專利名稱:廢棄混凝土的回收的制作方法
本發(fā)明涉及到廢棄混凝土的回收。
現(xiàn)今，大多數(shù)建筑施工所需要的混凝土的拌和的習慣做法并不是在施工現(xiàn)場，而是在十分靠近工地的中心拌和車間用預拌車提供的。這樣拌和不到90分鐘混凝土就可進行澆灌。通常，預拌車從施工現(xiàn)場返回時帶有一部分未被利用的混凝土，尤其是在一天的工作結(jié)束時更是常常發(fā)生的此類情況。根據(jù)目前的作法，這部分混凝土未能得到使用，而是在凝固前被逕直倒入廢料場，從經(jīng)濟和環(huán)境保護的角度看，這種做法是不能令人滿意的。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，向廢棄的混凝土中加入足量的緩凝劑以防止混凝土經(jīng)過一夜的時間或甚至經(jīng)過一周末的時間而出現(xiàn)凝固，然后在第二個工作日使緩凝混凝土與新鮮混凝土拌和，再加入促凝劑以抵消緩凝劑的效能，通過上述步驟就可以使上述剩余的混凝土成為很有用的材料。
確實如此，人們選擇合適的緩凝劑完全可能省去與新鮮混凝土拌和的步驟，從而使整批緩凝的混凝土重新促凝，成為可用的材料，這種緩凝的混凝土又仿佛是新鮮的混凝土了。
因此，本發(fā)明提供了一個回收拌和過的且未曾使用過的混凝土的方法。這個方法包括三個步驟1)在混凝土凝固之前，加入足量的緩凝劑以延緩水化用達90小時;
2)在所期望的緩凝期結(jié)束之際，可任選地用新用鮮混凝土稀釋緩凝混凝土;
3)向緩凝混凝土中加入促凝劑以使緩凝混凝土恢復到可以凝固的狀態(tài)。
一種減水增強劑可以任選地與促凝劑一起加入到被稀釋的混凝土中。
本發(fā)明的方法所使用的緩凝劑如果被適量地應用，則必定是長效力的(也就是說，這些緩凝劑延緩水化作用超過6小時)，并且具有可逆效應，因此，加入促凝劑后可以使緩凝混凝土基本上恢復到其原先的狀態(tài)。
優(yōu)良的緩凝劑是磷酸衍生物，更佳的是那些含有羥基和氨基的磷酸衍生物，都能起到作為鈣螯合劑的作用。這種類型的特佳緩凝劑是孟山都公司(圣路易士州，孟山都)出售的奎斯特〔Dequest注冊商標〕系列的化合物，特別是下列化合物的奎斯特2000氨基三(亞甲基磷酸)的奎斯特2006氨基三(亞甲基磷酸)的五鈉鹽的奎斯特20101-羥基亞乙基-1，1-二磷酸的奎斯特20161-羥基亞乙基-1，1-二磷酸的四鈉鹽的奎斯特2041乙二胺四(亞甲基磷酸)的奎斯特2047乙二胺四(亞甲基磷酸)的鈣鈉鹽的奎斯特2051六亞甲基二胺四(亞甲基磷酸)的奎斯特2054六亞甲基二胺四(亞甲基磷酸)的鉀鹽的奎斯特2060二亞乙基三胺五(亞甲基磷酸)的奎斯特2066二亞乙基三胺五(亞甲基磷酸)的鈉鹽其他合適的緩凝劑包括羥基羧酸及其鹽類，計有檸檬酸、葡萄糖酸、酒石酸、富馬酸、衣康酸、丙二酸和葡庚糖酸;聚羧酸及其鹽類，例如聚馬來酸、聚富馬酸、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸，其中以低分子量的較好;抗氧劑類，如抗壞血酸和異抗壞血酸;聚合物類，如磺酸和丙烯酸的共聚物類、聚羥基硅烷類和聚丙烯酰胺，其中以低分子量的較好;碳水化合物類，如蔗糖和玉米糖漿;木素磺酸鹽類，如木素磺酸鈣。上列物質(zhì)中，以羥基羧酸類、聚羧酸類、異抗壞血酸和聚羥基硅烷類較好。
更好的緩凝劑是至少含有磷酸型的一種緩凝劑與至少含有另一類型的一種緩凝劑的混合物。因為許多非磷酸型緩凝劑也具有降水特性，所以這些緩凝劑也能增加混凝土完全凝固后的抗壓強度。
特別好的緩凝劑是的奎斯特系列物質(zhì)與檸檬酸的混合物，尤其是的奎斯特2000/檸檬酸的混合物。的奎斯特與檸檬酸的優(yōu)選比是1∶1到2∶1。
在本發(fā)明的方法的第3步中所加入的優(yōu)選的促凝劑是根據(jù)美國材料試驗協(xié)會第C494號文件分類為C型外加劑的那些促凝劑。優(yōu)選的促凝劑的組成是不含氯化物而可以含有鈣鹽例如硝酸鈣和甲酸鈣，以及硫氰酸鹽類、三乙醇胺和甘脲類，例如三甲醇甘脲。本類型特佳的促凝劑是營造師股份有限公司(Master Builders Inc.)(美國俄亥俄州，克利夫蘭)所出售的促凝劑，商標是Pozzolith 555A。
較優(yōu)的減水增強劑是那些根據(jù)美國材料試驗協(xié)會C494號文件分類為A型外加劑的增強劑，這些增強劑可以任選地與步驟3中的促凝劑一道加入;也就是說，增強劑本身沒有顯著緩凝效應或促凝效應的減水劑，特佳的物質(zhì)是營造師股份有限公司(Master.Builders Inc.)所出售的那種標有Pozzolith Polyeed商標的產(chǎn)品。
如果單獨加入具有減水和促凝功能的E型外加劑而不用作為促凝劑的C型外加劑和作為減水劑的A型外加劑的組合，那也是可以的。然而，C型和A型外加劑的組合是比較理想的。
在本發(fā)明的過程中可以混凝土重量百分數(shù)表示必須加入的緩凝劑和促凝劑的數(shù)量將隨許多不同的因素而變化，這些因素對于技術(shù)熟練的人員是很容易領會的。這些因素包括1)所使用的緩凝劑和促凝劑的成分。
2)緩凝所需要的時間長短。這個時間的長短通常是一夜(12～18小時)或二個周末(36～90小時，最好是60～72小時)。
3)美國材料試驗協(xié)會型的水泥。本過程能夠使用Ⅰ～Ⅳ型，而Ⅰ和Ⅱ型較優(yōu)。在水泥中飛灰替換的程度將會影響本法步驟3所要加入的促凝劑的數(shù)量增加飛灰替換量通常需要更多的促凝劑。
4)緩凝劑加到混凝土中的時間定義為拌合混凝土和添加緩凝劑之間的時間長短。當已澆灌了混凝土的使用部分，就可立即將緩凝劑加到混凝土的未使用部分中，或者在預拌車回到拌和車間時或者只要混凝土還維持所需的塌落度、空氣含量和單位重量，就可以加入。緩凝劑最好是在初拌后1至4小時的時間內(nèi)加到水泥中。加入的時間愈長，則需要加緩凝劑的量就愈多。
5)原始混凝土的凝固時間。如果混凝土具有固有的低凝固速度，那么與具有較高的凝固速度的混凝土相比，需要緩凝劑的量較少，而促凝劑的量就較多。
6)混凝土的溫度。溫度愈高，則凝固時間愈短，于是所需緩凝劑的數(shù)量就愈多。由于凝固較迅速，對于混凝土溫度超過20℃(70°F)的場合，緩凝劑最好在初拌開始后3小時內(nèi)加入。
7)待要處理的混凝土的體積。在給定的起始溫度下，大量的混凝土凝固速度要比在相同的起始溫度下少量混凝土的凝固速度高。這是由于體積大的混凝土不易較快地散失水化熱，因此使它本身的溫度上升高，因而使凝固速度亦較高。因此例如2立方米的混凝土所需要的緩凝劑的數(shù)量可能為1立方米混凝土所需要緩凝劑的兩倍。
8)在最后混合物中回收的混凝土與新鮮的混凝土的比例。舊的混凝土可以占混合物總重量的百分比是5%-100%，較好的比例是10～50%，顯然，回收的混凝土所占的比倒愈高，要求加入的促凝劑就愈多。
9)在原有混凝土和新加混凝土中外加劑的類型和數(shù)量。
在實現(xiàn)本發(fā)明過程的優(yōu)先選用的方法中，當預拌車帶著一部分未經(jīng)使用的混凝土回到拌和車間時，可利用探測器測量裝料溫度，估算裝料的體積依據(jù)這些數(shù)據(jù)和已知每批混凝土的特性，計算出混合料保持到下一個工作日仍有效而需加入的緩凝劑的數(shù)量。有利的是，利用適當?shù)奈⑿碗娮佑嬎銠C的程序控制就可以完成這種計算，并可將所需的緩凝劑(最好以水溶液的形式)的量自動地量加到裝料中。
將裝料進行短暫的拌和，然后靜置，直到下一個工作日才進一步拌和。接著把所需量的新鮮混凝土混入回收混凝土中，再測量溫度和計算出所需要的促凝劑數(shù)量(如果必要的話，還應計算出減水劑所需之數(shù)量)。然后在計算機自動控制下進行加料。
下列的實施例說明了本發(fā)明。除另有指明外，所有的分數(shù)和百分數(shù)均以重量計。
實例標準混凝土的配方組分混凝土公斤/米21/Ⅱ型凱澤(Kaiser)水泥 250飛灰(Jim Bridger，在70°F的條件下， 46.5校正系數(shù)517)沙 864石 1008水 175緩凝劑配方R含有12.8%氨基三(亞甲基磷酸)(的奎斯特2000)和8%檸檬酸的水溶液。
緩凝劑配方R含有12.8%氨基三(亞甲基磷酸)(的奎斯特2000)和8%檸檬酸的水溶液。
促凝劑配方CPozzolith 555A(Master Builders)是一種以含有48.7%活性物質(zhì)的水溶液形式提供的硝酸鈣基無氯化物的促凝劑。
減水劑配方APozzolith Polyheed(Master Builders)是一種含有39%活性物質(zhì)的水溶液形式提供的低緩凝作用的木素磺酸鹽基減水劑。
在下列三個實施例中，加入混凝土中的各種外加劑的量都是以混凝土中的粘結(jié)材料(即水泥加飛灰)的干重為基準的重量百分數(shù)表示的。除另有說明外，百分數(shù)都以干活性物質(zhì)為基準的。
例1對四個標準混凝土配方的樣品進行拌合，靜置在五加侖(約二十升)的容器內(nèi)二小時。如表1所示，向其中三個容器內(nèi)加入帶檸檬酸或不帶檸檬酸5%的的奎斯特2000的水溶液。如參考文獻表明的那樣，向第四個樣品只加入5%的水。將混凝土樣品拌和，靜置過液。待24小時后，把這三個加過緩凝劑的樣品用新鮮混凝土稀釋，其比例是一份緩凝混凝土對五份新鮮混凝土，然后用含3.1%配方C的促凝劑和含0.3%配方A的減水劑進行再活化。表1列出了十四天后和二十八天后的實測抗壓強度值。
表1編號 的奎斯特2000，% 檸檬酸，% 抗壓強度(公斤/厘米)14天 28天1， 0.318 - 290 3902， 0.227 - 277 3703， 0.318 0.200 321 4324， - - 265 325
例2重復例1，每個樣品使用0.318%的奎斯特物質(zhì)加上0.200%的檸檬酸作為緩凝劑，加水配成2.5%的水溶液。仿照例1進行再活化。表Ⅱ列出了空氣百分含量，初始凝固期的硬化速度(再次活化后)和1天與7天后的抗壓強度。
表Ⅱ編號 的奎特物質(zhì) 空氣% 硬化速度 抗壓強度(小時) (公斤/厘米2)1天 7天1 2000 2.0 4.0 153 4432 2006 1.8 4.25 147 4183 2010 1.9 3.875 140 4024 2016 1.8 4.0 144 4195 2041 1.8 5.0 121 4236 2051 2.0 3.5 138 4167 2054 1.9 3.25 144 4168 2060 1.8 3.875 135 4149 2066 2.2 3.75 156 -10 none 0.7 5.5 86 256(供參考)例3實驗表明一夜和一個周末緩凝作用所需緩凝劑配方R的合適用量(以每一百公斤粘結(jié)材料中所含溶液的升數(shù)表示)，作為待處理的混凝土的溫度和混凝土的體積的函數(shù)，如表Ⅲ所示。
表Ⅲ混凝土溫度 一夜用量 % 一周末用量 %°F ℃ <1.5米3>1.5米3(近似值)90-99 30-35 3.4 4.4 9.080-89 25-30 3.1 4.0 8.470-79 20-25 2.5 3.4 7.860-69 15-20 2.2 2.8 7.150-59 10-15 1.5 1.5 6.540-49 5-10 1.2 1.2 5.932-39 0-5 0.9 0.9 5.3以五份新鮮混凝土對一份舊的緩凝土進行拌和后可以用適量的促凝劑配方混凝土C進行再活化(如表Ⅳ所示，促凝劑用量以溶液升數(shù)/每一百公斤粘結(jié)材料表示)表Ⅳ混凝土溫度 一夜緩凝 一周末緩凝°F ℃(近似值) 促凝劑用量% 促凝劑用量%80-89 25-30 1.9 5.370-79 20-25 2.5 6.560-69 15-20 3.1 7.150-59 10-15 3.7 7.540-49 5-10 4.4 7.832-39 0-5 5.0 8.權(quán)利要求
1.回收拌和過的未經(jīng)使用的混凝土的方法，該方法包括下列兩個步驟1)在混凝土凝固之前，加入足量緩凝劑以延緩水化作用達九十小時；2)在所需要的緩凝期結(jié)束時，向緩凝混凝土加入促凝劑，以使緩凝混凝土恢復到可凝固狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其中在加促凝劑之前，用新鮮混凝土稀釋緩凝混凝土。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1和2所述的方法，其中緩凝劑少含有一種磷酸衍生物。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的方法，其中所說的緩凝劑至少含有一種由下列化合物中選出的化合物，這些化合物是氨基三(亞甲基磷酸);氨基三(亞甲基磷酸)的五鈉鹽;1-羥基亞乙基-1，1-二磷酸;1-羥基亞乙基-1，1-二磷酸的四鈉鹽;乙二胺四(亞甲基磷酸);乙二胺四(亞甲基磷酸)的鈣鈉鹽;六亞甲基二胺四(亞甲基磷酸);六亞甲基二胺四(亞甲基磷酸)的鉀鹽;二亞乙基三胺五(亞甲基磷酸);二亞乙基三胺五(亞甲基磷酸)的鈉鹽。
5.根據(jù)前面四個權(quán)利要求
中的任何一個權(quán)利要求
的方法，其中所說的緩凝劑至少含有一種由下列化合物中挑選出的化合物，這些化合物是羥基羧酸或聚羧酸及其鹽;抗壞血酸和異抗壞血酸;磺酸-丙烯酸共聚物;聚羥基硅烷;聚丙烯酰胺;碳水化合物和木素磺酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的方法，其中所說的緩凝劑至少含有由下列化合物中挑選出的一種化合物，這些化合物是羥基羧酸，聚羧酸，異抗壞血酸，和聚羥基硅烷。
7.根據(jù)前面六個權(quán)利要求
中的任何一個權(quán)利要求
所述的方法，所說的緩凝劑包括至少含有一種由磷酸衍生物中挑選出的化合物以及;至少含有一種由羥基羧酸或聚羧酸及它們的鹽;抗壞血酸和異抗壞血酸;磺酸-丙烯酸其聚物;聚羥基硅烷;聚丙烯酰胺;碳水化合物和木素磺酸鹽中挑選出的化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其中所說的緩凝劑包括至少含有由下列化合物中挑選出的一種化合物，這些化合物是氨基三(亞甲基磷酸);氨基三(亞甲基磷酸)的五鈉鹽;1-羥基亞乙基-1，1-二磷酸;1-羥基亞乙基-1，1-二磷酸的四鈉鹽;乙二胺四(亞甲基磷酸);乙二胺四(亞甲基磷酸)的鈣鈉鹽;六亞甲基二胺四(亞甲基磷酸);六亞甲基二胺四(亞甲基磷酸)的鉀鹽;二亞乙基三胺五(亞甲基磷酸);二亞乙基三胺五(亞甲基磷酸)的鈉鹽;和檸檬酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的方法，其中所說的緩凝劑包括氨基三(亞甲基磷酸)和檸檬酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述方法，其中氨基三(亞甲基磷酸)與檸檬酸的比是1∶1到2∶1。
11.根據(jù)前面十個權(quán)利要求
中任何一個權(quán)利要求
所述的方法，其中所說的促凝劑至少含有一種由鈣鹽，硫氰酸鹽，三乙醇胺和甘脲中挑選出的化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的方法，其中所說促凝劑是由硝酸鈣、硫氰酸鈉、三乙醇胺和三羥甲基甘脲的混合物組成。
13.根據(jù)前面十二個權(quán)利要求
中任何一個權(quán)利要求
所述的方法，其中減水增強劑與促凝劑一同加入。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的方法，其中減水增強劑是木素磺酸鹽衍生物。
15.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的方法，其中回收的混凝土占混合物總重的10%至50%。
16.根據(jù)前面十五個權(quán)利要求
中的任何一個權(quán)利要求
的方法，其中所說的緩凝劑是在混凝土開始拌和的一至四小時后加入的。
17.根據(jù)權(quán)利要求
1到16中的任何一個權(quán)利要求
的方法處理的混凝土。
18.一種回收混合過而未使用的混凝土的方法，基本上如前述涉及實例1至3中的任何一個實例。
19.一種用基本上根據(jù)本文所述，涉及實例1至3中任何一個實例的方法處理過的混凝土。
專利摘要
回收拌和過而未曾使用過的混凝土的過程包括下列三個步驟
文檔編號C04B24/22GK87105879SQ87105879
公開日1988年3月16日 申請日期1987年8月25日
發(fā)明者格雷戈里·博布羅斯基, 格雷戈里·C·J·右西亞, 戴維·A·勒皮恩, 弗雷德里克·D·金尼 申請人:山道士有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan