通过回流管与储液池相连，回流管的外部密封套装有冷凝回流管，回流管与冷凝回流管之间形成的腔体用于通冷水为回流管降温。

14、所述的sca储液仓设置在传送带的底部，sca储液仓上连接有sca进料管；sca储液仓上还连接有sca回流管的一端，sca回流管的另一端与二次喷淋回收池相连，二次喷淋回收池设置于第二喷淋头下方的传送带底部，二次喷淋回收池的宽度大于传送带的宽度。

15、本发明还保护一种再生骨料的强化方法，其特征在于，该方法采用如上所述的再生骨料的强化喷淋装置。

16、所述的蒸汽室内的二氧化碳的体积浓度范围为65％～70％。

17、所述的蒸汽室内的温度范围为120～135℃，压力范围为198～315kpa，ph值范围为11.5～12.5。

18、该方法还采用再生骨料强化溶液，所述的再生骨料强化溶液以重量份数计，由以下原料制成：水为1500～1600份，氢氧化钙350～400份，硅烷偶联剂为50～100份。

19、该方法还包括以下步骤：

20、步骤一，再生骨料强化溶液的配制与输送：

21、打开储液池的进水管的阀门和进料口，向储液池内添加水和氢氧化钙，并通过进水管的阀门控制再生骨料强化溶液各组分的比例：水50～400份，氢氧化钙350～400份；通过储液池外壁的液面观察窗观察进料液面高度，待储液池内液面上升至液面标准刻度线时关闭阀门。

22、步骤二，加热再生骨料强化溶液产生蒸汽并加压：

23、先打开储液池内部的温度传感器和温度和ph值数显屏，打开储液池外壁上的电加热控制旋钮，使加热功率为2.5～3kwh，并实时观察温度和ph值数显屏上显示的数据，待储液池内液体加热至120～135℃，开始均匀产生蒸汽时打开蒸汽室内的二氧化碳浓度传感器、温度传感器和压力的传感器与显示屏，打开连接蒸汽室与二氧化碳罐的输气管末端的输气速率调节阀门，使二氧化碳以恒定速率进入蒸汽室与储液池产生的蒸汽进行混合，打开蒸汽室顶端的增压泵的开关，时刻观察蒸汽室内的二氧化碳浓度、温度和压力的数值，待温度稳定在120～135℃，二氧化碳的体积浓度稳定在65％～70％，压力值稳定在198～315kpa时蒸汽混合完成。

24、步骤三，蒸汽的传送与初次喷淋：

25、先打开蒸汽传送管与蒸汽室相连处的进气阀门，使蒸汽室内蒸汽流向蒸汽传送管，此时观察蒸汽室外壁的显示屏上显示的数值，待数值波动至重新稳定在120～135℃、198～315kpa时，打开蒸汽输送管与蒸汽输送管分支管道相连处的出气阀门，使再生骨料强化溶液的高压混合蒸汽通过第一喷淋头均匀喷出，待蒸汽喷出速率稳定时，打开传送速率开关旋钮，调整传送带的传输速率，待再生骨料传送平稳且能够在传送带上缓慢滚动时固定传送带的速率。

26、步骤四，二次喷淋与冷凝回收：

27、先将水930～950份和硅烷偶联剂50～100份混合为sca溶液，打开sca进料管的阀门，将sca溶液通入sca储液仓，而后打开sca输送管上的阀门和进料泵，将sca溶液均匀喷淋在经初次喷淋处理后的再生骨料上，多余的sca溶液会通过sca回流管流入sca储液仓；同时待初次喷淋回收池内开始存有液体时，打开冷凝回流管上冷水进水管阀门，后续需根据sca储液仓内液面高度补充sca溶液；此外，需根据储液池外的ph值传感器检测到的数值调整储液池外部进水管的阀门和进料口的开合，保持储液池内ph值在11.5～12.5之间，从而实现再生骨料强化容易混合蒸汽的回收利用。

28、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

29、(ⅰ)本发明的装置使用蒸汽喷淋的方式将强化溶液均匀作用于再生骨料，利用了混合蒸汽较高的分子动能和分子运动速度加强强化效果，且具有冲洗作用，能够一定程度上瓦解再生骨料表面砂浆。此外，该装置采用喷淋的方式直接作用于再生骨料的生产破碎传送带上，相比于现有的浸洗和表面喷涂处理方式不仅提高骨料强化处理效率，还降低了再生骨料的强化成本。

30、(ⅱ)本发明提出了一种新型复合的再生骨料强化溶液，填补了再生骨料高效自动强化处理装置的空白，降低了再生骨料的生产强化成本，减少了温室气体的排放，也为再生骨料强化技术进一步发展提供了参考。

31、(ⅲ)本发明利用了氢氧化钙溶液中钙离子和二氧化碳加速再生骨料表面裹附砂浆主要成分水化硅酸钙的钙化反应，降低再生骨料的孔隙率、压碎指标和吸水率。回收利用建筑固废再生骨料和二氧化碳避免了建筑垃圾大量堆放对环境造成污染，减少温室气体的排放，具有清洁环保，可持续发展的特点。

32、(ⅳ)本发明选用了小分子憎水材料硅烷偶联剂(kh-560)用以改善再生骨料与沥青界面的水稳定性：硅烷偶联剂(kh-560)能够分别于骨料和胶凝材料建立一定的化学键连接，并在骨料表面形成一层憎水薄膜，降低其吸水性，同时其自身具有良好的渗透性，能够一定程度上填充孔隙骨料内部孔隙。