CN110404632A - 一种建筑废弃物再生方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑废弃物再生方法，包括以下步骤：步骤1、除杂：除去建筑废弃物中的粘土、钢材、木材、塑料、布料，得到回收料；步骤2、破碎：将回收料破碎成尺寸在20mm以下的碎粒料；步骤3、挤压：将碎粒料进行挤压得到颗粒尺寸在80μm以下的粉料；步骤4：球磨：将粉料送入球磨机内进行球磨，控制粉料中的水分含量在1％以下，在球磨机内设置与粉料流动方向相反的阻力，得到比表面积为600～1000㎡/kg的微细粉。采用本发明提供的建筑废弃物再生方法得到的微细粉，可应用于水泥、混凝土用掺合料。

Description

一种建筑废弃物再生方法及应用

技术领域

本发明属于建筑材料再生技术领域，具体涉及一种建筑废弃物再生方法及应用。

背景技术

建筑废弃物是指：修建、维护、装饰、拆除过程中所产生的所有废弃物，又名建筑固废、建筑垃圾、建渣。其中包含废：混凝土、烧结砖瓦、灰砂砖、煤灰砖、蒸汽砖、砂浆、陶瓷、玻璃、钢材、木材、塑料、布料、获取时铲带的粘土等所有废物。

改革开放40年来，国家的综合实力已取得了飞跃发展，由于城市化进程加快，旧城拆迁改造、基础设施建设规模都十分庞大，不仅需要大量的建材产品，同时也产生了规模庞大的建筑废弃物。据相关资料显示，近10年来，每年平均约产生18亿吨建筑废弃物，2017年更达到了23.79亿吨，今后每年还将以5-8％的速度增长，2018年我国拆除建筑将突破历史新高。然而我国建筑垃圾资源化回收利用的程度却非常低，2017年再生利用为1.12亿吨，利用率仅为5％左右，剩余的基本是未经处理直接填埋，不仅污染环境，还加剧了我国城市土地资源的紧张局面，严重影响了社会经济和生态环境的协调发展。

现有文献介绍建筑废弃物再生利用方法，最常见的是将其分类后用其中一种或两种制备成粗、细骨料，用于制备混凝土及其制品以及路基材料，再将分选后剩余的一种或两种如混凝土或烧结砖细粉料单独或混合利用或仅做辅材与工业废渣配合磨制成细粉料做为水泥或混凝土中的掺和料；但其选材方法不正确、制备工艺有缺陷、质量控制方法有误区导致了产品性能、使用范围等均有严重缺陷，且会产生二次污染；至今尚未发现有一种对建筑废弃物全部、无差别、高效、可靠、高附加值、无二次污染的综合利用办法的介绍，也未见任何深入研究其高活性本质的成果文献，更未见一种可靠、有效的大生产方法，所以建筑废弃物被再生利用严重偏低。建筑废弃物成分丰富多样，正好符合复合矿物掺合料需成分多样的理论。复合矿物掺合料是指由两种或两种以上的矿物掺合料按一定比例复合而成的粉体材料，矿物掺合料的复合会产生胶凝材料的复合效应，如诱导激活效应、界面耦合效应及表面微晶化效应等。矿物掺合料单掺会存在各自的局限性，矿物掺合料之间的复合则具有叠加效应或超叠加效应，不同活性的矿物掺合料复合可以发挥各自的优点以达到优势互补效果，复合矿物掺合料产生的复合效应则可以克服单掺矿物掺合料的诸多不足，所以应用复合矿物掺合料就成为提高混凝土各种性能的有效途径。

建筑废弃物在回收时通常为大块的固体料，需经过破碎、研磨成小颗粒粉料后才能回收利用，现有技术中通常需要采用球磨机对建筑废弃物进行球磨，而在球磨过程中，物料颗粒因摩擦会产生大量热能，使球磨机内部温度升高，而被研磨的建筑废弃物中通常含有1％～6％的水分，水分在研磨中由于温度升高而变为水蒸气，水蒸气在球磨机内积累，使球磨机内部形成高温高湿环境，在高温高湿环境中，水分和静电的共同作用，研磨过程中形成的细颗粒粉料吸附在球磨机内壁、隔仓、出仓箅板表面、研磨体表面，从而在球磨机内产生糊磨，随着球磨时间的增加，糊磨越来越严重，最终可能导致球磨机停止运转，进行人工处理后才能恢复，严重影响产、质量和运转率，且单位能耗将大幅上升。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种全新的、无差别的全部建筑废弃物再生方法及应用。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种建筑废弃物再生方法，包括以下步骤：

步骤1、除杂：除去建筑废弃物中的粘土、钢材、木材、塑料、布料，得到回收料；

步骤2、破碎：将回收料破碎成尺寸在20mm以下的碎粒料；

步骤3、挤压：将碎粒料进行挤压得到颗粒尺寸在80μm以下的粉料；

步骤4：球磨：将粉料送入球磨机内进行球磨，控制粉料中的水分含量在1％以下，在球磨机内设置与粉料流动方向相反的阻力，得到比表面积为600～1000㎡/kg的微细粉。

本发明提供的建筑废弃物再生方法，将建筑废弃物中的粘土、钢材、木材、塑料、布料除去后得到回收料，然后将回收料通过一系列的破碎、挤压、球磨得到比表面积为600～1000㎡/kg的微细粉，球磨过程中，控制粉料产品中的水分含量在1％以下以避免糊料，此时，粉料的流动性很强，难以与球磨机内的研磨球有效接触，从而难以达到理想的球磨效果，因此，本发明通过在球磨机内设置与粉料流动方向相反的阻力，阻挡粉料的流动，减缓粉料的活动性，从而使粉料可以被有效的球磨成比表面积在600～1000㎡/kg的微细粉。

具体的，在球磨机内沿出料口指向进料口的方向送风以产生与粉料流动方向相反的阻力；更具体的，球磨机可以是使用发明专利：ZL201420607310.5进行技改后的球磨机，所述球磨机包括球磨筒，收集仓；收集仓一端通过出仓箅板与球磨筒相通；收集仓另一端上部通过风管与风机相连，下部通过料管与料库相通；所述收集仓内还设置有引风管，引风管一端伸入球磨筒内，另一端伸入风管内，引风管与风管或收集仓之间设置有挡风板；收集仓壳体上设置有引风口。球磨过程中，进入球磨筒的空气，分别来自球磨筒前部的进风口，以及球磨筒后部的收集仓的引风口，由于挡风板的锁风作用，使后部的空气从引风口进入收集仓再通过出仓箅板进入球磨筒，形成前后部同时进风；从引风管伸入球磨筒的一端的端口吸风(抽风)，再从引风管的另一端排风从抽风口进行抽风，以控制球磨机内的温度在适当范围内，并及时排出物料蒸发的水分，减少或避免糊磨的产生，改善球磨机工况、增加研磨效率、增加粉料的易磨性，从而控制粉料产品中的水分含量在1％以下并得到比表面积大于600㎡/kg的微细粉，解决了球磨机生产高比表面产品能耗过高的技术难题。

还可以在球磨机内腔设置挡片以产生与粉料流动方向相反的阻力，具体的，所述球磨机包括球磨筒，球磨筒内腔前端设置进料口，后端设置出料口，球磨筒内腔的出料口与进料口之间设置隔仓板，隔仓板上设置通孔，隔仓板与出料口之间且靠近出料口的一段内腔壁上设置挡片，挡片与内腔壁呈夹角；更具体的，挡片与内腔壁的内切面呈15～45°的夹角；例如：球磨筒是横截直径为3m，长度为13m的圆筒状，挡片设置的范围为靠近出料口0到2.6～3m的筒段范围内，挡片的高度为20mm，相邻挡片之间的距离为30～50cm，采用上述结构的球磨筒对水分含量在1％以下的粉料进行步骤4的球磨，其台产量可达60～70T/h，而没有挡片的球磨机，粉料的流速过快而快速的从球磨筒内流出，从而导致球磨效果不理想，球磨后的粉料的比表面积难以达到理想的600㎡/kg。

具体的，所述步骤4中控制球磨机内温度为90～100℃。

具体的，所述步骤3中将碎粒料与助磨剂按照1000：1～1.5的重量比混合后送入辊压机中进行挤压得到粉料；进一步的，所述助磨剂为满足GB/T26748-2011标准的产品。

具体的，所述步骤3中采用辊压机对碎粒料进行挤压，然后送入V型选粉机选出80μm筛筛余小于30％的粉料进入步骤4的球磨，未被V型选粉机选中的粗料送回辊压机继续挤。

具体的，若回收料中红砖较多，产品颜色不符合要求时，所述步骤3中向碎粒料中加入调色料后再进行挤压，所述调色料为钢渣、锰渣、黑色矿渣、炉渣、粉煤灰中的至少一种作为黑色调色料对产品进行调色。

具体的，所述回收料包括废烧结砖瓦、废砂砖、废蒸汽砖、废煤灰砖、废混凝土、废砂浆、废陶瓷。

利用上述建筑废弃物再生方法得到的微细粉可应用于水泥、混凝土用掺合料；具体的，应用于水泥掺合料的方法具体为：将微细粉与水泥熟料粉、石膏粉按照重量比混合后配制成符合国标要求的水泥产品，具体重量比按照不同品种、标号水泥的国标要求进行配比；应用于混凝土掺合料的使用方法具体为：将微细粉替代部分生产混凝土时掺入的胶凝材料水泥、粉煤灰、矿粉，具体替代重量比根据不同地区的沙、石等地材质量和砼强度等级通过试配确定。

上述建筑废弃物再生方法的步骤2中得到的碎粒料还可以应用于水泥掺合料，应用方法具体为：将碎粒料与水泥熟料、石膏按照国标要求的重量比进行混合后磨制得到水泥产品。

本发明的有益效果为：

(1)、本发明提供的一种建筑废弃物再生方法及应用，将建筑废弃物中的粘土、钢材、木材、塑料、布料等杂质除去后得到回收料，然后将回收料通过一系列的破碎、挤压、球磨得到比表面积为600～1000㎡/kg的微细粉，球磨过程中，控制粉料产品中的水分含量在1％以下以避免糊料，此时，粉料的流动性很强，难以与球磨机内的研磨球有效接触，从而难以达到理想的球磨效果，因此，本发明通过在球磨机内设置与粉料流动方向相反的阻力，阻挡粉料的流动，减缓粉料的活动性，从而使粉料可以被有效的球磨成比表面积在600～1000㎡/kg的微细粉，制成的微细粉可应用于替代混凝土中的部分胶凝材及部分或全部粉煤灰、矿粉，还能应用于替代水泥中的部分或全部掺合材料。

(2)、本发明提供的建筑废弃物再生方法，对建筑废弃物进行无差别处理，无需将废弃物中的废砖材、废瓦材、废水泥、废砂浆、废混凝土、废陶瓷进行分类后再分别处理，在再生过程中完全做到了无差别全部利用，且没有二次污染，再生得到的微细粉比表面积大、活性指数高、使用范围广。

附图说明

图1为实施例1、2中采用的球磨机侧视图；

图2为图中A-A剖视图；

图3为图1为B-B剖视图；

其中，1为球磨筒，11为进料口，12为出料口，2为隔仓板，21为通孔，3为挡片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例提供一种建筑废弃物再生方法，包括以下步骤：

步骤1、除杂：除去建筑废弃物中的粘土、钢材、木材、塑料、布料，得到回收料，回收料中包括废混凝土、废烧结砖瓦、废砂砖、废蒸汽砖、废煤灰砖、废砂浆、废陶瓷；

步骤2、破碎：将回收料破碎成尺寸在20mm以下的碎粒料；

步骤3、挤压：将碎粒料置于辊压机内进行挤压，然后送入V型选粉机中得到颗粒尺寸在80μm筛筛余小于30％以下的粉料；

步骤4：球磨：将粉料置于球磨机内，加入助磨剂后进行球磨得到微细粉，所述助磨剂为市场上购买的水泥助磨剂，本实施例所用球磨机包括球磨筒1，球磨筒1内腔前端设置进料口11，后端设置出料口12，球磨筒1内腔的进料口11与进料口12之间设置隔仓板2，隔仓板2上设置通孔21，隔仓板2与出料口11之间且靠近出料口12的一段内腔壁上设置挡片3，挡片3与内腔壁的内切面呈30°的夹角，其中，球磨筒1是横截直径为3m，长度为13m的圆筒状，隔仓板2设置于距离进料口5m处，挡片3设置的范围为靠近出料口0到3m的筒段范围内，挡片的高度为20mm，相邻挡片之间的距离为40cm；球磨过程中，控制球磨机内腔的温度为90～100℃、球磨时间为30分钟，从而控制粉料产品中的水分含量在1％以下。

实施例2

对实施例1步骤1得到的废混凝土、废烧结砖瓦、废砂砖、废蒸汽砖、废煤灰砖、废砂浆、废陶瓷分别进行收集，取相同重量份的废混凝土、废烧结砖瓦、废砂砖、废蒸汽砖、废煤灰砖、废砂浆、废陶瓷混合后按照实施例1中提供的步骤2至4进行处理得到微细粉。

实施例3

本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤4中采用球磨机是使用发明专利：ZL201420607310.5进行技改后的球磨机，所述球磨机包括球磨筒，收集仓；收集仓一端通过出仓箅板与球磨筒相通；收集仓另一端上部通过风管与风机相连，下部通过料管与料库相通；所述收集仓内还设置有引风管，引风管一端伸入球磨筒内，另一端伸入风管内，引风管与风管或收集仓之间设置有挡风板；收集仓壳体上设置有引风口；球磨过程中，通风控制球磨机内的温度为90～100℃、球磨时间为30分钟，从而控制粉料产品中的水分含量在1％以下。

实施例4

对实施例3步骤1得到的废混凝土、废烧结砖瓦、废砂砖、废蒸汽砖、废煤灰砖、废砂浆、废陶瓷分别进行收集，取相同重量份的废混凝土、废烧结砖瓦、废砂砖、废蒸汽砖、废煤灰砖、废砂浆、废陶瓷混合后按照实施例3中提供的步骤2至4进行处理得到微细粉。

对照例

对照例为实施例1的对照例，与实施例1的区别之处在于将实施例1步骤1中得到的废混凝土、废烧结砖瓦、废砂砖、废蒸汽砖、废煤灰砖、废砂浆、废陶瓷分别按照实施例1中提供的步骤2至4进行处理。

将上述实施例1至4和对照例步骤4中得到微细粉的细度、比表面积、活性指数、胶砂抗压强度增长比进行测试，其中，细度、活性指数、胶砂抗压强度增长比按JG/T486-2015标准实施检测，检测结果如下表1所示：

表1测试结果

通过上表1可知，实施例1至4与对照例表明：通过统一产量研磨得到的微细粉，其比表面积、活性指数、胶砂抗压强度增长比整体优于对照例中各原料分开球磨得到的微细粉，可见，采用本发明提供的方法将除杂后的混合回收料进行球磨得到微细粉的品质优于将各原料单独进行球磨得到的微细粉；而实施例1、3分别与实施例2、4中采用相同方法对不同的建筑废弃物进行再生处理，得到的微细粉的比表面积与活性接近，可见，改变掺配比例后，采用相同的研磨时间得到个样间微细粉的比表面积和活性指数变化都不大，各分类材料重量百分比在建筑废弃物中发生较大变化时，对微细粉产品品质影响有限，品质的波动在正常范围，解除了建筑废弃物混合使用时单个分类材料质量占比发生变化可能对生产的微细粉体材料带来的质量波动风险的担忧；实施例1和实施例3中得到的微细粉各项性能基本相同，说明采用实施例1中在球磨机内腔设置挡片和采用实施例3中设置与粉料流动方向相反的风都能产生与粉料流动方向相反的阻力，从而得到理想的微细粉。

其中，JG/T486-2015中给出的复合矿物掺合料技术指标如下表2所示：

表2复合矿物掺合料技术指标

综上所述，在同一时间内混合研磨较单独研磨得到细粉料的比表面积、活性指数均有明显的增长，而且无论怎样改变掺配比例，相同的研磨时间得到个样的比表面积和活性指数变化都不大，较单独材料研磨个样间的差距有显著降低。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (11)

1.一种建筑废弃物再生方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、除杂：除去建筑废弃物中的粘土、钢材、木材、塑料、布料，得到回收料；

步骤2、破碎：将回收料破碎成尺寸在20mm以下的碎粒料；

步骤3、挤压：将碎粒料进行挤压得到颗粒尺寸在80μm以下的粉料；

步骤4：球磨：将粉料送入球磨机内进行球磨，控制粉料中的水分含量在1％以下，在球磨机内设置与粉料流动方向相反的阻力，得到比表面积为600～1000㎡/kg的微细粉。

2.根据权利要求1所述的建筑废弃物再生方法，其特征在于，在球磨机内沿出料口指向进料口的方向送风以产生与粉料流动方向相反的阻力。

3.根据权利要求1所述的建筑废弃物再生方法，其特征在于，在球磨机内腔设置挡片以产生与粉料流动方向相反的阻力。

4.根据权利要求1所述的建筑废弃物再生方法，其特征在于，所述步骤4中控制球磨机内温度为90～100℃。

5.根据权利要求1所述的建筑废弃物再生方法，其特征在于，所述步骤3中将碎粒料与助磨剂按照1000：1～1.5的重量比混合进行挤压得到粉料。

6.根据权利要求1所述的建筑废弃物再生方法，其特征在于，所述步骤3中采用辊压机对碎粒料进行挤压，然后送入V型选粉机选出80μm筛筛余小于30％的粉料进入步骤4的球磨，未被V型选粉机选中的粗料送回辊压机继续挤压。

7.根据权利要求1所述的建筑废弃物再生方法，其特征在于，所述步骤3中向碎粒料中加入调色料后再进行挤压，所述调色料为钢渣、锰渣、黑色矿渣、炉渣、粉煤灰中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的建筑废弃物再生方法，其特征在于，所述回收料包括废烧结砖瓦、废砂砖、废蒸汽砖、废煤灰砖、废混凝土、废砂浆、废陶瓷。

9.利用权利要求1至6任一所述建筑废弃物再生方法得到的微细粉的应用，其特征在于，应用于水泥掺合料，应用于方法具体为：将微细粉与水泥熟料粉、石膏粉按照重量比混合后配制成符合国标要求的水泥产品；或者，应用于混凝土掺合料，应用方法具体为：将微细粉替代部分生产混凝土时掺入的胶凝材料水泥、粉煤灰、矿粉。

10.一种用于权利要求1所述的建筑废弃物再生方法的球磨机，其特征在于，包括球磨筒，球磨筒内腔前端设置进料口，后端设置出料口，球磨筒内腔的出料口与进料口之间设置隔仓板，隔仓板上设置通孔，隔仓板与出料口之间且靠近出料口的一段内腔壁上设置挡片，挡片与球磨筒内腔壁呈夹角。

11.根据权利要求3所述的球磨机，其特征在于，所述挡片与球磨筒内腔壁的内切面呈15～45°的夹角。