一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液及其剥离方法

1.本发明属于建筑垃圾资源化利用领域，具体涉及一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液及其剥离方法。


背景技术：

2.废弃混凝土是建筑垃圾的一种，其再生利用途径主要是通过破碎、筛分等制备再生骨料。但由于废弃混凝土再生骨料表面粘结有一层旧水泥浆层，使得废弃混凝土再生骨料的孔隙率大、吸水率大、强度低等缺陷，难以满足混凝土用砂、石骨料技术标准的要求。
3.现有的改善废弃混凝土再生骨料性能的技术方法主要有两种：一是采用机械研磨或酸溶液浸渍直接去除再生骨料表面粘结的旧浆层，但研磨过程中会在再生骨料中引起微裂纹，导致其性能劣化，而酸溶液浸渍法则存在工艺复杂、再生骨料性能降低、酸废液环境污染等问题。二是采用填充和碳化技术增强再生骨料。填充是指利用石灰石粉、沉积的碳酸钙等填充再生骨料旧浆层的孔隙，但该技术操作复杂，难以实际应用。碳化是指利用再生骨料旧浆层中的氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙填充旧浆层的孔隙，从而提高再生骨料的密实度和降低吸水率，但通过碳化技术增强再生骨料存在碳化仅限于旧浆层表面难以深度碳化、碳化增强效果缓慢等缺点。更重要的是，通过填充和碳化技术增强后的再生骨料性能仍不如天然砂石骨料，其资源再生利用时，仍然会与新水泥浆界面形成较为薄弱的界面过渡区。因此，开发一种更加合理高效的技术方案将废弃混凝土中的砂石骨料完整的从旧水泥浆中剥离出来并回收利用，对于废弃混凝土的再生利用具有深远的现实意义，也最具应用前景。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，针对现有存在的上述问题，提供一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液及其剥离方法，剥离液通过废旧浆层内部的孔隙渗透至砂石与废旧浆层的界面区内，并与界面区内富集的氢氧化钙在常温常压下发生化学反应生成具有膨胀作用的物质晶体，在晶体膨胀力的作用下实现砂石骨料与旧浆层的分离，具有工艺简单、便于操作，应用前景广阔等效果。
5.为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：
6.本发明的第一个目的是提供一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5-8，所述剥离剂包括工业副产石膏和含铝物质，所述工业副产石膏和含铝物质的质量比为1:0.4-1.0。
7.优选的，所述工业副产石膏为脱硫石膏、磷石膏或钛石膏。
8.优选的，所述含铝物质为明矾或铝胶。
9.优选的，所述工业副产石膏和含铝物质的质量比为1:0.4-0.8。
10.本发明的第二个目的是提供上述废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
11.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料；
12.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中，浸泡结束后对剥离液中剥离出来的砂石再进行过滤、分选、水洗、晾干得到可再生利用的砂石骨料。
13.优选的，s1中，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5-8mm。
14.优选的，s2中，所述破碎集料和剥离液的固液质量比1:2-4。
15.优选的，s2中，所述浸泡时间1-3d。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果
：
17.(1)本发明采用的剥离剂含铝物质和工业副产石膏，在水中分别溶解释放铝基离子和硫酸根离子，当破碎集料浸泡在剥离液中，剥离液通过骨料旧浆层渗透至砂石与旧浆层的界面区，这两种离子会与界面区富集的氢氧化钙发生反应生成具有膨胀作用的钙矾石晶体，在晶体膨胀力的作用下实现砂石骨料与旧浆层的分离，因此，相比于现有废弃混凝土骨料再生技术，本技术发明不会导致分离出的砂石骨料中产生微裂纹，相应地，分离出来的砂石骨料性能不会发生劣化。
18.(2)本发明采用的剥离剂主要是由工业副产石膏、含铝物质配制而成，相比于现有的酸溶液法所使用的酸性剥离液，对环境的危害程度较小。
19.(3)与现有的废弃混凝土再生骨料技术相比，本技术发明具有工艺简单、便于操作，应用前景广阔等积极效果。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.需要说明的是，本发明中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围，除非另有特别说明，本发明以下各实施例中用到的各种原料、试剂、仪器和设备均可通过市场购买得到或者通过现有方法制备得到。
22.实施例1
23.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5，所述剥离剂包括脱硫石膏和明矾，所述脱硫石膏和明矾的质量比为1:0.4。
24.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
25.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；
26.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中1d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对剥离液中的砂石再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到可再生利用的砂石骨料。
27.实施例2
28.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:8，所述剥离剂包括脱硫石膏和明矾，所述工业副产物石膏和含铝物质的质量比为1:0.4。
29.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
30.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；
31.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中1d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对剥离液中的砂石再进行过滤、分选、水洗、烘干得到可再生利用的砂石骨料。
32.实施例3
33.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:6，所述剥离剂包括脱硫石膏和明矾，所述工业副产物石膏和含铝物质的质量比为1:0.4。
34.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
35.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；
36.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中1d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对剥离液中的砂石再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到可再生利用的砂石骨料。
37.实施例4
38.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:7，所述剥离剂包括脱硫石膏和明矾，所述脱硫石膏和明矾的质量比为1:0.4。
39.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
40.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；
41.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中1d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对剥离液中的砂石再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到可再生利用的砂石骨料。
42.实施例5
43.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5，所述剥离剂包括磷石膏和明矾，所述磷石膏和明矾的质量比为1:0.8。
44.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
45.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；
46.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中1d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对剥离液中的砂石再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到可再生利用的砂石骨料。
47.实施例6
48.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5，所述剥离剂包括磷石膏和明矾，所述磷石膏和明矾的质量比为1:0.6。
49.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
50.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；
51.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中1d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对剥离液中的砂石再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到可再生利用的砂石骨料。
52.实施例7
53.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5，所述剥离剂包括磷石膏和铝胶，所述磷石膏和铝胶的质量比为1:0.7。
54.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
55.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；
56.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中1d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对剥离液中的砂石再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到可再生利用的砂石骨料。
57.实施例8
58.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5，所述剥离剂包括钛石膏和铝胶物质，所述钛石膏和铝胶的质量比为1:0.4。
59.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
60.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在8mm；
61.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中1d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对剥离液中的砂石再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到可再生利用的砂石骨料。
62.实施例9
63.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5，所述剥离剂包括脱硫石膏和铝胶，所述脱硫石膏和铝胶的质量比为1:0.4。
64.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
65.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；
66.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中3d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对剥离液中的砂石再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到可再生利用的砂石骨料。
67.实施例10
68.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5，所述剥离剂包括钛石膏和明矾，所述钛石膏和明矾的质量比为1:0.4。
69.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
70.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；
71.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中3d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:4，浸泡结束后对剥离液中的砂石再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到可再生利用的砂石骨料。
72.对比例1
73.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5，所述剥离剂为脱硫石膏。
74.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
75.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的
厚度在5mm；
76.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中1d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对剥离液中的砂石再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到可再生利用的砂石骨料。
77.对比例2
78.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5，所述剥离剂为磷石膏。
79.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
80.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；
81.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中3d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对剥离液中的砂石再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到可再生利用的砂石骨料。
82.对比例3
83.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5，所述剥离剂为明矾。
84.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
85.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；
86.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中1d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对浸泡液再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到可再生利用的砂石骨料。
87.对比例4
88.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5，所述剥离剂为铝胶。
89.废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
90.s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；
91.s2、将破碎集料浸泡在剥离液中3d，破碎集料和剥离液的固液质量比1:2，浸泡结束后对浸泡液再进行过滤、分选、水洗、自然晾干得到再生砂石骨料。
92.对比例5
93.一种废弃混凝土的砂石骨料再生方法，包括以下步骤：
94.将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料，过滤、筛分、分选、水洗、烘干得到再生砂石骨料。
95.对比例6
96.将废弃混凝土进行破碎筛分制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；采用研磨机对破碎集料进行研磨处理以去除砂石表面粘结的旧浆层，得到再生砂石骨料。
97.对比例7
98.将废弃混凝土进行破碎筛分制得破碎集料，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5mm；采用浓度为0.7mol/l盐酸溶液对破碎集料进行浸泡处理以去除砂石表面粘结的旧浆层，随后在经过过滤、分选、水洗、自然晾干得到再生砂石骨料。
99.对比例8
100.天然砂细骨料，其颗粒粒径和实施例1相同。
101.对比例9
102.天然石子粗骨料，其颗粒粒径和实施例1相同。
103.对实施例1-10及对比例1-7得到的再生砂石骨料及天然砂石骨料(对比例8)、天然石子粗骨料(对比例9)按照《建设用砂》(gb/t-14684-2022)和《建设用卵石、碎石》(gb/t 14685-2022)、《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(jgj 52-2006)中描述的方法检测再生砂、石骨料的吸水率、坚固性和压碎指标，同时观察各实施例和对比例制备的再生砂石表面旧水泥浆层粘附状况，结果如表1和表2所示。
104.表1再生砂细骨料的性能测试结果
[0105][0106][0107]
由表1中实施例和对比例性能测试结果可知，按照本发明提供的剥离液和剥离方法对废弃混凝土处理后，可得到表面完全去除旧水泥浆层的砂细骨料。并且，与传统的研磨
法和酸浸法相比，采用本发明从废弃混凝土中剥离的砂细骨料，其性能不会得以损害，其吸水率和坚固性程度与天然砂相当。
[0108]
表2再生石子粗骨料的性能测试结果
[0109][0110][0111]
由表2中实施例和对比例性能测试结果可知，按照本发明提供的剥离液和剥离方法对废弃混凝土处理后，可得到表面完全去除旧水泥浆层的石子粗骨料。并且，与传统的研磨法和酸浸法相比，采用本发明从废弃混凝土中剥离的石子粗骨料，其性能不会得以损害，其吸水率和压碎指标值与天然砂相当。
[0112]
需要说明的是，本发明中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0113]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液，其特征在于，所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5-8，所述剥离剂包括工业副产石膏和含铝物质，所述工业副产石膏和含铝物质的质量比为1:0.4-1.0。2.根据权利要求1所述的废弃混凝土用砂石骨料剥离液，其特征在于，所述工业副产石膏为脱硫石膏、磷石膏或钛石膏。3.根据权利要求1所述的废弃混凝土用砂石骨料剥离液，其特征在于，所述含铝物质为明矾或铝胶。4.根据权利要求1所述的废弃混凝土用砂石骨料剥离液，其特征在于，所述石膏和含铝物质的质量比为1:0.4-0.8。5.一种权利要求1-4任一项所述的废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将废弃混凝土进行破碎筛分，制得破碎集料；s2、将破碎集料浸泡在剥离液中，浸泡结束后对剥离液中剥离出来的砂石再进行过滤、分选、水洗、晾干得到可再生利用的砂石骨料。6.根据权利要求5所述的所述的废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，其特征在于，s1中，筛分后的破碎集料表面旧浆层的厚度在5-8mm。7.根据权利要求5所述的废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，其特征在于，s2中，所述破碎集料和剥离液的固液质量比1:2-4。8.根据权利要求5所述的废弃混凝土用砂石骨料剥离液的剥离方法，其特征在于，s2中，所述浸泡时间1-3d。

技术总结
本发明属于建筑垃圾资源化利用领域，公开了一种废弃混凝土用砂石骨料剥离液及其剥离方法。所述剥离液包括剥离剂和水，所述剥离剂和水的质量比为1:5-8，所述剥离剂包括工业副产石膏和含铝物质，所述工业副产石膏和含铝物质的质量比为1:0.4-1.0。本发明剥离液通过废旧浆层内部的孔隙渗透至砂石与废旧浆层的界面区内，并与界面区内富集的氢氧化钙在常温常压下发生化学反应生成具有膨胀作用的物质晶体，在晶体膨胀力的作用下实现砂石骨料与旧浆层的分离，具有工艺简单、便于操作，应用前景广阔。阔。


技术研发人员：张建武 韩瑞超 金彪 汪潇 马先伟 李志新 雪凯旺 王继娜
受保护的技术使用者：河南城建学院
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/10/6