廢棄混凝土活化再生水泥技術的製作方法

2023-11-04 03:01:12 1

專利名稱：廢棄混凝土活化再生水泥技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種建築材料再生技術，具體涉及到廢棄砼回收利用活化處理製造再生水泥及再生集料技術。
背景技術：
水泥是以石灰石、粘土類等原料經「兩磨一燒」製造的無機膠凝材料。每生產一噸水泥熟料約需消耗1.1噸石灰石、0.18噸粘土類、0.14噸標煤，同時排放約1噸CO2等大氣汙染物。我國是一個人口多、底子薄、資源相對匱乏的發展中國家，基本建設需要大量的水泥，水泥消耗量佔世界的40％，2004年全國水泥產量達9336萬噸，預計2005年水泥總產量將突破10×108噸。水泥的生產對資源的消耗及環境汙染過重，已影響到社會及經濟的可持續發展。同時，我國目前每天產生的廢棄砼達50萬噸以上，幾乎全部棄置，僅極少量破碎後用作集料及路基填料。
目前，國內外對廢棄砼的處理技術主要集中在破碎後作填料及再生集料(骨料)，國外專利技術如韓國「利福姆系統」公司中有從廢棄砼中分離水泥石然後經高溫處理製造再生水泥的報導。因國情環境差異，我國水泥市場競爭激烈，事實上各標號水泥生產時均已摻有20～60％摻合材，水泥石礦物及集料有較大差異，國外專利技術適應性較差。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是解決上述現有技術存在的高能耗、汙染嚴重問題，而提供一種低能耗大量回收利用廢棄砼，製造體積穩定性、耐久性及施工性能好、工藝簡單、投資少、節約資源、有利環保和循環經濟的廢棄混凝土活化再生水泥及再生集料技術。
本發明採用的技術方案是視砼原水泥品種及集料種類和產品用途，將廢棄砼粗碎、分離掉鋼筋及部分粗集料後，於550℃～950℃熱處理後、再經破碎後過篩分離粗集料和部分細集料，加輔助料預粉磨或先預粉磨分離掉大部分細集料再加輔助料一起粉磨至80um篩餘＜15％，或加輔助料一起粉磨利用選粉機分離出集料，成品細度＜15％，或將廢棄砼破碎分離掉鋼筋及大部分集料後、再熱處理、加輔助料、粉磨至80um篩餘＜15％。即為再生水泥，分離的粗、細集料即骨料作為再生集料。
上述破碎包括衝擊式破碎或噴射式破碎或其它方式破碎，粉磨包括球磨機裝小球或鍛粉磨或其它粉磨方式。再生水泥的重量百分比為水泥石50～99.6％、輔助料0.4～50％。其中熱處理溫度850℃以下的可生產42.5MPa級或32.5MPa級水泥或低標號水泥，850℃～950℃熱處理的水泥石砼再生水泥為低標號砌築水泥。
上述再生水泥配比中的水泥石指廢棄砼分離掉鋼筋及集料熱處理後的無機物，其中允許含有部分集料。
上述中的輔助料指石灰包括生石灰、熟石灰、石灰渣、電石渣、硫酸鹽及亞硫酸鹽包括硫酸鈉、硫酸鉀、石膏含煅燒石膏、硫氰酸鈉、硫氰酸鉀、硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸鈣、明礬含燒明礬、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸銨、氯鹽包括氯化鈣、氯化鉀、氯化鈉、氯化銨、氯化鎂、氯化鋰、氯化鋁、氯化亞錫、氯化錳、氯化鐵、氯化亞鐵、碳酸鹽包括碳酸鈉、硫酸鉀、碳酸氫銨、碳酸銨、無機聚合物包括聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵、氟鋁酸鹽包括氟鋁酸鈉、氟鋁酸鉀、氟鋁酸鈣、氟鋁酸鎂、氟矽酸鹽包括氟矽酸鈉、氟矽酸鉀、氟矽酸鈣、氟矽酸鎂、氟化物包括氟化鈉、氟化鉀、氟化矽、氟化鋁、鋁酸鹽包括鋁酸鈉、鋁酸鉀、鋁酸鋰、鋁酸鎂、鋁酸鈣、硫鋁酸鹽包括硫鋁酸鈣、硫鋁酸鉀鈉、硼酸及硼酸鹽、檸檬酸及檸檬鹽、酒石酸及酒石酸鹽、磷酸及磷酸鹽、多聚磷酸及鹽、脲素、硝酸鹽及亞硝酸鹽、甲酸鹽、乙酸鹽、多元醇及下腳料、水玻璃包括鈉水玻璃、鉀水玻璃、鋰水玻璃、水泥包括礬土水泥、硫鋁酸鹽水泥、高鋁水泥、矽酸鹽水泥及熟料、熟石膏粉、磷酸二氫鋁、磷酸鋁、燒礬土、燒粘土、活性白土、赤泥及燒赤泥、海泡石、蛭石、膨潤土、沸石、凹凸棒土粉、硅藻土、浮石、火山灰、氫氧化鋁、礦渣及礦渣粉、鋼渣及鋼渣粉、錳渣及錳渣粉、磷渣及磷渣粉、鉛鋅渣及鉛鋅渣粉、粉煤灰及爐渣、石煤渣、矸石渣、垃圾灰渣、三乙醇胺、三異丙醇胺、甲基乙醇胺及殘液、丙三醇、丙二醇、木鈉、木鎂、木鈣、萘系減水劑、蜜胺系減水劑、氨基磺酸鹽系減水劑、多元接枝共聚物減水劑、多元羧酸類減水劑、糖鈣、助磨劑、早強劑、減水早強劑、緩凝劑、促凝劑、增稠劑、保水劑、纖維包括礦物、植物或合成纖維、乳膠粉、聚乙烯醇、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、甲基纖維素及其它水溶性樹脂、改性澱粉中的一種或幾種。
廢棄砼經我們近四年的反覆試驗分析及中試生產廢棄砼經適當分選、活化、添加輔助料一起粉磨可再生32.5MPa級、42.5MPa級水泥及砌築水泥。每100噸廢棄砼可再生25～40噸32.5級或42.5級水泥或40噸以上砌築水泥，體積穩定性、耐久性及施工性能等均符合相關標準；同時，每100噸廢棄砼可再生60～75噸粗、細集料，性能優於或等同於原採用的粗、細集料。
本發明解決了如下的技術問題①低能耗地大量回收利用廢棄砼；②水泥石砼的分離；③水泥石礦物的活化；④體積穩定性和耐久性；⑤再生水泥的可施工性；⑥集料的再生利用；⑦生產工藝相對簡單，投資較少，便於推廣應用。本發明的技術原理是對水泥石膠凝礦物活化再生，其活化技術包括三個方面①熱處理活化對水泥水化礦物如水化矽酸鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣、水化硫鋁酸鈣、氫氧化鈣等含水礦物熱處理脫水為非穩定狀態(無定形態以及亞穩定亞結晶態)生成物。
②機械活化水泥石中＞10um熟料粒子中未水化礦物一般達30～70％，機械活化可有效獲得熟料強度。
③加輔助料化學活化，並調整可施工性。
集料的分離及再生集料採用粗集料部分預分離及熱處理後分段分離集料技術，分選的集料作為再生粗集料和細集料。
本發明的優點和顯著效果1.利用了廢棄混凝土製造水泥，採用了活化再生原理。
2.工藝簡單且可調性好，依廢棄砼所用原水泥品種及集料(骨料)種類和產品要求可生產32.5級或42.5級水泥或砌築水泥。分離分級處理的集料作為再生集料。
3.處理能耗低，僅為傳統水泥能耗的18～45％。
4.再生水泥的各項物理力學性能及施工性能可與傳統水泥相當，可解決長期以來廢棄砼棄置問題。
5.再生水泥為基本建設提供了一類新型無機膠凝材料，有利於減輕水泥工業對資源過度消耗及環境汙染，有利於建設節約型社會，實施循環經濟。
具體實施例方式
實施例1取京珠高速公路廢棄砼，原使用水泥為42.5級普通水泥，原砼標號C30，經粗碎分選，710℃熱處理後再破碎分選的水泥石加6.5％輔助料，粉磨細度為80um篩餘1.9％，再生水泥產出率31.3％。標準稠度需水量22.6％，初凝3:10、終凝4:45，3天抗壓21.4MPa、抗折4.7MPa，28天抗壓47.6MPa，抗折8.1MPa，安定性合格。分離的再生粗、細集料合乎砼集料使用要求。
實施例2取廢棄砼梁板，原使用水泥42.5級普通水泥，經分選750℃熱處理後的水泥石加7.5％輔助料一起粉磨，細度80um篩餘3.7％，再生水泥產率35.6％。標準稠度23.2％，初凝2:55、終凝4:03，3天抗壓16.9MPa、抗折4.5MPa，28天抗壓36.7MPa、抗折7.1MPa，安定性合格。分離再生的集料合乎砼集料要求。
實施例3取地坪廢棄砼，原使用水泥32.5級，粗細骨料為石灰石，經分選900℃熱處理後的水泥石，加9.5％輔助料一起粉磨，80um細度篩餘2.9％，再生砌築水泥產率58％。標準稠度29.7％，初凝4:30、終凝5:53，3天抗壓8.7MPa，7天抗壓18.9MPa，28天抗壓29.6MPa，安定性合格。
權利要求
1.一種廢棄混凝土活化再生水泥技術，其特徵在於視砼原水泥品種及集料種類和產品用途，將廢棄砼粗碎、分離掉鋼筋及部分粗集料後，於550℃～950℃熱處理後、再經破碎後過篩分離粗集料和部分細集料，加輔助料預粉磨或先預粉磨分離掉大部分細集料再加輔助料一起粉磨至80um篩餘＜15％，或加輔助料一起粉磨利用選粉機分離出集料，成品細度＜15％，或將廢棄砼破碎分離掉鋼筋及大部分集料後、再熱處理、加輔助料、粉磨至80um篩餘＜15％。即為再生水泥，分離的粗、細集料即骨料作為再生集料。
2.根據權利要求1所述的廢棄混凝土活化再生水泥技術，其特徵在於再生水泥的重量百分比為水泥石50～99.6％、輔助料0.4～50％。其中熱處理溫度850℃以下的可生產42.5MPa級或32.5MPa級水泥或低標號水泥，850℃～950℃熱處理的水泥石砼再生水泥為低標號砌築水泥，水泥石指廢棄砼分離掉鋼筋及集料熱處理後的無機物，其中允許含有部分集料。
3.根據權利要求1所述的廢棄混凝土活化再生水泥技術，其特徵在於所述的輔助料指石灰包括生石灰、熟石灰、石灰渣、電石渣，硫酸鹽及亞硫酸鹽包括硫酸鈉、硫酸鉀、石膏含煅燒石膏、硫氰酸鈉、硫氰酸鉀、硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸鈣、明礬含燒明礬、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸銨，氯鹽包括氯化鈣、氯化鉀、氯化鈉、氯化銨、氯化鎂、氯化鋰、氯化鋁、氯化亞錫、氯化錳、氯化鐵、氯化亞鐵，碳酸鹽包括碳酸鈉、硫酸鉀、碳酸氫銨、碳酸銨，無機聚合物包括聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵，氟鋁酸鹽包括氟鋁酸鈉、氟鋁酸鉀、氟鋁酸鈣、氟鋁酸鎂，氟矽酸鹽包括氟矽酸鈉、氟矽酸鉀、氟矽酸鈣、氟矽酸鎂，氟化物包括氟化鈉、氟化鉀、氟化矽、氟化鋁，鋁酸鹽包括鋁酸鈉、鋁酸鉀、鋁酸鋰、鋁酸鎂、鋁酸鈣，硫鋁酸鹽包括硫鋁酸鈣、硫鋁酸鉀鈉，硼酸及硼酸鹽、檸檬酸及檸檬鹽、酒石酸及酒石酸鹽、磷酸及磷酸鹽、多聚磷酸及鹽、脲素、硝酸鹽及亞硝酸鹽、甲酸鹽、乙酸鹽、多元醇及下腳料、水玻璃包括鈉水玻璃、鉀水玻璃、鋰水玻璃、水泥及熟料、熟石膏粉、磷酸二氫鋁、磷酸鋁、燒礬土、燒粘土、活性白土、赤泥及燒赤泥、海泡石、蛭石、膨潤土、沸石、凹凸棒土粉、硅藻土、浮石、火山灰、氫氧化鋁、礦渣及礦渣粉、鋼渣及鋼渣粉、錳渣及錳渣粉、磷渣及磷渣粉、鉛鋅渣及鉛鋅渣粉、粉煤灰及爐渣、石煤渣、矸石渣、垃圾灰渣、三乙醇胺、三異丙醇胺、甲基乙醇胺及殘液、丙三醇、丙二醇、木鈉、木鎂、木鈣、萘系減水劑、蜜胺系減水劑、氨基磺酸鹽系減水劑、多元接枝共聚物減水劑、多元羧酸類減水劑、糖鈣、助磨劑、早強劑、減水早強劑、緩凝劑、促凝劑、增稠劑、保水劑、纖維包括礦物、植物或合成纖維、乳膠粉、聚乙烯醇、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、甲基纖維素及其它水溶性樹脂、改性澱粉中的一種或幾種。
全文摘要
一種廢棄混凝土活化再生水泥技術，將廢棄砼粗碎、分離，於550℃－950℃熱處理後，再破碎、過篩分離後，加輔助料一起粉磨至80um篩餘＜15％，或加輔助料粉磨、分離，成品細度＜15％，或將廢棄砼破碎、分離，再熱處理，加輔助料粉磨至80um篩餘＜15％，即為再生水泥，分離的集料為再生集料。本發明低能耗大量回收利用廢棄砼，再生水泥體積穩定性、耐久性及施工性能好，工藝簡單，投資少，節約資源，有利環保和循環經濟。
文檔編號C04B18/16GK1990410SQ20051013662
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月27日 優先權日2005年12月27日
發明者尹小林 申請人:尹小林