[发明专利]一种混凝土罐车清洗废渣的超声剥壳再生胶凝利用方法

说明书

本发明公开了一种混凝土罐车清洗废渣的超声剥壳再生胶凝利用方法。通过超声空化作用产生巨大压力，对未完全水化的水泥颗粒进行剥壳处理，实现混凝土罐车清洗废渣胶凝性再生；同时脱落的凝胶水化产物破碎成细小的纳米粒子为水泥的水化起到了晶核作用，极大地促进了水泥的水化进程，从而大幅提高混凝土的各方面性能。本发明不仅从根本上克服了混凝土罐车清洗废渣再生利用制备混凝土工作性能差、力学强度低等问题，而且实现混凝土罐车清洗废渣胶凝性再生，可以等量取代水泥大量地循环利用到实际工程中。

技术领域

本发明涉及资源回收再利用技术领域，具体涉及一种混凝土罐车清洗废渣的超声剥壳再生胶凝利用方法。

背景技术

预拌商品混凝土作为建筑行业使用的主要建筑材料之一，应用十分广泛。混凝土搅拌运输罐车是预拌商品混凝土最重要的运输工具，为了避免混凝土罐车内残余的混凝土凝结硬化及其对后续生产运输产生的不良影响，需要将罐车冲洗干净方可重新使用。据测算，日产2000m³的混凝土搅拌站每天需洗涤罐车达300余次，清除每一罐中的混凝土拌合物50kg，每天洗出的混凝土约15t。

混凝土罐车在冲洗过程产生的废弃浆体经砂石分离机处理后形成砂石骨料和混凝土泥浆，分离出来的砂石骨料可以进入混凝土生产系统循环使用。而混凝土泥浆排入沉淀池后经过逐步沉淀，形成上部的强碱性澄清液和下部的沉积废渣。强碱性澄清液和沉积废渣均难以直接利用，且受国家节能减排环保政策的影响，这些废液废渣的回收与再利用问题一直困扰着商品混凝土生产企业。对于混凝土罐车清洗沉积废渣，传统的处理做法是运送到环卫部门指定的地点进行堆放或掩埋。而废渣的大量堆积与掩埋不仅占用大量场地、降低工作效率，还会对堆填场地周围的水土环境产生不良影响。目前也有企业用废渣来制备砌块和砖，但其未能得到有效开发利用，仅可达到路基修筑和墙砖加工等低档次应用，应用范围较窄从而对废渣的吸纳能力有限。因此，如何实现混凝土罐车清洗废渣的再生利用目前已经成为一个亟待解决的问题。

将混凝土罐车清洗废渣用作混凝土矿物掺合料进入混凝土生产系统循环使用是混凝土罐车清洗废渣再生利用的有效途径。目前国内外学者对于混凝土罐车清洗废渣用于生产新拌混凝土的研究成果主要有以下几种：(1)清洗废渣的元素组成和化学组成会受到水泥类型、储存时间、脱水方式以及生产过程的影响；(2)清洗废渣具有像蜂巢一样的多孔结构，具有较高的比表面积和孔隙体积，有较高的吸水能力且比天然骨料的吸水率大几倍；(3)用废渣替代水泥，会对混凝土强度造成较大影响。一方面废渣的掺合量较低，另一方面仅能用来配制低强度等级混凝土；(4)废渣的掺入会使混凝土的可泵性能和保坍性能下降。且随着废渣掺合量的增加，净浆流动性下降，经时损失增大，保坍剂不能完全缓解经时损失。目前的研究仅探讨了混凝土罐车清洗废渣的物理化学性质以及用作掺合物时对新拌混凝土性能的影响规律。通过控制废渣的掺合量或者加入其它的外加剂来弥补废渣带来的不利影响。这些研究没有彻底解决混凝土罐车清洗废渣内掺带来的混凝土工作性能、力学性能和耐久性能大幅下降的根本问题，也没有给出完全有效的混凝土罐车清洗废渣再生利用方法。

实际上混凝土罐车清洗废渣中含有大量未完全水化的水泥颗粒，而这些水泥颗粒的外层被絮状胶凝水化产物包裹，这层絮状胶凝水化产物不再具有胶凝性能，从而对废渣制备混凝土的性能造成了巨大的影响。在混凝土罐车清洗前，罐车内残余混凝土中的水泥已经经历了数小时的水化，水泥粒子表面已形成了一层絮状的凝胶，这层凝胶使水泥发生了初步的凝结硬化。在混凝土罐车清洗过程中，高压水枪的强力冲刷对水泥浆体产生巨大的晃动和冲击，致使部分凝胶从水泥粒子表面脱离，使得原本粘结良好的水泥颗粒群被冲散，废渣直接转变成烂泥状的散渣。而被冲散后的水泥颗粒表面虽包裹着絮状胶凝水化产物，但它的胶结性能很差甚至失去了胶结性。