一種球磨機(jī)磨球及一種提高建筑垃圾再生混凝土骨料性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑垃圾資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種球磨機(jī)磨球及一種提高 建筑垃圾再生混凝土骨料性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，城市規(guī)模隨之?dāng)U張，與此同時需要拆除的 老、舊、危建筑物也越來越多，導(dǎo)致了建筑垃圾產(chǎn)生量逐年增加。大量建筑垃圾不僅占用大 量土地，同時也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。
[0003] 建筑垃圾中的廢棄混凝土塊和廢磚可作為建材再生原料或生產(chǎn)再生建材產(chǎn)品，是 天然砂、石材料的重要替代產(chǎn)物。建筑垃圾的資源化利用不僅可以緩解目前建筑垃圾所帶 來的一系列社會、環(huán)境問題，而且可以節(jié)約大量的天然資源，為社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā) 展做出貢獻(xiàn)。
[0004] 建筑垃圾主要產(chǎn)生于建筑物拆除和建設(shè)過程，其成分較為復(fù)雜，包括混凝土、磚 瓦、鋼筋、木材等可資源化利用的材料。混凝土、磚瓦等是建筑垃圾的主體成分，占總量的 80 %以上，可資源化利用，加工成各級配再生骨料。如果再生混凝土骨料各項指標(biāo)都能近似 地滿足天然集料的要求，則可以部分甚至全部代替天然集料；如果對再生混凝土骨料輔以 表面處理或采用其他強(qiáng)化工藝，其性能可以達(dá)到天然集料的要求，則可替代天然集料。開展 建筑垃圾再生骨料相關(guān)技術(shù)研發(fā)，可為提升我國建筑垃圾資源化利用技術(shù)與裝備水平、建 立循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會提供技術(shù)支撐。
[0005] 再生混凝土骨料分為再生粗骨料和再生細(xì)骨料：①再生粗骨料：廢棄混凝土破碎 以后形成的粒徑在4. 75-50_之間的顆粒，采用連續(xù)級配，級配良好。②再生細(xì)骨料：廢棄 混凝土破碎以后形成的粒徑在0. 075-4. 75mm之間的顆粒，采用連續(xù)級配，級配良好。再生 混凝土骨料的基本性能特別是物理性能直接影響再生混凝土的性能。因此，提高再生混凝 土骨料的物理性能對提高再生混凝土的性能非常重要。建筑垃圾再生混凝土骨料的物理性 能指標(biāo)主要有壓碎指標(biāo)值、表觀密度、松散堆積密度、含泥量、吸水率等。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中再生骨料的物理性能方面通常有一些不足之處。首先，再生粗骨料由 于含有30%左右的硬化水泥砂漿（水泥砂漿包裹在天然骨料表面或以碎肩形式存在），同 天然砂石粗骨料相比，其吸水性、表觀密度等各項物理性能與天然骨料不同；其次，再生骨 料的質(zhì)量與粒徑與原混凝土的強(qiáng)度有關(guān)，再生骨料的質(zhì)量一般隨原混凝土強(qiáng)度的增大而提 高；再次，再生粗骨料表面粗糙、棱角較多，骨料表面含有大量未曾脫落且孔隙率比較大的 水泥砂漿，此外再生粗骨料本身帶有大量的破碎時形成的微裂紋，這都會提高再生粗骨料 的吸水率，影響其物理性能和使用性能。
[0007] 目前，傳統(tǒng)的建筑垃圾混凝土塊破碎處理技術(shù)，如顎破、錘破、反擊破、雙轉(zhuǎn)子臥破 等，是基于對材料的高頻、高速沖擊實現(xiàn)的，處理后產(chǎn)生的再生骨料棱角較多，且存在較多 片狀和針狀骨料顆粒（針狀顆粒是指混凝土再生粗骨料的長度大于該顆粒所屬相應(yīng)粒級 的平均粒徑2. 4倍的顆粒；片狀顆粒是指厚度小于平均粒徑0. 4倍的顆粒），在獲得顆粒骨 料的同時，給骨料表面和內(nèi)部留下了大量的裂紋損傷，嚴(yán)重影響到再生骨料的物理性能和 使用性能。有鑒于此，如何更好地處理建筑垃圾混凝土塊，減少破碎處理給再生混凝土骨料 表面和內(nèi)部留下的裂紋，進(jìn)一步提高建筑垃圾再生混凝土骨料的物理性能和使用性能，仍 然是本領(lǐng)域技術(shù)人員努力研究的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：怎樣提供一種球 磨機(jī)磨球，使所述磨球能與再生骨料良好接觸的同時，減小對再生骨料的有效碰撞壓強(qiáng)，避 免對骨料造成過多的表面和內(nèi)部裂紋損傷。
[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還有：怎樣提供一種提高建筑垃圾再生混凝土骨料性 能的方法，用以減少破碎處理給再生混凝土骨料表面和內(nèi)部留下的裂紋損傷，提高建筑垃 圾再生混凝土骨料的物理性能和使用性能。
[0010] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種球磨機(jī)磨球，所述球磨機(jī) 磨球表面沿圓周方向上設(shè)有若干排凹坑，所述凹坑為球冠形凹坑。
[0011] 這樣，對傳統(tǒng)球磨機(jī)磨球進(jìn)行改造設(shè)計，將傳統(tǒng)圓滑表面的磨球改造設(shè)計為表面 帶有球冠形凹坑的磨球；這些帶有球冠形凹坑的磨球與再生骨料能夠良好接觸，增加與再 生骨料的接觸面積，便于利用擠壓、搓揉、碾磨、剪切等作用，增加有效摩擦力，減小有效碰 撞壓強(qiáng)（壓強(qiáng)P=F/S，F(xiàn)-定，增大接觸面積S，相應(yīng)減小壓強(qiáng)），避免了傳統(tǒng)磨球在進(jìn)行球 磨破碎整形處理時，磨球與再生骨料在球磨機(jī)滾筒內(nèi)的直接接觸碰撞強(qiáng)度較大，增加了骨 料表面和內(nèi)部裂紋損傷，而且會增加再生細(xì)骨料（粒徑〈4. 75_)占比，嚴(yán)重影響再生骨料 物理性能和使用性能的問題。
[0012] 進(jìn)一步，同排的凹坑之間以及相鄰的兩排凹坑之間等間距分布，且相鄰的兩排凹 坑位置相錯；這樣，增強(qiáng)磨球的力學(xué)穩(wěn)定性和抗損耗性能。
[0013] 又進(jìn)一步，所述球磨機(jī)磨球的直徑為30-50mm，所述凹坑的球冠直徑為 4. 0-8. 3_ ;這種凹坑球冠直徑的取值可減少直徑過大帶來的磨球損耗以及直徑過小帶來 的效果不明顯的問題。
[0014] 更進(jìn)一步，所述凹坑的深度為0. 13-0. 34_ ;這種深度范圍的取值可減少深度過 大帶來的磨球損耗以及深度過小帶來的效果不明顯的問題。
[0015] 再進(jìn)一步，所述凹坑的總表面積為所述球磨機(jī)磨球表面積的80% -93% ;這樣，磨 球上盡可能多密布的球冠形凹坑能最大限度的將骨料表面的薄弱組分?jǐn)D搓掉，使骨料趨于 球形，實現(xiàn)顆粒整形，更進(jìn)一步提高建筑垃圾再生混凝土骨料的物理性能，尤其提高其壓碎 性能和降低吸水率。
[0016] 一種提高建筑垃圾再生混凝土骨料性能的方法，先對建筑垃圾混凝土塊進(jìn)行顎破 一級處理，得到再生混凝土骨料；再將顎破處理后的再生混凝土骨料與上述球磨機(jī)磨球混 合，在球磨機(jī)中進(jìn)行球磨二級處理l-5min;最后對球磨后的再生混凝土骨料進(jìn)行篩分，得 到符合顆粒級配規(guī)定的再生混凝土骨料。
[0017] 采用顎破機(jī)顎破處理和球磨機(jī)球磨處理的兩級破碎處理建筑垃圾混凝土塊的方 法，能夠達(dá)到微損破碎的效果。針對建筑垃圾混凝土塊顎破處理后產(chǎn)生的再生骨料棱角較 多，且存在較多片狀和針狀骨料顆粒（針狀顆粒是指混凝土再生粗骨料的長度大于該顆粒 所屬相應(yīng)粒級的平均粒徑2. 4倍的顆粒；片狀顆粒是指厚度小于平均粒徑0. 4倍的顆粒）， 從而降低再生骨料壓碎性能現(xiàn)狀的問題，對顎破破碎處理后的再生骨料進(jìn)行球磨整形處 理，減少片狀和針狀再生骨料所占比例，使骨料飽滿圓潤，從而提高建筑垃圾再生骨料壓碎 性能，滿足再生骨料的使用性能。使用表面帶有凹坑的磨球有利于減少由于過度機(jī)械碰撞 造成的骨料表面和內(nèi)部裂紋損傷；且表面帶有凹坑的磨球同時將顆粒表面的水泥砂漿等薄 弱組分?jǐn)D搓掉，這樣反復(fù)的搓揉作用使骨料趨于球形，實現(xiàn)顆粒整形，從而提高再生骨料的 物理性能和使用性能，尤其提高其壓碎性能和降低吸水率。
[0018] 作為優(yōu)化，進(jìn)行顎破一級處理時，設(shè)置顎破機(jī)出料口的出料直徑為20_25mm; 這樣，產(chǎn)生的再生混凝土粗骨料的顆粒級配最優(yōu)符合《混凝土用再生粗骨料（GB/ T25177-2010)》連續(xù)粒徑5-25mm骨料顆粒級配規(guī)定。
[0019] 作為又一優(yōu)化，進(jìn)行球磨二級處理時，選擇直徑分別為30mm、40mm和50mm的所述 球磨機(jī)磨球組成的混合磨球；其中，直徑分別為30mm、40mm和50mm的球磨機(jī)磨球的體積比 為3:4: 3。在磨球裝載量一定時，小磨球比大磨球的總表面積大，與物料接觸的機(jī)會多，增加 摩擦面積；而單個大磨球比單個小磨球的能量大，對骨料的沖擊也會大，但利于對針狀和片 狀骨料破碎整形處理；按此體積比混合使用的磨球能最優(yōu)的增加磨球與骨料間的摩擦，使 骨料飽滿圓潤，從而提高其壓碎性能。
[0020] 作為進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)行球磨二級處理時，所述磨球的填充率為12% -14%;這樣，能 有效保證磨球在球磨機(jī)滾筒內(nèi)的運動以及與再生骨料的摩擦；減緩數(shù)量過多的磨球?qū)υ偕?骨料的沖擊造成骨料表面和內(nèi)部裂紋損傷，從而降低吸水率和壓碎指標(biāo)的問題。
[0021] 作為再一步優(yōu)化，進(jìn)行球磨二級處理時，所述顎破處理后的再生混凝土骨料與所 述球磨機(jī)磨球的體積比為2:3~7:8 ;選擇這樣的體積比，能有效提高再生骨料和磨球間的 擠壓、搓揉、碾磨、剪切等作用。
[0022] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0023] 1、本發(fā)明球磨機(jī)磨球表面帶有球冠形凹坑，能與再生骨料良好接觸，增加與再生 骨料的接觸面積，便于利用擠壓、搓揉、碾磨、剪切等作用，增加有效摩擦力，減小有效碰撞 壓強(qiáng)，避免了傳統(tǒng)磨球在進(jìn)行球磨破碎整形處理時，磨球與再生骨料在球磨機(jī)滾筒內(nèi)的直 接接觸碰撞強(qiáng)度較大，導(dǎo)致骨料表面和內(nèi)部裂紋損傷，增加再生細(xì)骨料（粒徑〈4. 75mm)占 比，嚴(yán)重影響再生骨料物理性能和使用性能的問題。
[0024] 2、本發(fā)明提高建筑垃圾再生混凝土骨料性能的方法，能夠達(dá)到微損破碎的效果， 對顎破破碎處理后的再生骨料進(jìn)行球磨整形處理，減少片狀和針狀再生骨料所占比例，使 骨料飽滿圓潤，減少由于過度機(jī)械碰撞造成的骨料表面和內(nèi)部裂紋損傷，從而提高建筑垃 圾再生骨料壓碎性能，滿足再生骨料的使用性能；且采用表面帶有凹坑的磨球能夠?qū)㈩w粒 表面的水泥砂漿等薄弱組分?jǐn)D搓掉，這樣反復(fù)的搓揉作用使骨料趨于球形，實現(xiàn)顆粒整形， 從而提高再生骨料的物理性能和使用性能，尤其提高其壓碎性能和降低吸水率。
[0025] 3、對采用本發(fā)明方法處理后的骨料進(jìn)行性能測試，結(jié)果顯示采用本發(fā)明方法處理 后的再生混凝土骨料吸水率為2. 98 % -4.00 %，符合II類吸水率（〈5 % )指標(biāo)要求，甚至 達(dá)到I類吸水率（〈3% )指標(biāo)要求；再生混凝土粗骨料壓碎指標(biāo)由一級顎破處理粗骨料的 15. 64%提高到12. 56%，由原來的滿足II類（〈20% )要求提高到接近I類（〈12% )要求； 再生混凝土細(xì)骨料壓碎指標(biāo)由一級顎破處理細(xì)骨料的47. 16%提高到24. 28%，由原來的 不滿足III類（〈30% )提高到II類（〈25% )水平；上述結(jié)果表明采用本發(fā)明方法能夠顯著提 高建筑垃圾再生混凝土骨料的性能。
[0026] 4、采用本發(fā)明方法提高建筑垃圾再生混凝土骨料性能，使處理后的骨料能夠達(dá)到 接近天然集料的要求，實現(xiàn)對天然砂、石的替代，緩解目前建筑垃圾所帶來的一系列社會、 環(huán)境、經(jīng)濟(jì)問題，同時節(jié)約大量的天然資源，促進(jìn)建筑垃圾資源化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，帶來巨大的 社會、經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明球磨機(jī)磨球的結(jié)構(gòu)示意圖。