一种利用再生微粉制备人造骨料的方法技术

本发明专利技术是和目前人造骨料，人造陶粒不同的思路，它是利用建筑废弃料中的再生微粉为原料，添加少量的水泥，通过造粒技术和二氧化碳养护技术来制备低耗能的人造骨料。本产品大大的提高了对建筑废弃料中再生微粉的使用率，并且制备出来的人造骨料可以部分使用在非承重结构中，缓解天然骨料的供需压力。本发明专利技术使用二氧化碳养护技术取代原来高温烧结技术，大大的降低了人造骨料生产过程中的耗能和成本，有利于骨料的批量生产。该人造骨料实用性强，经济价值高，工艺简单，不产生有害物质，既有利于人造骨料的大规模推广，又可以解决废弃建筑料的回收利用问题，一举两得。

A method of preparing artificial aggregate with recycled micro powder

【技术实现步骤摘要】
一种利用再生微粉制备人造骨料的方法
本专利技术属于绿色建筑材料
，涉及一种利用建筑废弃料再生微粉和二氧化碳养护技术生产人造骨料的制备方法。
技术介绍
在我国现阶段的城镇化发展进程中，大规模的拆迁和建设工程产生了大量的建筑废弃料，不仅占用大量的土地资源，还对周围生态环境造成极大破坏。建筑废弃料的资源化利用不仅能减轻对环境的污染，还能节省天然资源,缓解供求矛盾,是可持续发展战略的一个重要组成部分。在建筑废弃料中废弃混凝土资源化的产物主要为再生骨料和再生微粉，其中再生微粉的粒径小于0.16毫米的粉体称为混凝土再生微粉，约占原材料质量的15％。本专利主要对建筑废弃料中的再生微粉进行人造骨料的制备。人造骨料的成型过程主要通过工业造粒来实现，从工艺技术上可以广义的分为两类，一是成型加工法(压力成型),主要将粉状物料通过特定的设备和压力,处理为需要的形状、成分、密度等的团块物料；另一类是粒径增大法,主要是把细粉末团聚成较粗的颗粒。本专利主要通过粒径增大法，使用盘式造粒机进行人造骨料的制备。刚刚制备出来的人造骨料，其强度远远达不到预期效果，利用二氧化碳养护技术，可以缩短人造骨料硬化的时间，更使增加水泥基材料的强度。从理论上来讲，碳化硬化主要是通过CO2溶解于水中，形成2H+,CO32-和HCO3-离子，然后与材料中的Ca2+或Mg生成絮状沉淀物，将颗粒相互吸附增加骨料强度。经过大量的研究表明，当胶凝材料初步暴露在CO2中时，最初的反应似乎是一种加速水化作用，加速硅酸盐形成C-S-H凝胶和方解石。碳化硬化3分钟后C3S的程度与水化反应12小时后的相似，随着碳化反应的继续，凝胶和氧化钙的含量逐渐降低，但材料强度的发展要比普通水化反应快得多。因此，本专利使用二氧化碳养护技术不仅提高人造骨料的强度和其他物理性能同时还能起到固碳，减少二氧化碳的作用。本专利专利技术基于大量的可回收建筑废弃料再生微粉的情况，通过其自身特点，利用造粒技术和二氧化碳养护技术，生产出一种轻质，低强度，绿色的骨料：再生微粉人造骨料。目前关于利用造粒技术和二氧化碳养护技术来制备人造骨料的专利及文献较少。其中中国专利(公开号为：CN103214202A)将石英作为原料并通过高温烧结制备光催化降解气体污染物的环保型人造骨料；中国专利(公开号为：CN105110810A)利用矿渣和水泥制备高强度憎水性陶粒，上述方法没有做到把建筑废弃料中的再生微粉进行资源化利用，而且在制备骨料的过程中都是通过高温烧结工艺，使得产品的制造工艺耗能高，不能低成本的大批量使用。本专利技术利用以建筑废弃料中的再生微粉为原料，通过造粒技术和二氧化碳养护技术来制备人造骨料，既可以解决建筑废弃料的回收使用问题，又可以缓解部分骨料的供需问题，同时又能够固化二氧化碳。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用再生微粉制备人造骨料的技术，解决了现有技术中再生微粉利用率低，人造陶粒骨料耗能高等问题。技术方案：(1)配比：再生微粉人造骨料配比(其配比按照质量比)再生微粉140---200水泥0---60含水量45---51注：保持再生微粉加水泥总量不变，以5％的梯度增加水泥掺量，并通过试验探究最佳喷洒水量。(2)制备工艺：1.将收集到的建筑废弃料进行球磨筛分，过0.15孔隙的筛。2.在搅拌盘内加入再生微粉原料、水泥掺合料进行干拌90秒，使各种材料分布均匀。3.将粉了放入盘式造粒机中，一边旋转一边喷水，通过大量试验确定最佳造粒机械参数(转盘角度40～45°转速控制在45r/min)。4.为了避免材料紧贴在盘式造粒机底部，需要在造粒机运转过程中，使用小铲子对转盘盘底进行刮除。喷水过程需均匀缓慢，整个造粒过程需持续10分钟左右。5.粉体成粒过后，将其放置在托盘上，并放入二氧化碳养护箱进行养护28天，碳化箱中，温度20.0℃±2℃、湿度70.0％±2％、二氧化碳浓度20.0％±2％。本专利技术的有益效果是再生微粉人造骨料可以充分利用建筑废弃料中5毫米以下的材料，提高对建筑废弃料的利用率，同时对于成品人造骨料，可以用来替代一些高耗能的人造骨料(比如陶粒)，减少能耗，保护环境。该骨料可以使用在非承载结构中，取代部分天然骨料，缓解日益紧张的骨料需求。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做详细说明。实例一：不同比例的水泥掺量配比试验组ABCDEFG水泥掺量(％)051015202530水泥用量(g)0102030405060微粉用量(g)200190180170160150140总量(g)200200200200200200200实例二：15％水泥掺量人造骨料制备试验中粉体材料有再生微粉和水泥两种，所以在造粒前需要将再生微粉和水泥搅拌均匀。将各组的再生微粉和水泥一同倒在容量盘中，反复倾倒搅拌90秒后，取出50g留作后用。将剩余150g微粉倒入圆盘造粒机后调至设定转速(45rad/min)，利用喷水壶以平均4g/min的速度往造粒机上的再生微粉喷水，双手各持一把灰刀，在圆盘右侧离中心线约30°的地方将成球挡住使其回落，并用另一把灰刀把黏在圆盘上的微粉刮掉，使其参与成粒和骨料的成长。当加水量达到36g时，圆盘上的微粉基本上已经全部成粒，球粒有一点过湿而有点黏在圆盘上。此时按照每添加20g微粉后添加2g水的方法将预留微粉加入，使成球粒径不断加大，直至全过程用水量为40g停止加水，最后再加入剩余的10g微粉。当全部微粉成球后，降低造粒机转速至20rad/min，让骨料在圆盘中滚动2min，使骨料粒状进一步均化。附图说明图1是实验室人造骨料造粒机示意图图2是不同水泥含量的人造骨料在不同碳化龄期条件下的强度变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.专利中用于制备人造骨料的原料分别为再生微粉(从废弃混凝土中制备)和基准水泥，其中水泥的掺量从0％逐渐增加至30％，喷水量可从20％～25％变换，造粒过程中，对盘式造粒机倾斜角度控制在40～45°，转速控制在45r/min，并在造粒过程中，逐步加入需水量。将再生微粉和水泥按照配合比一同倒在容量盘中，反复倾倒搅拌90秒后，取出50g留作后用(以原材料200g为例)。将剩余150g微粉倒入圆盘造粒机后调至设定转速(45rad/min)，利用喷水壶以平均4g/min的速度往造粒机上的再生微粉喷水，双手各持一把灰刀，在圆盘右侧离中心线约30°的地方将成球挡住使其回落，并用另一把灰刀把黏在圆盘上的微粉刮掉，使其参与成粒和骨料的成长。当喷水量逐渐增加，圆盘上的微粉基本上全部成粒时，此时球粒有一点过湿而有点黏在圆盘上。接着逐步添加预留微粉，喷洒剩余水量，使成球粒径不断加大，直至达到配比用水量，停止加水。全部微粉成球后，降低造粒机转速至20rad/min，让骨料在圆盘中滚动2min，使骨料粒状进一步均化。/n

【技术特征摘要】
20190328 CN 20191024029671.专利中用于制备人造骨料的原料分别为再生微粉(从废弃混凝土中制备)和基准水泥，其中水泥的掺量从0％逐渐增加至30％，喷水量可从20％～25％变换，造粒过程中，对盘式造粒机倾斜角度控制在40～45°，转速控制在45r/min，并在造粒过程中，逐步加入需水量。将再生微粉和水泥按照配合比一同倒在容量盘中，反复倾倒搅拌90秒后，取出50g留作后用(以原材料200g为例)。将剩余150g微粉倒入圆盘造粒机后调至设定转速(45rad/min)，利用喷水壶以平均4g/min的速度往造粒机上的再生微粉喷水，双手各持一把灰刀，在圆盘右侧离中心线约30°的地方将成球挡住使其回落，并用另一把灰刀把黏在圆盘上的微粉刮掉，使其参与成粒和骨料的成长。当喷水量逐渐增加，圆盘上的微粉基本上全部成粒时，此时球粒有一点过湿而有点黏在圆盘上。接着逐步添加预留微粉，喷洒剩余水量，使成球粒径不断加大，直至达到配比用水量，停止加水。全部微粉成球后，降低造粒机转速至20rad/min，让骨料在圆盘中滚动2min，使骨料粒状进一步均化。


2.本专利人造骨料采用后期CO2养护工艺(温度20.0℃±2℃、湿度70.0％±2％、二氧化碳浓度20.0％±2％)来增强骨料的强度。


3.如上所述的一种利用再生微粉制备人造骨料的方法，其特征在于步骤1中所述的采用废弃建筑再生微粉为原材料。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：林忠财，施敏蛟，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43