一种废弃混凝土制备再生砂的系统装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于固体废弃物的回收利用领域，具体涉及一种废弃混凝土制备再生砂的 系统装置及方法。
【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 土搅拌站在用砂高峰时砂的价格偏高，甚至没有天然砂提供。废弃混凝土除广泛存在于建 筑垃圾中外，还存在于混凝土生产企业、工程质量检测单位、道路或建筑工程施工现场中， 因此将废弃混凝土回收利用，制作成再生骨料(再生砂石)进而生产再生混凝土既解决了废 弃混凝土对环境的污染问题，又节省了天然砂石资源，同时对混凝土搅拌站由规模型逐渐 向绿色环保型发展，以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土制备再生骨料的工艺流程。在这一工艺中， 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300°C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碾 压中都会脱落，剩下的粗骨料的强度相当于提高了。但加温、二级碾磨、二级筛分会带来生 产成本的增加。
[0004] 发明专利CN103102090A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、轻质可燃物和泥土之后形 成的50~80mm的建筑废料。因此该专利是以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土的成本 要高于普通混凝土，而经济性是阻碍再生混凝土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土产业踯躅不前的主要原因还在于再生混凝土 质量与原生混凝土和砂衆性能、原生混凝土损坏状况、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，国内只有预拌混凝土行业能够了解再生骨料所用的原生混凝 土的资料，其他行业通常缺乏上述资料，因此混凝土搅拌站在研究和控制再生混凝土的质 量方面有一定的优势。混凝土搅拌站对自身所产生的废弃混凝土进行处置形成再生骨料进 而生产再生混凝土不但可以消耗本企业的固体废弃物，而且降低了再生混凝土的造价。再 生混凝土是预拌混凝土产业实现升级转型和技术创新的需求，是提高废弃混凝土利用率的 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，这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土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。
【发明内容】
[0008] 针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种废弃混凝土制备再 生砂的系统装置及方法。
[0009] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0010] 一种废弃混凝土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；
[0012] 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。
[0013] 优选的，所述细碎机包括三腔曲面型破碎腔。
[0014] 优选的，所述细碎机采用钨钛合金组合结构锤头。
[0015] 优选的，所述筛分机为直线型筛分机，其包括孔径分别为10謹、5謹、0.16謹的三层 筛网。
[0016]优选的，三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，其采用褶式圆筒过滤结构。
[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。
[0020] 一种废弃混凝土制备再生砂的方法，包括以下步骤：
[0021 ]加料:将废弃混凝土收集入库，用小型装载机加料到进料斗中，进料斗的输出口对 应皮带输入机的入口，通过皮带输入机向细碎机进行连续加料；
[0022]细碎:废弃混凝土通过皮带输入机喂入细碎机的进料口后，首先在粗碎腔被锤头 迎头打击以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，由皮带输出机将卸出的碎料连续不断输送 至筛分机进料口；
[0023]筛分:物料从筛分机进料口落入筛箱后，松散透筛，穿过筛框上不同孔径的三层筛 网后，落入不同粒径范围的下料斗，完成筛分作业，进而得到粒径范围为10~20_的再生碎 石、5~10mm的再生瓜米石，0.16~5mm的再生砂，<0.16mm的再生细粉；
[0024]除尘:三通管道将除尘器分别与细碎机出料口和筛分机出料口相连，通过开启引 风机及除尘器将细碎及筛分所产生的粉尘进行回收，再通过空气压缩机产生的压缩空气对 除尘器进行清灰处理得到再生微粉；
[0025]成品包装:将筛分机四个下料斗内回收的各类再生材料以及除尘器积灰桶中回收 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、再 生微粉副产品。
[0026]废弃混凝土制备的再生砂生产再生混凝土和再生砂浆的方法：
[0027]再生砂替代天然黄砂生产C30强度等级混凝土，lm3C30强度等级混凝土由下述含 量的下述组分组成：水泥150~170Kg、95级矿粉85~100Kg、n级粉煤灰80~90Kg、碎石1000 ~1200Kg、水155~165Kg、减水剂6.00~7.50敁，天然黄砂和所述再生砂的总重量为700~ 800Kg，再生砂的重量占天然黄砂和再生砂的总重量的10~30%;
[0028] 再生砂替代天然黄砂生产干混M10砌筑砂浆，该干混M10砌筑砂浆含有下述重量百 分含量的组分:石粉3~7%、增稠剂0.020~0.026%、水泥10~20%、水料比14~16%、再生 砂和天然黄砂75~85%，再生砂的重量占再生砂和天然黄砂的总重量的15~35%。
[0029]本发明有益效果是：
[0030] 1、废弃混凝土来源属性强，无需特殊处理
[0031] 废弃混凝土可直接来源于混凝土施工现场、混凝土检测单位和混凝土生产企业， 有利于混凝土工程企业实现固体废弃物零排放，以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土及砂浆的发展具有重要意义。
[0032] 2、设备少而精且能耗低
[0033]废弃混凝土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、滤筒式除尘器以及皮带输送给料机），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 砂浆和混凝土企业应用前景较好。
[0034] 3、使用废弃混凝土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
[0035] 对比《混凝土和砂浆用再生细骨料》GB/T 25176~2011标准，本发明制备的再生砂 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