[发明专利]一种基于原位生成C-S-H强化再生集料的装置与方法

说明书

本发明公开了一种基于原位生成C‑S‑H强化再生集料的装置及方法，装置包括第一仓室、第二仓室、第三仓室和鼓风干燥装置，所述第一仓室、第二仓室和第三仓室均为密封腔室；所述第三仓室的顶部设置有喷淋结构，第一仓室和第二仓室均通过泵与所述喷淋结构连接，喷淋结构的下端设置有装载箱体，所述装载箱体的壁的四周均为镂空设置，装载箱体的底部与第三仓室的底部之间留有一定间隙，第三仓室的底部设置有至少一个排液口；所述鼓风干燥装置与所述第三仓室的下端连接，第三仓室的上端设置有盖体。第一仓室中用于盛装氢氧化钙溶液，第二仓室中用于盛装TEOS、水及无水乙醇的溶液，第三仓室中设置装载箱体，装载箱体中用于盛装待再生集料。

技术领域

本发明涉及混凝土集料再生技术领域，尤其涉及一种基于原位生成C-S-H强化再生集料的装置与方法。

背景技术

近年来我国社会不断进步，科技和经济快速发展，国家大力发展基础建设，公路的等级和质量要求不断的提升，因此桥隧比例大幅增长。此外，城市化的快速推进，原有的建筑结构物已经不能够满足新的需求，从而开始了大规模的拆迁重建以及新建。而混凝土作为一种抗压强度高，性能优异的建筑材料广泛的应用于土木建筑行业，据统计我国2017年消耗的商品砼接近20亿立方。这些新建的结构物在为我们带来巨大的社会效益的同时，同样带给我们的还有严重的资源枯竭和环境污染。天然砂石作为一种不可再生资源，是制备混凝土的重要原材料。此前由于其来源广泛，价格低廉从而被肆意开采，随意浪费。现今质量较优的天然砂石日益快速减少。但大型结构物的建造对于混凝土的强度和性能要求极为严苛并且用量同比增长，所以社会的发展对于混凝土的需求量以及对于优质天然砂石的消耗仍然十分巨大，这使得我们需要寻求一些新的材料替代天然砂石，以节约保护资源。而城市化进程中，我国大约平均每年拆除的废旧建筑物有2亿平方米，产生4亿吨左右的建筑垃圾，占城市建筑垃圾总量的30％-40％，这其中50％-60％是废弃混凝土。这建筑垃圾绝大部分未经处理，直接运往郊外或乡村采用露天堆放或填埋的方式进行处理，耗用大量的土地资源并产生较高的费用。而且各种粉尘飞扬等问题又造成了严重的环境污染，破坏了生态环境。考虑废旧砖石、混凝土具有较高的强度，如若经过适当的方式处理后加以利用不但解决了建筑垃圾处理的难题，同时也可以节约资源，符合可持续发展战略。

资源枯竭、建筑垃圾难以处理同样是世界各国都面临的难题，因此国内外许多学者对于再生集料进行了深入的试验研究。尤其是以建筑废料生产再生骨料制备再生混凝土技术，具有巨大的社会效益、环境效益和经济效益，是世界各国共同关心的课题。上世纪50年代，前苏联和德国就相继开展了再生混凝土技术的研究。1976年，国际材料与结构研究及测试试验联合会RILEM成立了“混凝土拆除和再生利用委员会”TC-37-DRC，开始研究废料的处理和再利用，并且于1982年在哥本哈根召开了以再生集料生产再生混凝土为主题的会议。日本是世界上最早开始再生循环利用废旧混凝土的国家，制定了很多法律法规，并建立处理建筑垃圾的工厂，用以确保建筑垃圾的回收利用，对建筑垃圾的再生利用率已达到70％左右。美国、荷兰、丹麦等国家对于再生混凝土的研究同样十分重视，颁布了相关的法律法规。相对于很多发达国家来说，我国由于天然砂资源充足，所以对再生混凝土的研究起步较晚，但是也取得了很多成就，有很多研究机构完成了各种各样的研究工作，国内很多专家学者也对改善再生混凝土的物理性能、力学性能、结构性能等做了很多工作。

目前，国内的研究主要集中在对再生集料混凝土的相关性能研究上，而针对再生集料研究较少。但是再生集料的性能密切影响再生混凝土的性能，由于再生集料来源广泛，质量差异较大，直接使用导致再生混凝土的离散性较大。其次，用旧混凝土或砖混建筑废弃物来生产再生集料时，常规采用大型机械破碎的方法，在这过程中机械的外力作用使再生集料的粒径逐渐减小，天然集料与包裹的水泥砂浆逐渐分离。但是再生集料经过多层处理工序后造成了损伤积累，集料内部存在大量的微细裂缝，原有的集料与胶凝材料之间的粘结力下降，界面过渡区的强度降低。此外，破碎后的再生集料中仍然含有较高的水泥砂浆以及破碎过程中形成的微裂纹不但降低了集料的强度，而且使再生集料具有孔隙率高、吸水率大、吸水速度快等特点。这些对于再生混凝土的工作性能，力学性能和耐久性能都有着很大的不利影响。