一种废弃混凝土制备再生砂的系统装置的制造方法

一种废弃混凝土制备再生砂的系统装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种废弃混凝土制备再生砂的系统装置，包括依次设置的进料斗、皮带输入机、细碎机、皮带输出机、筛分机，以实现再生砂及再生碎石、再生瓜米石和再生细粉的联合生产；还包括配备有引风机和空气压缩机的除尘器，用于收集所述细碎机和所述筛分机的粉尘生产再生微粉。本实用新型废弃混凝土来源属性强，无需特殊处理，设备少而精且能耗低，可实现多种再生材料的联合生产。掺再生砂的C30混凝土的强度高于基准混凝土，且再生砂对坍落度要求较高的混凝土适应性更好，再生砂最佳替代率为10％～30％。掺再生砂的M10砌筑砂浆抗压强度高于基准砂浆，且再生砂最佳替代率为15％～35％，所配制的再生干混M10砌筑砂浆各方面性能均符合国标《预拌砂浆》GB/T25181?2010要求。
【专利说明】
-种废弃混凝±制备再生砂的系统装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于固体废弃物的回收利用领域，具体设及一种废弃混凝±制备再生 砂的系统装置。
【背景技术】
[0002] 天然砂石是一种短时间内不可再生的资源，随着基本建设的日益发展、环保和可 持续性发展政策的逐步落实，我国不少地区出现天然砂资源日渐短缺的情况，尤其是混凝 ±揽拌站在用砂高峰时砂的价格偏高，甚至没有天然砂提供。废弃混凝±除广泛存在于建 筑垃圾中外，还存在于混凝上生产企业、工程质量检测单位、道路或建筑工程施工现场中， 因此将废弃混凝±回收利用，制作成再生骨料(再生砂石)进而生产再生混凝±既解决了废 弃混凝±对环境的污染问题，又节省了天然砂石资源，同时对混凝±揽拌站由规模型逐渐 向绿色环保型发展，W及大力发展循环经济建设资源节约型社会具有重要意义。
[0003] 我国华中科技大学设计了废弃混凝±制备再生骨料的工艺流程。在运一工艺中， 块体破碎、筛分均是碎石粗骨料生产的成熟工艺，在生产中关键是控制分选、洁净、冲洗等 环节的工艺技术和质量。该工艺的重要特点是有一填充型加热装置，经加热、二级破碎、二 级筛分后可获得高品质再生骨料。加热到30(TC后，粘附在天然骨料表面的水泥石粘结较差 的部分，或在一级破碎中天然骨料外已带有损伤裂纹的水泥石，在二级转筒式或球磨式娠 压中都会脱落，剩下的粗骨料的强度相当于提高了。但加溫、二级娠磨、二级筛分会带来生 产成本的增加。
[0004] 实用新型专利CN203173995 U公开了一种建筑废渣联合粉磨资源化处理系统的装 置。该装置主要是用来处理建筑废渣进而得到再生材料，包括再生粗骨料、再生细骨料及再 生微粉。其所指建筑废渣是对建筑垃圾进行无害化处理、剥离金属物、轻质可燃物和泥±之 后形成的50~80mm的建筑废料。因此该专利是W建筑垃圾为切入点进行再生材料的生产， 要耗费较多的人力物力，诸如拆除、切割、筛选等，导致由再生骨料所生产的再生混凝±的 成本要高于普通混凝±，而经济性是阻碍再生混凝±大规模推广应用的主要原因。
[0005] 另外，由再生骨料制备的再生混凝±产业掷觸不前的主要原因还在于再生混凝± 质量与原生混凝±和砂浆性能、原生混凝±损坏状况、破碎方法和新混合料成分之间存在 一定的关系。在实际应用中，国内只有预拌混凝±行业能够了解再生骨料所用的原生混凝 ±的资料，其他行业通常缺乏上述资料，因此混凝±揽拌站在研究和控制再生混凝±的质 量方面有一定的优势。混凝±揽拌站对自身所产生的废弃混凝±进行处置形成再生骨料进 而生产再生混凝上不但可W消耗本企业的固体废弃物，而且降低了再生混凝上的造价。再 生混凝±是预拌混凝±产业实现升级转型和技术创新的需求，是提高废弃混凝±利用率的 有效途径，具有广阔的产业前景。
[0006] 国内对物料细碎问题一直没有很好的解决办法，大部分仍采用PEX细鄂式破碎机， 破碎出料粒度达20~30mm，运是造成粉磨系统效率低下、能耗高的主要原因。如要将物料的 平均粒度降低，细碎及耐磨件的寿命极短，效益恶化。
[0007] 目前国内再生粗骨料的生产及其在混凝±上的应用已经比较成熟，而专用于制备 再生砂的系统装置及方法尚未有相关专利文献。 【实用新型内容】
[0008] 针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种废弃混凝±制 备再生砂的系统装置。
[0009] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0010] -种废弃混凝±制备再生砂的系统装置，包括进料斗、皮带输入机、细碎机、皮带 输出机、筛分机；
[0011] 所述进料斗的输出口与所述皮带输入机的入口连接，所述皮带输入机的出口与所 述细碎机的进料口连接，所述细碎机的出料口与所述皮带输出机的入口连接，所述皮带输 出机的出口与所述筛分机的进料口连接，且所述皮带输入机、细碎机、皮带输出机W及所述 筛分机分别与第一动力柜电连接并通过所述第一动力柜控制，W实现再生砂及再生碎石、 再生瓜米石和再生细粉的联合生产；
[0012] 还包括通过Ξ通管道分别与所述细碎机和所述筛分机连接的除尘器，所述除尘器 配备有引风机和空气压缩机，且所述除尘器与第二动力柜电连接并通过所述第二动力柜控 审IJ，用于收集所述细碎机和所述筛分机的粉尘生产再生微粉。
[0013] 优选的，所述细碎机包括Ξ腔曲面型破碎腔。
[0014] 优选的，所述细碎机采用鹤铁合金组合结构键头。
[001引优选的，所述筛分机为直线型筛分机，其包括孔径分别为10mm、5mm、0.16臟的立层 筛网。
[0016] 优选的，Ξ层所述筛网分别与水平呈3°倾斜角。
[0017] 优选的，所述除尘器为滤筒干式除尘器，其采用權式圆筒过滤结构。
[0018] 优选的，所述空气压缩机设有用于控制脉冲阀喷吹压缩空气的手动开关阀。
[0019] 优选的，所述废弃混凝±制备再生砂的系统装置安装于混凝±地面，外部为钢结 构，所述钢结构外部设有金属复合板，形成封闭防尘、防噪装置。
[0020] 本实用新型有益效果是：
[0021 ] 1、废弃混凝±来源属性强，无需特殊处理
[0022] 废弃混凝±可直接来源于混凝±施工现场、混凝±检测单位和混凝±生产企业， 有利于混凝±工程企业实现固体废弃物零排放，W及产业升级转型和技术创新，同时对缓 解我国天然砂短缺及绿色混凝±及砂浆的发展具有重要意义。
[0023] 2、设备少而精且能耗低
[0024] 废弃混凝±制备再生砂的系统装置所需主要设备量少且为标准成熟设备(高效细 碎机、直线型筛分机、滤筒式除尘器W及皮带输送给料机），电气化调节操作简单，主产品与 副产品分类回收。制备再生砂的系统装置为开路系统，使生产的物料平衡易于掌握，因此在 砂浆和混凝±企业应用前景较好。
[0025] 3、使用废弃混凝±制备再生砂的系统装置可实现多种再生材料(主产品再生砂， 副产品再生碎石、再生瓜米石、再生细粉及除尘后收集的再生微粉）的联合生产，且再生砂 及再生瓜米石产品符合国家相关标准
[00%] 对比《混凝±和砂浆用再生细骨料》GB/T 25176~2011标准，本实用新型制备的再 生砂的微扮含量、表观密度、堆积密度，空隙率、需水量比、坚固性、胶砂强度比、压碎指标均 符合I类再生细骨料的要求。颗粒级配属2区，细度模数符合中砂标准要求。对比《混凝±用 再生粗骨料》GB/T25177-2010标准，本实用新型制备的再生瓜米石微扮含量、坚固性、表观 密度、吸水率、空隙率符合I类或Π 类再生粗骨料的要求，颗粒级配符合5~10mm单粒级要 求。
[0027] 4、本实用新型制备的再生砂可应用于再生混凝±及再生干混砂浆
[0028] 由于再生砂中含有部分微粉(主要成分:水泥石、石粉和部分水化的胶凝材料），其 吸水率高于天然砂，使得高品质再生砂混凝±的有效水胶比有所降低，从而使同样水胶比 的混凝±，渗再生砂的C30混凝±的强度均高于基准混凝±。针对流动性、大流动性和流态 混凝±，随着混凝±巧落度的提高，再生砂最佳替代率可从5%增大到30%，且再生砂对巧 落度要求较高的混凝±适应性更好。
[0029] 当配制干混M10搁筑砂浆时，再生砂替代率可从10%增大到50%，所配制的再生干 混M10搁筑砂浆的稠度、稠度损失率、保水性、凝结时间及28天抗压强度均符合国标《预拌砂 浆》GB/T25181-2010要求，尤其是渗再生砂的M10搁筑砂浆3天及28天抗压强度普遍高于基 准砂浆。
【附图说明】
[0030] 图1为本实用新型实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031 ]下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[00创实施例
[0033] 请参阅图1，一种废弃混凝±制备再生砂的系统装置，本实用新型所述废弃混凝± 是指由混凝±生产企业、混凝±工程质量检测单位、水泥道路或混凝±结构工程施工现场 产生的废弃混凝±材料。系统装置包括进料斗1、皮带输入机2、细碎机4、皮带输出机5、筛分 机6;所述进料斗1的输出口与所述皮带输入机2的入口连接，所述皮带输入机2的出口与所 述细碎机4的进料口连接，所述细碎机4的出料口与所述皮带输出机5的入口连接，所述皮带 输出机5的出口与所述筛分机6的进料口连接，且所述皮带输入机2、细碎机4、皮带输出机5 W及所述筛分机6分别与第一动力柜3电连接并通过所述第一动力柜3控制，W实现再生砂 及再生碎石、再生瓜米石和再生细粉的联合生产;还包括通过Ξ通管道分别与所述细碎机4 和所述筛分机6连接的除尘器7,所述除尘器7配备有引风机8和空气压缩机9,且所述除尘器 7与第二动力柜10电连接并通过所述第二动力柜10控制，用于收集所述细碎机4和所述筛分 机6的粉尘制备再生微粉。
[0034] 本实施例方案中所述的细碎机4为水泥行业公认的水泥熟料专用细碎设备，亦称 高效细碎机4。该设备综合了现有的键式、反击式、冲击式等破碎机的优点，包括Ξ腔曲面型 破碎腔，使物料打击次数增多，硬挤压，摩擦减少，另外键头采用鹤铁合金组合结构及其其 它特种耐磨材料，因而减少了反击板和键头的损耗，极大的提高了键头的使用寿命。
[0035] 本实施例方案中所述筛分机6为标准型直线振动筛。该振动筛的筛箱依靠两台振 动电机做相反方向同步旋转，使支撑在减振器上的整个筛机做直线运动，物料从入料端落 入筛箱后，迅速前进、松散透筛，穿过筛框上不同孔径（1〇111111、5111111、0.16111111)的立层筛网后，从 一定的倾斜角（3°)落入不同粒径范围的下料斗，完成筛分作业，进而得到不同粒径范围的 再生碎石10~20mm，再生瓜米石5~10mm，再生砂(0.16~5mm)，再生细粉（<0.16mm)。
[0036] 本实施例方案中所述除尘器7为标准型矿用滤筒干式除尘器7,另配备标准型空气 压缩机9和引风机8。该设备分别与细碎机4和筛分机6依靠金属管道连接，收尘工作时，开启 抽风机使相应管路形成负压，用于吸收细碎机4和筛分机6产生的粉尘，从而收集成为再生 微扮。该设备为權式圆筒过滤结构，过滤面积较常规增加了 3~4倍，有效增加了粉尘吸附效 率。粉尘由除尘器7进气口进入，在后置引风机8的作用小，穿过權式结构的滤筒，粉尘颗粒 被滞留在滤筒表面，洁净气体穿过滤筒进入出风口排出。该套设备克服了喷雾降尘、湿法除 尘等容易造成二次污染的缺陷，尤其是当滤筒上积累的粉尘达到一定阻力后，可通过手动 开关阀控制脉冲阀喷吹压缩空气，各排滤筒清灰依次进行，压缩空气通过喷吹管上正对滤 筒的小孔W高速冲击，在其冲入滤筒内部的同时，使聚积在權式滤筒外表面的粉尘（即再生 微粉)落入积灰桶。
[0037] 所述废弃混凝±制备再生砂的系统装置安装于混凝±地面，外部为钢结构，所述 钢结构外部设有金属复合板，形成封闭防尘、防噪装置。
[0038] 本实用新型实施例提供的废弃混凝±制备再生砂的系统装置开机操作步骤为:步 骤一、开启除尘系统:依次启动第二动力柜10上的引风机8、除尘器7按钮，并调节风压;步骤 二、开启输料系统、细碎和筛分:依次启动第一动力柜3上的输出给料机、筛分机6、细碎机4 和输入给料机按钮。关机操作步骤:步骤一、关闭输料系统、细碎和筛分:依次关闭第一动力 柜3上的输入给料机、细碎机4、筛分机6、输出给料机。步骤二、关闭除尘系统:依次关闭第二 动力柜10上的除尘器7、引风机8。
[0039] 本实用新型实施例提供的废弃混凝±制备再生砂的系统装置通过高效细碎机4、 直线型筛分机6及滤筒式除尘器7的相互结合，可实现主产品再生砂及副产品再生碎石、再 生瓜米石和再生细粉的联合生产。其中10~20mm再生碎石占4%左右;5~10mm再生瓜米石 占20%左右;0.16~5mm再生砂占75% ;小于0.16mm再生细粉占1%左右。可通过废弃混凝± 处理量选择废弃混凝±的入料粒度和进行高效细碎机4的选型，最大/经济进料粒径可达 127/70~350/180，比常规建筑废料处置设备要求的50~80mm的入料粒度大;最大出料粒度 较小，可达4~12mm，比常规破碎机20~30mm的出料粒度小，使再生砂主产品的生产效率大 幅度提局。
[0040] 本实用新型废弃混凝±制备再生砂的方法，包括W下步骤：
[0041] -、加料:将废弃混凝±收集入库，用小型装载机加料到入料斗中，入料斗的出料 口对应皮带输入机2的入口，皮带输入机2向高效细碎机4进行连续加料。根据废料处理量及 高效细碎机4型号选择废弃混凝±的最大/经济进料粒径，小时处理量5~300吨时最大/经 济进料粒径为127/70~300/150;小时处理量300~2000吨时最大/经济进料粒径为350/150 ~350/180。
[0042] 二、细碎:废弃混凝±通过皮带输入机2喂入高效细碎机4的进料口后，首先物料在 粗碎腔被键头迎头打击W及物料间相互撞击破碎，然后进入中碎腔"石打石"高效解理重复 破碎，最后进入细碎腔经过滤摩擦破碎使达到要求的物料卸出，由皮带输出机引尋卸出的碎 料连续不断输送至筛分机6入料口。
[0043] Ξ、筛分:物料从筛分机6入料端落入筛箱后，迅速前进、松散透筛，穿过筛框上不 同筛网孔径（1〇111111、5111111、0.16111111)的立层筛面后，从一定的倾斜角（3°)落入不同粒径范围的 下料斗，完成筛分作业，进而得到不同粒径范围的再生碎石10~20mm，再生瓜米石5~10mm， 再生砂(0.16~5mm)，再生细粉（<0.16mm)。
[0044] 四、除尘:所述细碎、筛分的除尘方法是将除尘器7的Ξ通金属管道分别与细碎机4 出料口和筛分机6出料口相连，通过开启风机及除尘器7将细碎及筛分所产生的粉尘进行回 收，再通过空压机产生的压缩空气对除尘器7进行清灰处理得到再生微粉。
[0045] 所述细碎、筛分及除尘处理可W联合生产多种再生材料，其比例为：
[0046] 10~20mm再生碎石占4%左右;5~10mm再生瓜米石占20%左右;0.16~5mm再生砂 占75% ;小于0.16mm再生细粉及再生微粉占1 %左右。
[0047] 五、成品包装:将筛分机6四个下料斗内回收的各类再生材料W及除尘器7积灰桶 中回收的再生微粉进行袋式包装，分别得到再生砂主产品及再生碎石、再生瓜米石、再生细 粉及再生微粉副产品。
[0048] 本实用新型实施例提供的废弃混凝±制备再生砂的方法，采用Ξ腔曲面型破碎 腔，通过"石打石"破碎原理，破碎机中70 %~80 %破碎是在物料间相互撞击产生，因而键 头、衬板的磨损负荷只有常规破碎机的20%~30%，因而与常规破碎机相比，功耗降低，耐 磨件寿命提高，破碎比增大。
[0049] 实验例1
[0050] 使用废弃混凝±制备再生砂的系统装置制备的再生砂，可用于混凝±企业综合利 用废弃混凝±生产再生混凝±。
[0051] 用本实用新型制备的再生砂替代黄砂制备C30强度等级混凝常规C30强度等 级混凝±作为对照组Ulm3对照组混凝±中各物料重量分别为:水泥150~170Kg、95级矿粉 85~lOOKg、Π 级粉煤灰80~90Kg、天然黄砂和所述再生砂700~800Kg、天然碎石1000~ 1200kg (最大粒径20mm,其中含300kg5~10mm天然瓜米石）、水155~165Kg、减水剂6.00~ 7.50。上述减水剂为聚簇酸高效减水剂，购自广州市洛美建材有限公司，牌号为LM-S2。W本 实用新型制备的5~10mm再生瓜米石全部替代天然瓜米石，再生砂分别按照10wt%、20wt% 和30wt%的替代率替代黄砂作为实验组1~3,实验组中其他组分和含量与对照组相同。将 上述物料混合后揽拌均匀出料，即得C30强度等级预拌混凝±成品，性能指标如表1所示。
[0052] 表1、再生砂对C30强度等级混凝±的影响 「00531
[0054]~由表1可知，随着再生砂替代率的提高，C30强度等级混凝±的巧落度在200± 10mm 范围内，化巧落度在200±20mm范围内，均符合预拌混凝±施工性能要求。随着替代率的提 高，实验组的28d抗压强度均高于对照组。说明本实用新型制备的再生瓜米石可W100%替 代天然瓜米石，再生砂Wio%~30%的替代黄砂配制的C30强度等级混凝±，具有良好的工 作性和强度性能。运对混凝±废弃物再生利用W及节省天然骨料具有非常重要的意义。 [0化5] 实验例2
[0056] 使用废弃混凝±制备再生砂的系统装置制备的再生砂，可用于干混砂浆企业综合 利用废弃混凝±生产再生搁筑砂浆。
[0057] 用本实用新型制备的再生砂替代黄砂制备干混M10搁筑砂浆。W常规干混搁筑砂 浆作为对照组1。对照组砂浆中各干物料重量百分比分别为:水泥10~20%、石粉3~7%、增 稠剂0.020~0.026%、再生砂和天然黄砂75~85%，其中再生砂的重量占再生砂和天然黄 砂的总重量的15~35%，水料比为14~16%。上述增稠剂为径丙基甲基纤维素酸，购自山东 一腾新材料股份有限公司，牌号为60YT100000。
[0058] W增稠剂渗量、石粉渗量和再生砂替代率为变化因素，其它组分与对照组相同，设 计Ξ水平因素表进行正交实验，得到9个配比实验组，将各组按比例混合后揽拌均匀出料， 即得干混搁筑砂浆M10成品，各组配比及性能指标如表2所示。
[0化9] 表2干混M10搁筑砂浆正交试验结果
[0060]
[0061]由表2可知，再生砂替代率在15%~35%变化时，干混M10搁筑砂浆的稠度、稠度损 失率、保水率、凝结时间、表观密度、抗压强度均符合《预拌砂浆》GB/T25181-2010要求。尤其 是所有渗再生砂的实验组的28d抗压强度均高于对照组。说明本实用新型生产的再生砂W 15%~35%的替代黄砂配制干混M10搁筑砂浆，具有良好的工作性和强度性能。运对混凝± 废弃物再生利用W及节省天然黄砂具有非常重要的意义。
[0062]上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方 式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可W在不脱离本专利宗旨的前提下 作出各种变化。
【主权项】
1. 一种废弃混凝土制备再生砂的系统装置，其特征在于： 包括进料斗、皮带输入机、细碎机、皮带输出机、筛分机； 所述进料斗的输出口与所述皮带输入机的入口连接，所述皮带输入机的出口与所述细 碎机的进料口连接，所述细碎机的出料口与所述皮带输出机的入口连接，所述皮带输出机 的出口与所述筛分机的进料口连接，且所述皮带输入机、细碎机、皮带输出机以及所述筛分 机分别与第一动力柜电连接并通过所述第一动力柜控制，以实现再生砂及再生碎石、再生 瓜米石和再生细粉的联合生产； 还包括通过三通管道分别与所述细碎机和所述筛分机连接的除尘器，所述除尘器配备 有引风机和空气压缩机，且所述除尘器与第二动力柜电连接并通过所述第二动力柜控制， 用于收集所述细碎机和所述筛分机的粉尘生产再生微粉。2. 根据权利要求1所述的废弃混凝土制备再生砂的系统装置，其特征在于:所述细碎机 包括三腔曲面型破碎腔。3. 根据权利要求1所述的废弃混凝土制备再生砂的系统装置，其特征在于:所述细碎机 采用钨钛合金组合结构锤头。4. 根据权利要求1所述的废弃混凝土制备再生砂的系统装置，其特征在于:所述筛分机 为直线型筛分机，其包括孔径分别为10_、5_、0.16_的三层筛网。5. 根据权利要求4所述的废弃混凝土制备再生砂的系统装置，其特征在于:三层所述筛 网分别与水平呈3°倾斜角。6. 根据权利要求1所述的废弃混凝土制备再生砂的系统装置，其特征在于:所述除尘器 为滤筒干式除尘器，其采用褶式圆筒过滤结构。7. 根据权利要求1所述的废弃混凝土制备再生砂的系统装置，其特征在于:所述空气压 缩机设有用于控制脉冲阀喷吹压缩空气的手动开关阀。8. 根据权利要求1所述的废弃混凝土制备再生砂的系统装置，其特征在于:所述废弃混 凝土制备再生砂的系统装置安装于混凝土地面，外部为钢结构，所述钢结构外部设有金属 复合板，形成封闭防尘、防噪装置。
【文档编号】B02C13/00GK205570434SQ201620077756
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】彭春元, 卢洪波, 余斌, 毛山红, 谢欢愉, 区淑燕, 房先宜, 陈跃勋, 唐宁
【申请人】广州大学, 广州穗业混凝土有限公司, 广东省预拌混凝土行业协会