再生粗骨料改性装置

1.本发明涉及建筑工程的技术领域，具体涉及一种再生粗骨料改性装置。


背景技术：

2.随着我国城镇化水平的不断提升，城镇不断涌现出一大批的房屋建筑。当中，混凝土结构作为最重要的结构形式，使得我们对建筑材料的数量存在巨大需求，而在房屋的新建过程中难免会涉及到房屋拆除，在这过程产生了大量的建筑垃圾，而废弃的混凝土在其中占比更是达到30％-50％，天然资源的开采及废弃资源的处理更是面临着严峻的挑战。开展资源的综合利用成为了可持续发展战略的重要内容。废弃混凝土含有粗骨料可以重复利用，但在强制破碎分离过程，再生骨料内部会产生大量的微裂缝，外表会附着一部分“老砂浆”，严重影响混凝土的质量。使得再生混凝土与天然混凝土相比，内部会形成多种形式的界面过渡区，影响混凝土的力学性能和耐久性能。对此，学者们会对再生粗骨料进行强化处理，以改善再生粗骨料的品质，目前主要的强化方法有化学浆液强化法。
3.在实际操作过程中，化学浆液强化法存在一定的利弊。比如说，化学强化法是将再生粗骨料浸泡在不同性质化学浆液中，以此填补再生粗骨料的微裂缝，但是在自然环境浸泡强化所需的时间往往会比较长。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种再生粗骨料改性装置，通过在化学强化法的基础上加以改进，从而提高再生粗骨料化学改性的效率。
5.根据本发明实施例的再生粗骨料改性装置，包括反应容器、注料管道、出料管道、负压发生装置以及内胆。当中，反应容器包括有顶盖和顶部开口的筒身，筒身与顶盖连接以形成再生粗骨料改性用的反应腔室，顶盖设有气阀；注料管道一端用于连通反应容器，另一端用于导入再生粗骨料改性用的化学浆液，注料管道上设有注料阀门；出料管道连通反应容器并且往反应容器的外部延伸，出料管道上设有出料阀门；负压发生装置与反应容器进行连通；筒身的内部可拆卸地设置有内胆，内胆的壁体设有镂空结构。
6.本发明装置从化学强化法的运行原理出发，设置有反应容器、注料管道、出料管道，形成了一个较为完整的化学改性供给链，首先，将外部的化学浆液通过注料管道导入到反应容器当中，以此对放置在反应容器内部的再生粗骨料进行浸泡强化，在饱和吸浆结束后，经由出料管道将化学浆液往外排出。
7.根据本发明实施例的再生粗骨料改性装置，至少具有如下有益效果：
8.利用负压发生装置对反应容器内部进行负压处理，以此降低反应腔室的气压，进而减小再生粗骨料微裂缝的压强，促使化学浆液在注料管道和反应容器气压差的作用下，更加全面而快速地进入到再生粗骨料的微裂缝当中，缩短再生粗骨料的浸泡强化时间。并且，筒身内设有可拆卸的内胆，内胆带有镂空设计，内胆在反应过程中主要用于兜载再生粗
骨料，并且通过镂空位置让化学浆液得以进入到内胆当中与再生粗骨料发生接触，在饱和吸浆结束后，通过往外拆出内胆可以将经强化处理的再生粗骨料取出，在取出过程中，残留在再生粗骨料当中的化学浆液能够经由镂空位置沥出，以此实现再生粗骨料与化学浆液的良好分离。由此可见，本发明装置不仅利用负压加快了化学浆液与再生粗骨料之间的接触，还通过设置带镂空的内胆，为再生粗骨料的取放提供了便利，并且在取出过程中顺带实现了固液分离，进一步优化了化学改性的操作效率。
9.根据本发明的一些实施例，镂空结构包括通孔和滤网，通孔设在内胆的壁体上，通孔上设有滤网，滤网的网孔小于再生粗骨料的最小颗径。
10.根据本发明的一些实施例，内胆的侧壁和底壁均设有镂空结构。
11.根据本发明的一些实施例，内胆的外径小于筒身的内径。
12.根据本发明的一些实施例，内胆的顶部设有往外延伸的内胆帽沿，内胆帽沿的外尺寸大于筒身的内径，内胆通过内胆帽沿悬挂在筒身之内。
13.根据本发明的一些实施例，筒身在内胆的下方设有搅拌装置。
14.根据本发明的一些实施例，搅拌装置包括搅拌轴、搅拌扇叶和搅拌电机，搅拌轴平行于筒身的中心线，搅拌轴的底部贯穿筒身的底壁且与搅拌电机进行连接，搅拌轴位于筒身内部的轴身绕轴线设有若干个搅拌扇叶。
15.根据本发明的一些实施例，包括控制系统，反应容器内设有压力传感器，压力传感器用于检测反应容器内的气压，控制系统与负压发生装置、搅拌电机、压力传感器进行电性连接。
16.根据本发明的一些实施例，包括带显示屏和操作按键的控制面板，控制面板设在反应容器的外表面，控制面板内设有控制系统。
17.根据本发明的一些实施例，注料阀门、出料阀门、气阀采用电动阀门的形式，注料阀门、出料阀门与控制系统电性连接。
18.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
20.图1为本发明其中一实施例的再生粗骨料改性装置的结构示意图；
21.图2为关于图1的局部剖视图；
22.图3为图2中所示内胆的结构示意图。
23.附图标记：反应容器1；顶盖1a；筒身1b；注料管道2；注料阀门3；出料管道4；出料阀门5；负压发生装置6；内胆7；镂空结构8；通孔8a；滤网8b；内胆帽沿9；凸台10；螺栓11；网孔12；搅拌装置13；搅拌轴13a；搅拌扇叶13b；搅拌电机13c；控制面板14；显示屏14a；操作按键14b；气阀15；注料收集箱16；出料收集箱17。
具体实施方式
24.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
27.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
28.本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
29.请参阅图1和图2，本实施例提供了一种再生粗骨料改性装置，装置包括反应容器1、注料管道2、出料管道4、负压发生装置6以及内胆7。当中，反应容器1包括顶盖1a和顶部开口的筒身1b，筒身1b与顶盖1a连接以形成再生粗骨料改性用的反应腔室，顶盖1a设有气阀15；注料管道2一端连通反应容器1，另一端连通注料收集箱16，注料收集箱16用于存放再生粗骨料改性用的化学浆液，注料管道2上设有注料阀门3；出料管道4连通反应容器1并且往反应容器1的外部延伸，直至与出料收集箱17连通，出料管道4上设有出料阀门5；负压发生装置6与反应容器1进行连通；筒身1b的内部可拆卸地设置有内胆7，内胆7的壁体设有镂空结构8。
30.请参阅图2，本实施例中，筒身1b和内胆7都是竖直放置，内胆7的外径小于筒身1b的内径，内胆7通过筒身1b的顶部开口处进入反应容器1之内，又根据内胆7与筒身1b的尺寸差，在强化处理结束后，可以沿着筒身1b的高度方向将内胆7往外取出。
31.以下简述一下内胆7、筒身1b与顶盖1a之间的连接关系，内胆7的顶部设有往外延伸的内胆帽沿9，内胆帽沿9的外尺寸大于筒身1b的内径，内胆7通过内胆帽沿9得以悬挂在筒身1b之内。而在化学改性的操作过程中，顶盖1a与筒身1b需要进行密封连接，从而为本发明的负压处理提供环境基础，对此，筒身1b的顶部设有往外延伸的凸台10，内胆帽沿9叠放在凸台10上，凸台10、内胆帽沿9以及顶盖1a的相应位置设立两个以上孔位，通过螺栓11和螺母等紧固件，将筒身1b与顶盖1a密封固定，并且将内胆帽沿9压紧定位。
32.在其它实施方式中，顶盖1a与筒身1b之间还可以采用铆钉连接、搭扣连接等方式，任何能够将顶盖1a与筒身1b进行可拆卸式连接或者将顶盖1a设置成可密封可打开、并且能够将内胆帽沿9压紧定位的做法，均能应用于本技术方案，而螺栓11连接具备操作便捷、制造成本低廉等优点，因此作为本实施例里面顶盖1a与筒身1b连接的优选方式。
33.本实施例通过设置顶盖1a、注料阀门3、出料阀门5为反应容器1提供了内部封闭的
条件，以此形成了一个较为完整的化学改性供给链。在此基础上，本实施例在反应容器1的外侧设置负压发生装置6，通过运行负压发生装置6，可以让反应容器1内部的气压快速降低，从而减小再生粗骨料内部微裂缝的压强，随后开启注料阀门3让化学浆液从注料收集箱16进入至反应容器1中，与再生粗骨料充分接触并静置浸泡其中，设置负压发生装置6能够加快骨料内部微裂缝结构对于化学浆液的吸收与填充，进而缩短再生粗骨料的浸泡时间。设在顶盖1a的气阀15与负压发生装置6匹配使用，在临时检修或者饱和吸浆结束后，我们需要将反应容器1内的压力恢复至大气常压再打开顶盖1a，通过打开气阀15，能够使外部空气进入到反应容器1里面，促使反应容器1内的气压逐步回升。
34.补充说明的是，本实施例的负压发生装置6具体采用了真空泵的形式，在其它实施方式中，还可以采用空气压缩机等设备，同样能够起到降低反应容器1内部气压的效果，而本实施例出于真空泵成本相对低廉、运行稳定、且容易获得等优势，选择了真空泵作为本实施例的负压部件。
35.请参阅图2和图3，作为本发明装置的另一发明点，内胆7壁体设有镂空结构8，镂空结构8包括通孔8a和滤网8b，通孔8a设在内胆7的壁体上，通孔8a上设有滤网8b，滤网8b的网孔12小于再生粗骨料的最小颗径，设置滤网8b的目的是为了让化学浆液自由进出，具体地，在浸泡过程中，化学浆液能够通过滤网8b进入到内胆7当中从而与再生粗骨料发生接触；在饱和吸浆结束之后，化学浆液能够通过滤网8b从内胆7排出，而根据滤网网孔12的尺寸设定，再生粗骨料并不会经由滤网网孔12掉落出来，如此一来，强化处理后的再生粗骨料能够与残留的化学浆液实现分离。
36.在实际生产情况中，滤网8b可以通过固定连接的方式设置在通孔8a的边沿，比如采用焊接、热熔等粘合方式，以此将通孔8a覆盖，防止再生骨料往外掉落；除此之外，滤网8b还可以通过一体成型的方式直接在内胆8的壁体上成型得出，有助于简化制造工序。
37.内胆7的侧壁和底壁均设有镂空结构8。为了保证浸泡速度，在不影响内胆7整体强度的基础上，镂空结构8的数量应尽可能多，并且镂空范围应尽可能广，如图3所示，内胆7侧壁上的镂空结构8优选设有四个以上，并且沿着内胆7的中心线均匀分布，在防止再生粗骨料掉落的基础上，为化学浆液的进出提供足够通畅的空间。同理地，内胆7底壁的镂空结构8覆盖了底壁的大部分范围，以降低对于化学浆液流动速率的影响。
38.综上，本实施例通过设置带镂空结构8的内胆7，不仅便于再生粗骨料的放进与取出，还能够在浸泡结束后利用镂空结构8将经强化处理的再生粗骨料与残留的化学浆液分离开，显著提高了化学改性的操作效率。
39.进一步地，考虑到化学浆液一旦久置容易出现静水沉淀，筒身1b在内胆7的下方设有搅拌装置13。搅拌装置13包括搅拌轴13a、搅拌扇叶13b和搅拌电机13c，搅拌轴13a平行于筒身1b的中心线，搅拌轴13a的底部贯穿筒身1b的底壁与搅拌电机13c进行连接，搅拌轴13a位于筒身1b内部的轴身绕轴线设有若干个搅拌扇叶13b。在化学浸泡过程中，每隔一段时间启动一次搅拌装置13，让反应容器1内的浆液混合均匀，可确保再生粗骨料吸收的浆液质地是均匀而稳定的，有助于优化改性效果。
40.为了进一步提升本装置的智能化程度，本装置设有控制系统，反应容器1内设有压力传感器(图中未示出)，压力传感器用于检测反应容器1内的气压，注料阀门3、出料阀门5、气阀15均采用电动阀门的形式，控制系统与负压发生装置6、搅拌电机13c、压力传感器、注
料阀门3、出料阀门5进行电性连接。
41.除此之外，反应容器1的外表面还设有带显示屏14a和操作按键14b的控制面板14，控制面板14内放置有控制系统。控制系统事先储存有实验过程的参数，包括但不限于不同重量的再生粗骨料浸泡所需的化学浆液容量、浸泡时间、额定负压值，此一系列的参数和压力传感器的实际检测值经由显示屏14a进行显示，为人机互动提供条件，提升本装置的智能化程度。
42.总体而言，本装置从真空饱和吸附法的工作原理出发，对反应容器1进行抽真空负压处理，促使化学浆液更加快速而全面地渗透进再生粗骨料的微裂缝当中，以此缩短再生粗骨料的浸泡时间；除此之外，本装置还利用带镂空设计的内胆7，便于将骨料与浆液分离并且也便于从反应容器1内取出，能够显著提高化学改性的操作效率。
43.以下简述本装置的工作过程：
44.首先，往反应容器1中的内胆7加入一定质量的再生粗骨料，相关性能指标需满足相关规范要求；
45.随后，把顶盖1a、内胆帽沿9、筒身1b的孔位对齐并采用螺栓11进行紧固连接，使顶盖1a和筒身1b紧密接触，避免反应容器1在运作过程当中出现漏气的现象，依次关闭注料阀门3、出料阀门5，避免抽真空环节中空气沿管道进入反应容器1内；
46.根据再生粗骨料的质量在显示屏14a上选择好实验过程的参数，启动负压发生装置6，抽出反应容器1内部的空气，减小反应容器1内的气压，在此过程中，操作人员应随时观察显示屏14a上的压力值是否短时间内到达预定压力值，若压力值没有明显下降，则应当打开顶盖1a的气阀15让反应容器1恢复到常压并对装置进行检查，若因反应装置进行密封处理不当而造成的，重新密封即可进行下一步操作；
47.当反应容器1到达预定压力值后，在负压发生装置6仍运转的情况下，再生粗骨料在其中静置一段时间，直至骨料内部微裂缝的压力值到达与容器中设定的压力值大小相等，该静置时间可以事先设定，静置结束后，打开注料阀门3，让化学浆液沿注料管道2进入反应容器1内部，让再生粗骨料充分浸泡在化学浆液中，然后关闭注料阀门3，并且每间隔一段时间就启动搅拌装置13，以防化学浆液出现静置沉淀，确保化学浆液始终处于均匀状态；
48.饱和吸浆结束后，停止负压发生装置6的运转，关闭注料阀门3，打开气阀15，让反应容器1内部的压力值恢复至常压，打开顶盖1a，将内胆7以及其中的再生粗骨料一并取出；当再生粗骨料完成强化处理后，打开出料阀门5，废弃化学浆液经由出料通道4流向出料收集箱17，以此对实验废弃化学浆液进行回收处理。
49.综上，本发明装置通过设置负压发生装置6，利用对反应容器1的腔室进行抽真空的原理，减小再生粗骨料微裂缝的压强，使得化学浆液能够在化学浸泡前期快速而全面地进入再生粗骨料的微裂缝当中，以此缩短再生粗骨料的整体浸泡时间，进而提高强化处理效率；本发明装置通过设置带镂空壁体的内胆7，不仅便于再生粗骨料的放进与取出，还能够在浸泡结束后利用镂空位置将经强化处理的再生粗骨料与残留的化学浆液分离开，显著提高了化学改性的操作效率；本发明装置通过在反应容器1内设置搅拌装置13，防止化学浆液发生静水沉淀之余，还让反应容器1内的化学浆液混合得更加均匀，确保了再生粗骨料吸收到的化学浆液的质地稳定，此设置有助于优化改性效果；本发明装置通过设置控制系统以及控制面板14，实现了人机互动，并利用控制系统与电气部件之间的联动，实现了对于抽
真空、浸泡、搅拌甚至进出料等步骤的自动化控制，有利于节约人力成本，提升生产效率。
50.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

技术特征：
1.再生粗骨料改性装置，其特征在于，包括：反应容器，包括顶盖和顶部开口的筒身，所述筒身与所述顶盖连接以形成再生粗骨料改性用的反应腔室，所述顶盖设有气阀；注料管道，所述注料管道一端连通所述反应容器，另一端用于导入所述再生粗骨料改性用的化学浆液，所述注料管道上设有注料阀门；出料管道，所述出料管道连通所述反应容器并且往所述反应容器的外部延伸，所述出料管道上设有出料阀门；负压发生装置，与所述反应容器连通；内胆，可拆卸地设在所述筒身的内部，所述内胆的壁体设有镂空结构。2.根据权利要求1所述的再生粗骨料改性装置，其特征在于，所述镂空结构包括通孔和滤网，所述通孔设在所述内胆的壁体上，所述通孔上设有所述滤网，所述滤网的网孔小于再生粗骨料的最小颗径。3.根据权利要求1所述的再生粗骨料改性装置，其特征在于，所述内胆的侧壁和底壁均设有所述镂空结构。4.根据权利要求1所述的再生粗骨料改性装置，其特征在于，所述内胆的外径小于所述筒身的内径。5.根据权利要求4所述的再生粗骨料改性装置，其特征在于，所述内胆的顶部设有往外延伸的内胆帽沿，所述内胆帽沿的外尺寸大于所述筒身的内径，所述内胆通过所述内胆帽沿悬挂在所述筒身之内。6.根据权利要求1所述的再生粗骨料改性装置，其特征在于，所述筒身在所述内胆的下方设有搅拌装置。7.根据权利要求6所述的再生粗骨料改性装置，其特征在于，所述搅拌装置包括搅拌轴、搅拌扇叶和搅拌电机，所述搅拌轴平行于所述筒身的中心线，所述搅拌轴的底部贯穿所述筒身的底壁且与所述搅拌电机进行连接，所述搅拌轴位于所述筒身内部的轴身绕轴线设有若干个所述搅拌扇叶。8.根据权利要求7所述的再生粗骨料改性装置，其特征在于，包括控制系统，所述反应容器内设有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述反应容器内的气压，所述控制系统与所述负压发生装置、所述搅拌电机、所述压力传感器进行电性连接。9.根据权利要求8所述的再生粗骨料改性装置，其特征在于，包括带显示屏和操作按键的控制面板，所述控制面板设在所述反应容器的外表面，所述控制面板内设有所述控制系统。10.根据权利要求8所述的再生粗骨料改性装置，其特征在于，所述注料阀门、出料阀门、气阀采用电动阀门的形式，所述注料阀门、出料阀门、气阀与所述控制系统电性连接。

技术总结
本发明涉及建筑工程的技术领域，公开了一种再生粗骨料改性装置，装置包括反应容器、注料管道、出料管道、负压发生装置、内胆，筒身与顶盖连接以形成反应腔室，改性用的化学浆液经由注料管道进入反应容器，并且在强化处理之后经由出料管道从反应容器往外排出，负压发生装置对反应容器内部进行负压处理，促使化学浆液在气压差的作用下更加全面而快速地进入到再生粗骨料的微裂缝当中；内胆可拆卸地设在筒身的内部，内胆的壁体设有镂空结构，便于将骨料与浆液分离并且也便于从反应容器内取出，能够显著提高化学改性的操作效率。显著提高化学改性的操作效率。显著提高化学改性的操作效率。


技术研发人员：刘杰 王连坤 唐哲 蔡咏峻 李作谦 王殷朗
受保护的技术使用者：五邑大学
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/7/11