一种土基混凝土制备装置及制备方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种土基混凝土制备装置及制备方法。


背景技术：

2.随着我国城市化建设日益加快，高速公路、大型桥梁、超高层建筑、高层建筑等各类工程建设进入了一个快速发展的高峰期。然而，建筑施工时，由于施工工艺的不足或者施工管理的疏忽，往往产生大量废弃的工程弃土，这些工程弃土处理不当还会引起环境污染和资源浪费。工程弃土的资源化利用已经成为国内外工程建设、城市环境保护和资源循环的重要问题。目前工程弃土的主要资源化途径是外运到其他地方进行处置利用，如烧制成砖、水泥原料、陶粒等，这些需要较高的运输成本，且外运过程中存在渗漏、污染环境、能源消耗以及交通事故等问题。因此，如果将工程弃土在场内进行自消纳，可实现建筑垃圾的减量，同时降低建造过程中的碳排放。
3.综上所述，急需一种工程弃土场内资源化利用方法来减量建筑垃圾，降低成本、减少碳排放，实现绿色建造。为此，公告号为cn113600473b的中国发明专利，提出了名称为一种建筑垃圾制备混凝土的装置及制备方法，其利用晃动驱动组件来带动筛板往复倾斜移动，以实现对建筑垃圾骨料往复式自动加料筛选的目的。但是，由于其仅能实现一次复筛的目的，因此仍然存在漏筛、错筛的情况；同时也不适用于大批量的筛分作业。


技术实现要素：

4.针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种土基混凝土制备装置及制备方法，其解决了现有技术中存在漏筛、错筛的技术问题。
5.根据本发明的实施例，一种土基混凝土制备装置，包括顺次连接的筛分单元、研磨单元和搅拌单元，
6.所述筛分单元用于去除弃土中的硬质杂物；
7.所述研磨单元用于将除杂后的弃土进行研磨，以得到弃土粉；
8.搅拌单元用于将弃土粉与胶凝材料粉、砂石骨混合搅拌；
9.其中，所述筛分单元包括壳体和转动设于所述壳体内的上料组件，所述壳体上具有至少部分呈倾斜向下设置的进料口和至少部分呈倾斜向上设置的出料口，所述进料口和所述出料口均位于所述上料组件的转动方向上，且所述出料口上设有过滤网，若干所述上料组件呈圆周阵列设置于所述壳体内，以将弃土从所述进料口输送至所述出料口处。
10.优选地，所述上料组件包括转动设于所述壳体内的连杆和用于输送弃土的料斗，所述料斗与所述连杆固定连接，且其开口朝向所述连杆的转动方向。
11.优选地，所述料斗的开口处设有呈倾斜布置的导向块，所述导向块与所述料斗一体成型。
12.优选地，所述壳体上转动设有第一挡板，当所述第一挡板转动至盖合于所述壳体上时，所述第一挡板至少部分封闭所述进料口。
13.优选地，所述壳体上设有挂钩，所述第一挡板上设有与所述挂钩相适配的挂环，当所述第一挡板与所述壳体解除盖合时，所述第一挡板向所述出料口方向转动，以使所述挂环与所述挂钩限位配合。
14.优选地，所述壳体上设有呈倾斜布置的第二挡板，所述第二挡板的低端与所述壳体固定连接，其高端向所述研磨单元方向延伸。
15.优选地，所述第二挡板上设有若干凹槽，所述壳体上转动设有若干与各所述凹槽相适配的支撑条，所述支撑条用于通过所述凹槽抵接于所述第二挡板上。
16.优选地，所述筛分单元与所述研磨单元之间、所述研磨单元与所述搅拌单元之间均通过传送带相连接。
17.优选地，所述研磨单元包括箱体和转动设于所述箱体内的研磨辊；
18.所述搅拌单元包括罐体和转动设于所述罐体内的搅拌叶片，所述搅拌叶片上具有若干呈三角形结构的搅拌区。
19.另一方面，根据本发明实施例，还提供了一种土基混凝土制备方法，包括以下步骤：
20.s1、将烘干、粉碎后的弃土作为弃土原料投入至筛分单元内并分离出其内的硬质杂物；
21.s2、除杂后的弃土原料输送至研磨单元内进行研磨，研磨成粒径小于40μm的弃土粉；
22.s3、向搅拌单元内加入所述步骤s2中的弃土粉、胶凝材料和砂石骨料进行搅拌混合，得到干拌混合物；
23.s4、向搅拌单元内加入外加剂和水，并与所述步骤s3中的干拌混合物进行搅拌，得到土基混凝土；
24.其中，弃土的烘干温度为105℃、烘干时间为24h；
25.所述胶凝材料为水泥、粉煤灰、矿渣中的一种或多种；
26.所述步骤s3中所述干拌混合物中的所述弃土粉占其胶凝材料的20％～80％，砂率为0.4～0.8；
27.所述外加剂为聚羧酸类减水剂、硅酸钠、氢氧化钠中的一种或多种。
28.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：通过顺次设置的筛分单元、研磨单元和搅拌单元能够将弃土逐一进行筛分、研磨和搅拌处理，将其资源化处理，以减少原材料的用量，降低成本的同时减少碳排放，拓宽了工程弃土的资源化利用范围的同时实现绿色施工；再者，操作控制方便，可连续化生产，生产效率高、生产成本低，产品可直接现场使用，实现工程弃土的场内自消纳；再者，至少部分呈倾斜向下设置的进料口和至少部分呈倾斜向上设置的出料口能够便于转动的上料组件快速的将弃土经进料口输送至出料口处，位于出料口处的弃土在离心力的作用下能够直接通过过滤网进入到研磨单元内，被阻挡在过滤网以下(即：壳体内)的弃土再次经转动的上料组件进行往复输送，直至完成其内硬质杂物的全部筛分作业即可，在此过程中，转对的上料组件能够往复式的将弃土不断的送入至过滤网处进行筛分，从而能够避免错筛或漏筛的情况发生，在复筛过程中也无需再次人工转移未筛分彻底的弃土，实现连续自动化制备。
附图说明
29.图1为本发明一实施例中的制备装置的结构示意图；
30.图2为本发明一实施例中的筛分单元的结构示意图；
31.图3为图2中另一角度的结构示意图。
32.图中：
33.1、筛分单元；11、壳体；111、进料口；112、出料口；113、过滤网；12、上料组件；121、连杆；122、料斗；123、导向块；2、研磨单元；21、箱体；22、研磨辊；3、搅拌单元；31、罐体；32、搅拌叶片；33、搅拌区；4、第一挡板；5、挂钩；6、挂环；7、第二挡板；8、凹槽；9、支撑条；10、传送带。
具体实施方式
34.需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.下面将结合附图1-3，对本发明做进一步说明。
36.一种土基混凝土制备装置，包括包括顺次连接的筛分单元1、研磨单元2和搅拌单元3，
37.所述筛分单元1用于去除弃土中的硬质杂物；
38.所述研磨单元2用于将除杂后的弃土进行研磨，以得到弃土粉；
39.搅拌单元3用于将弃土粉与胶凝材料粉、砂石骨混合搅拌；
40.其中，所述筛分单元1包括壳体11和转动设于所述壳体11内的上料组件12，所述壳体11上具有至少部分呈倾斜向下设置的进料口111和至少部分呈倾斜向上设置的出料口112，所述进料口111和所述出料口112均位于所述上料组件12的转动方向上，且所述出料口112上设有过滤网113，若干所述上料组件12呈圆周阵列设置于所述壳体11内，以将弃土从所述进料口111输送至所述出料口112处。
41.本实施例中，如图1所示，为了实现对烘干、粉碎后的弃土依次进行筛分、研磨和搅拌，筛分单元1、研磨单元2和搅拌单元3依次连接，如此，筛分单元1能够分离出弃土和其中的硬质杂物，经研磨单元2将筛分出来的弃土进行研磨成弃土粉，最后向搅拌单元3内加入定量的弃土粉和胶凝材料粉、砂石骨进行混合搅拌以得到土基混凝土，在此过程中能够减少人员的参与，实现自动化操作，以将工程弃土场内自消纳；另一方面，为了避免漏筛、错筛的情况发生，如图2、图3所示，筛分单元1包括壳体11和转动设于其内的上料组件12，壳体11为正八边形结构，其进料口111和出料口112分别设置在壳体11的左右两侧；为了便于快速上料的同时减少弃土在该过程中发生掉落的风险，该进料口111的上部呈竖直设置，其下部呈倾斜向下设置，进料口111的上部用于对上料组件12让位，也能够增大进料口111的整体面积；进料口111的下部用于上料组件12经过该处时将弃土转移至出料口112处；出料口112的上部呈倾斜向上设置，其下部呈竖直设置，在转动的上料组件12的带动下，弃土能够随其转动，当其转动至出料口112处时受离心力的影响会飞向出料口112，并经其上的过滤网113
进行筛分后进入到研磨单元2内；出料口112分隔呈上下两部分，其上部分不仅能够对弃土进行筛分，而且能够将分离出来的硬质杂物或未分离彻底的弃土阻挡在壳体11内，最后经连续转动的上料组件12往复的将弃土抛向过滤网113处进行筛分，通过该连续的、往复的筛分能够避免漏筛的情况；倾斜向上布置的部分出料口112能够将硬质杂物阻隔在壳体11内，以避免错筛的情况。
42.所述上料组件12包括转动设于所述壳体11内的连杆121和用于输送弃土的料斗122，所述料斗122与所述连杆121固定连接，且其开口朝向所述连杆121的转动方向。
43.本实施例中，如图3所示，为了能够将位于进料口111处的弃土快速的转移至出料口112处，每个上料组件12均包括连杆121和料斗122，连杆121通过设于壳体11内的转轴连接于壳体11上的电机，料斗122安装于连杆121上，电机通过转轴驱动连杆121转动，以使料斗122随其发生转动，在料斗122转动的过程中能够将位于进料口111处的弃土快速的铲入其内后在离心力的作用下抛向出料口112上的过滤网113；同时，料斗122的开口朝向连杆121的转动方向，以便于料斗122在转动过程中位于进料口111处的弃土能够快速的通过其开口进入至料斗122内，并经其开口转移至出料口112处。
44.所述料斗122的开口处设有呈倾斜布置的导向块123，所述导向块123与所述料斗122一体成型。
45.本实施例中，为了能够快速的将进料口111的弃土铲入料斗122内，如图3所示，在料斗122的开口处设有导向块123，该导向块123倾斜布置，导向块123能够便于弃土快速的过渡至料斗122内。
46.所述壳体11上转动设有第一挡板4，当所述第一挡板4转动至盖合于所述壳体11上时，所述第一挡板4至少部分封闭所述进料口111。
47.本实施例中，在上料组件12上料时，为了减少扬尘，如图2、图3所示，壳体11上通过合页连接有第一挡板4，第一挡板4用于打开或封闭进料口111的上部，处于打开状态的进料口111能够便于查看壳体11内部情况，也便于检修；处于封闭状态的进料口111能够在第一挡板4的作用下将灰尘锁紧于壳体11内，并且第一挡板4能够对未经过滤网113筛分出来的弃土或硬质杂物进行导向，使其重新落至进料口111的下部处，以便于再次上料、筛分。
48.所述壳体11上设有挂钩5，所述第一挡板4上设有与所述挂钩5相适配的挂环6，当所述第一挡板4与所述壳体11解除盖合时，所述第一挡板4向所述出料口112方向转动，以使所述挂环6与所述挂钩5限位配合。
49.本实施例中，在检修时，为了便于将第一挡板4固定于壳体11上，如图2所示，在壳体11上设有挂钩5，在第一挡板4上设有与挂钩5相适配的挂环6，如此，挂钩5与挂环6限位配合后，能够将第一挡板4锁紧于壳体11上。
50.所述壳体11上设有呈倾斜布置的第二挡板7，所述第二挡板7的低端与所述壳体11固定连接，其高端向所述研磨单元2方向延伸。
51.本实施例中，如图2、图3所示，为了避免筛分出来的弃土四处飞溅，在壳体11上设有倾斜布置的第二挡板7，第二挡板7的低端与壳体11固定连接，其高端向研磨单元2方向延伸，如此，能够对筛分出来的弃土进行导向，以便于其快速的进入到研磨单元2内。
52.所述第二挡板7上设有若干凹槽8，所述壳体11上转动设有若干与各所述凹槽8相适配的支撑条9，所述支撑条9用于通过所述凹槽8抵接于所述第二挡板7上。
53.本实施例中，为了使第二挡板7受力均衡，如图2所示，在第二挡板7上设有凹槽8(本实施例以间隔布置的两个凹槽8为例)，凹槽8上设有与其相适配的支撑条9，支撑条9的一端通过凹槽8抵接在第二挡板7上，其另一端转动设于壳体11上；将支撑条9转动至合适位置后将其抵紧在凹槽8内，使得支撑条9、第二挡板7和壳体11之间形成稳定的三角形结构。
54.所述筛分单元1与所述研磨单元2之间、所述研磨单元2与所述搅拌单元3之间均通过传送带10相连接。
55.本实施例中，如图1所示，为了实现连续自动化作业，筛分单元1与研磨单元2之间、研磨单元2与搅拌单元3之间均通过传送带10相连接。
56.所述研磨单元2包括箱体21和转动设于所述箱体21内的研磨辊22；
57.所述搅拌单元3包括罐体31和转动设于所述罐体31内的搅拌叶片32，所述搅拌叶片32上具有若干呈三角形结构的搅拌区33。
58.本实施例中，转动的研磨辊22能够将经传送带10输送至箱体21内的弃土进行研磨，以制备呈弃土粉，弃土粉通过箱体21的出口经传送带10输送至罐体31内，经搅拌叶片32将其与胶凝材料粉、砂石骨料进行混合搅拌，充分搅拌后以得到土基混凝土；另一方面，为了实现充分搅拌的目的，如图1所示，每个搅拌叶片32上均具有搅拌区33，该搅拌区33呈三角形结构，该搅拌区33可以是在搅拌叶片32上开设的呈三角形结构的通孔。
59.本实施例还提出了一种土基混凝土制备方法，包括以下步骤：
60.s1、将烘干、粉碎后的弃土作为弃土原料投入至筛分单元1内并分离出其内的硬质杂物；
61.s2、除杂后的弃土原料输送至研磨单元2内进行研磨，研磨成粒径小于40μm的弃土粉；
62.s3、向搅拌单元3内加入所述步骤s2中的弃土粉、胶凝材料和砂石骨料进行搅拌混合，得到干拌混合物；
63.s4、向搅拌单元3内加入外加剂和水，并与所述步骤s3中的干拌混合物进行搅拌，得到土基混凝土；
64.其中，弃土的烘干温度为105℃、烘干时间为24h；
65.所述胶凝材料为水泥、粉煤灰、矿渣中的一种或多种；
66.所述步骤s3中所述干拌混合物中的所述弃土粉占其胶凝材料的20％～80％，砂率为0.4～0.8；
67.所述外加剂为聚羧酸类减水剂、硅酸钠、氢氧化钠中的一种或多种。
68.实施例1
69.取50kg工程弃土放于105℃的烘箱中干燥24h以上至恒重，然后取出进行粉碎，剔除硬质性的大颗粒。取9.5kg弃土研磨成粒径小于40μm的弃土粉，然后加入已经研磨成粒径小于40μm的26kg水泥粉和11.8kg粉煤灰粉，并加入135.3kg砂子和90.3kg的石子进行混合得到干拌混合物。再向混合物中加入2.4kg聚羧酸减水剂和28.3kg自来水，搅拌均匀后获得具有高流动度的土基混凝土。
70.所获得的土基混凝土的坍落度为210mm，扩展度为420mm，28d无侧限抗压强度为24.5mpa，立方抗压强度为20.5mpa，比对比例1的碳排放减小约50kg co2/m3。
71.实施例2
72.取50kg工程弃土放于105℃的烘箱中干燥24h以上至恒重，然后取出进行粉碎，剔除硬质性的大颗粒。取15.6kg弃土研磨成粒径小于40μm的弃土粉，然后加入已经研磨成粒径小于40μm的19.9kg水泥粉和11.8kg粉煤灰粉，并加入135.3kg砂子和90.3kg的石子进行混合得到干拌混合物。再向混合物中加入2.4kg聚羧酸减水剂和28.3kg自来水，搅拌均匀后获得具有高流动度的土基混凝土。
73.所获得的土基混凝土的坍落度为220mm，扩展度为440mm，28d无侧限抗压强度为18.1mpa，立方抗压强度为13.5mpa，比对比例1的碳排放减小约80kg co2/m3。
74.实施例3
75.取50kg工程弃土放于105℃的烘箱中干燥24h以上至恒重，然后取出进行粉碎，剔除硬质性的大颗粒。取21.6kg弃土研磨成粒径小于40μm的弃土粉，然后加入已经研磨成粒径小于40μm的13.9kg水泥粉和11.8kg粉煤灰粉，并加入135.3kg砂子和90.3kg的石子进行混合得到干拌混合物。再向混合物中加入2.4kg聚羧酸减水剂和28.3kg自来水，搅拌均匀后获得具有高流动度的土基混凝土。
76.所获得的土基混凝土的坍落度为250mm，扩展度为460mm，28d无侧限抗压强度为11.1mpa，立方抗压强度为8.1mpa，比对比例1的碳排放减小约110kg co2/m3。
77.传统工艺制备过程如下：
78.在已经研磨成粒径小于40μm的35.5kg水泥粉和11.8kg粉煤灰粉中加入135.3kg砂子和90.3kg的石子进行混合得到干拌混合物。再向混合物中加入2.4kg聚羧酸减水剂和28.3kg自来水，搅拌均匀后获得预拌混凝土。
79.所获得的预拌混凝土的坍落度为180mm，扩展度为220mm，28d无侧限抗压强度为32.3mpa，立方抗压强度为25.2mpa，原材料碳排约为200kg co2/m3。
80.本实施例可以实现工程弃土的场内快速资源化，可实现减量和低排，有利于节约资源和保护环境；制备出来的土基混凝土性能稳定，具有绿色低碳特性，符合绿色建造施工要求；且具有通用性，可实现不同工程弃土资源化的土基混凝土的制备。
81.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。