[发明专利]一种水泥混凝土循环再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种水泥混凝土循环再生方法，包括废弃混凝土中集料浆体剥离、集料再生与浆体再生三部分，本方法适应于不同等级混凝土的循环再生。

背景技术

水泥混凝土由于廉价、高强和容易被制成要求的形状而成为目前用量最大的材料，但是近年来由于水泥巨大的碳排放(每生产和使用1吨水泥约排放0.6～1吨二氧化碳)，资源消耗和能耗高，不易再生利用而备受诟病。但是作为现代建筑业的基石，水泥混凝土将在今后很长时间里作为不可替代的建筑材料而被广泛使用。因此如何真正实现混凝土的循环再生是目前水泥混凝土材料面临的巨大的技术挑战之一。

目前再生集料混凝土(Recycled Aggregate Concrete，RAC)的研究已经成了全球的热点。再生骨料的方法主要分为两类：一类是直接将废弃混凝土破碎，作为路基填料、路面基层骨料或中低强度混凝土的骨料，研究表明采用这种骨料混凝土的需水量明显增加、强度和模量有所降低，也有研究者利用这种再生骨料制备高强高性能混凝土，大量的研究表明这种集料仍然不可能达到原生骨料混凝土的性能；另外一类是采用升温处理废弃混凝土，使得混凝土中砂浆和粗骨料剥离，将粗骨料回收利用，文献中可见的升温剥离方法包括350℃煅烧、500～550℃煅烧、600～620℃煅烧以及热疲劳等多种方法，其中以550℃以上温度煅烧剥离比较常见。有研究表明采用该剥离方法制备的回收骨料对混凝土也有不利影响，认为可能是由于升温使得骨料出现了温度应力或使得骨料部分分解。总体而言：这类技术只是实现的极少数废弃混凝土的综合利用，这种再生也必将产生大量的废弃混凝土，谈不上混凝土的循环再生。

本发明提供了一种水泥混凝土循环再生的方法。其中集料与浆体的剥离采用的是微波煅烧的方法，微波的最大特点是整体的升温，由于微波具有很强的穿透性，对混凝土整体进行加热，可以提高混凝土进入窑炉的尺寸从而减少破碎能耗；利用在微波的辐射下不同材料的吸波和升温性能不同而达到的温度不同，实现差别化升温，由于混凝土中水泥浆体里往往含有一定的水分以及大量的氧化铝、氧化铁等吸波能力强的物质而升温比较快，而集料中的钙、硅等的氧化物则吸波性比较差而升温慢，从而实现的差别化的升温，使得浆体由于升温比较快逐渐失去胶凝性，而集料由于升温慢而保持了自身化学和力学性质的稳定性而不会影响其作为集料的技术性能，另外由于两者的温差而促进了浆体和集料的剥离。由于集料在混凝土中体积分数在75％左右，由于集料升温幅度小，剥离混凝土所需的能耗也相应大幅度低，是一种更具应用前景的再生方式。

本发明提出了一种新的集料再生技术，通过一种转动的筒体或振动筛，利用废弃混凝土、集料之间的相互碰撞，使得经过微波处理而失效的混凝土中浆体和集料逐渐剥离，集料被分级筛分后制备标准化的再生骨料，由于骨料没有受过过度高温，不会因为温升而导致温度应力和化学分解，其技术性能和普通骨料无异，且粒形会更合理。

本循环再生方法将剥离后的水泥浆体掺配校正原料经过煅烧制成水泥，可以充分缓解水泥生产对资源的过度消耗。本方法真正实现了水泥混凝土中不可再生资源的永续利用，这种方式在国内外的文献中未见报道。

发明内容

本发明目的旨在提供一种水泥混凝土循环再生方法。

本发明的一种水泥混凝土循环再生方法，包括废弃混凝土中集料浆体剥离、集料再生与浆体再生三部分，所述的废弃混凝土中集料与浆体剥离，采用微波热处理的方法，利用浆体和集料对微波吸波能力的差异，将废弃混凝土投入有微波发生器的密闭设备内接受微波辐射升温直至混凝土被辐射酥化，将酥化的混凝土在有网格状内衬的筒体中旋转，利用其相互间的碰撞使浆体和集料彻底剥离；所述的集料再生是将混凝土剥离出的集料，经选粉机收集一部分水泥浆体脱水相粉体后的剩余部分通过分级筛分，制成不同粒级的再生集料；所述的浆体再生是根据水泥浆体脱水相化学成分的不同，有针对性的掺配矫正原料，使其率值达到硅酸盐水泥生料的要求，随后采用传统窑炉或微波进行烧结并制备硅酸盐水泥。

本发明的方法中，废弃混凝土集料与浆体微波热处理剥离的工艺是，先将废弃混凝土初破至不大于500mm，回收其中的钢筋和其他金属；将初破废弃混凝土投入有微波发生器的密闭设备内接受微波辐射升温，使浆体在微波辐射作用下温度快速升高到550～1000℃，从而失去胶凝性，而集料由于吸波能力较差温度仍在100～450℃，最大限度减少集料内部的温度应力，保持骨料的完好，此时骨料和浆体直接的粘结力很弱，混凝土的整体强度不高于1.5MPa。