[发明专利]一种废弃混凝土作为水泥生产中的活性掺合材的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用废弃混凝土作为水泥生产中的活性掺合材的方法。

背景技术

水泥，作为最大宗建筑材料之一，为降低其生产成本或改善某些性能，通常加入一定量的掺合材，即水泥通常是釆用熟料、掺合材、石膏经熟料配料系统配料后粉磨的混合物。常用的活性掺合材是水淬矿渣，其次是磷渣、钢渣、煤渣、粉煤灰及其它冶金废渣。视水泥品种及强度等级不同，掺合材通常用量占5-50%。为降低生产成本，部分水泥制造企业所用掺合材的用量高达60-80%。由于掺合材需求量巨大，而可用的活性掺合材来源有限，许多企业不得不釆用专门焙烧的烧矸石、烧页岩、烧粘土及砂岩、石灰石作为掺合材，甚至部分企业为降低生产成本釆用大量的生矸石、碳质页岩乃至粘土质矿物等直接作为掺合材，导致部分水泥除强度和凝结时间正常外，实际上是不能用于机构工程的劣质水泥，而致使豆腐渣的混凝土工程层出不穷。

另一方面，大规模的经济建设致使我国每天有超百万吨的废弃混凝土成为建筑垃圾，绝大部分被随意弃置于路沟洼地或履土掩饰，只有极少部分经破碎后用做骨料和路基填料。

众所周知，混凝土材料的基本组成是水化了的水泥石（即水泥水化后的产物）和集料（又称骨料，分细集料和粗集料）。集料通常为硅砂或碎石，少量是膨胀珍珠岩陶粒类，而碎石大多为破碎的碳酸岩即石灰石。

目前，国内外对废弃混凝土的处理方法主要是经破碎后用作填料、再生水泥或再生集料，如韩国利福姆系统公司有先从废弃混凝土中先分离出水泥石，然后将水泥石经专业焙烧炉高温处理制造再生水泥的报道；中国专利文献200510136624.7号公开了一种利用废弃混凝土活化再生水泥的技术，采用专业焙烧炉热处理并分离出再生水泥和集料。然而，现有的方法在实际应用的经济性能上和用户心理可接受度上大多不尽如人意，因此，迫切需要一种全新的经济上可行的方法以解决废弃混凝土的利用问题，同时也需要一种经济的方式拓展水泥掺合材的供应途径问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种简单易行、无投资压力、经济性好且可为大家接受的可大量利用废弃混凝土作为水泥生产中的活性掺合材的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种废弃混凝土作为水泥生产中的活性掺合材的方法，将废弃混凝土破碎至粒径≤40mm的粒状料，于回转窑水泥生产过程中，在回转窑窑头的熟料冷却带至落料口区段或篦冷机内熟料温度≥550℃的高温空间区段加入高温熟料中，利用高温熟料余热直接热活化处理粒状的废弃混凝土，经熟料余热活化处理的废弃混凝土混合在熟料中，直接作为熟料中的活性掺合材；所述废弃混凝土的加入量为回转窑烧成的原生熟料重量的1%-30%。

进一步，将废弃混凝土破碎至粒径≤20mm的粒状料。

进一步，将废弃混凝土破碎至粒径≤15mm的粒状料。

进一步，将废弃混凝土破碎至粒径≤12mm的粒状料。

进一步，所述废弃混凝土的加入量为回转窑烧成的原生熟料重量的5%-20%。

所述废弃混凝土为路桥及工民用建筑废弃混凝土，也可采用含废弃混凝土、废砖、废砂浆、废弃加气混凝土等的建筑垃圾。

所述废弃混凝土的破碎采用通用的破碎或破碎筛分设备；所述废弃混凝土的加入采用通用设备和常规方式加入。

本发明的技术原理：

1、针对混凝土的制造是水泥和砂石（集料）加水水化固化而成，废弃混凝土的基本材料组成是水泥石和集料的特点，利用水泥矿物硅酸钙、铝酸钙、铁铝酸钙、硫铝酸钙、氧化钙等水化后生成水合胶凝矿物形成水泥石，而构成水泥石的胶凝矿物水合硅酸钙、水合铝酸钙、水合铁酸钙、水合硫铝酸钙、氢氧化钙等含水矿物经热处理可脱水为非稳定状态（无定形态及亚稳定亚结晶态）生成物后又具有水化活性的特性，利用高温熟料冷却余热直接热处理活化水泥石；

2、利用废弃混凝土中的集料热处理可增加活性，如集料中常用的硅砂、硅石、花岗岩等惰性骨料热处理可产生龟裂纹并表现出一定活性，集料中常用的石灰石或白云石热处理可部分或全部分解出高活性的氧化钙，乃至废弃混凝土料粒中夹带的粘土热处理亦可分解出活性的二氧化硅、三氧化铝等，以高温熟料余热直接热处理废弃混凝土，达到回收利用脱水活化的硅酸盐胶凝矿物并使集料具有一定的活性效果；

3、利用水泥中存在一定量轻烧的高活性的非致密性游离钙不会影响水泥安定性，反而可提高初始碱浓度促进水泥水化，且可改善和易性的特性，将废弃混凝土中常用的碳酸岩质集料部分或全部转化为活性掺合材；