处理混凝土颗粒的方法和系统技术方案

本发明专利技术包括一种用于处理混凝土颗粒(2)以供随后回收所述混凝土颗粒的方法和系统(1)。在该方法中，系统(1)的容器(4)填充混凝土颗粒(2)，所述容器至少在某些区域是气密的。随后，根据容器(4)中的混凝土颗粒(2)对CO2的吸收程度，连续或非连续地输入包含CO2的气体，所述程度通过至少一个传感器(8、9、10)来确定。在检测到混凝土颗粒(2)的预定CO2饱和度后，移除已经富含CO2的混凝土颗粒(2)。的混凝土颗粒(2)。的混凝土颗粒(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理混凝土颗粒的方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种用于处理混凝土颗粒随后回收所述混凝土颗粒的方法和系统。尤其是，本专利技术涉及一种使混凝土颗粒富含CO2的方法和系统。此外，本专利技术还涉及一种可根据本专利技术的方法生产的混凝土颗粒，和一种混凝土。

技术介绍

[0002]除了砾石和沙子以外，水泥对混凝土的生产至关重要。然而，生产水泥不仅会释放出大量的温室气体排放，而且也是混凝土生产的一个重要成本因素。如今，回收混凝土已经在保护砾石和沙子这一资源方面发挥了重要作用。然而，常规的回收过程既不能回收水泥也不能逆转或避免温室气体排放。常规的回收通常是通过拆除废弃房屋或其他混凝土结构。然后将拆除的混凝土粉碎成混凝土颗粒，例如，在生产新的混凝土时，可以用作砾石的替代品。加入新的水泥之后，就生产出了回收混凝土。然而，与原生混凝土相比，这种常规的回收混凝土通常力学性能有所降低。原生混凝土被理解为非回收混凝土。因此，为获得与原生混凝土质量相似的回收混凝土，通常在常规的回收混凝土中增加10％的水泥含量。此外，从拆除的混凝土中获得的所述混凝土颗粒可以未粘接状态下松散使用，例如用作道路施工材料。然而，该应用受到严格限制，因为在混凝土生产过程中含有有毒金属，这些有毒金属会被雨水溶解，特别是在现有技术中已知的混凝土颗粒的松散(未粘接)状态下，从而污染地下水。出于上述原因，如今的混凝土回收充其量只能产出低级别的砾石替代品；然而，这种回收既不能减少混凝土的温室气体排放，也不能毫不犹豫地松散使用混凝土颗粒。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个目的是提供一种改进的方法和系统，用于处理混凝土颗粒，以供随后回收所述混凝土颗粒。优选地，至少部分地消除了已知回收方法的上述问题。
[0004]为了制备混凝土颗粒以供随后回收所述混凝土颗粒，可以用二氧化碳(下述简称CO2)进行处理。与具有基本相同组成的富集混凝土的回收参考混凝土(包含水泥、砾石、沙子和非富集混凝土颗粒)相比，富集混凝土(包括水泥、砾石、沙子和富含CO2的混凝土颗粒)在坍落度基本相同的情况下可以具有更高的抗压强度。坍落度是新拌混凝土稠度的一个参数。同样，随着富集混凝土中水泥含量的相应减少，与组成未变的参考混凝土相比，可以获得相同的抗压强度。
[0005]这些关系可在下表中来理解。这些显示了参考混凝土和各种测试混凝土的组成(表1)和测量结果(表2)。参考混凝土包含不富含CO2的常规混凝土颗粒。另一方面，测试混凝土的混凝土颗粒则富含CO2。抗压强度是根据SN EN 206：2013+A1：2016标准和SIA公告“2030回收混凝土”确定的。坍落度是根据SN EN 12350
‑
5：2019标准确定的。
[0006][0007]表1
[0008][0009]表2
[0010]具有相应减少的水泥含量的富集混凝土(例如试验混凝土3)显著减少了温室气体排放。例如，水泥减少10％，混凝土生产带来的排放可减少约8.5％。另一方面，在该方法中，已经存在的CO2排放可以与混凝土颗粒结合而因此减少。例如，平均每1000千克混凝土颗粒结合10千克CO2，排放平均可再减少4％。在理想条件下，该技术可以将生产回收混凝土产生的CO2排放减少约12.5％。
[0011]此外，已经表明，富集混凝土具有更高的抗碳化性。抗碳化性是混凝土中加固铸件的腐蚀和混凝土建造中发生损坏的决定性因素。同样，混凝土颗粒中CO2的富集可导致更好地结合上述有毒金属，并显著减少其无意泄露到环境中。这拓展了松散混凝土颗粒的应用可能性。
[0012]根据所要求保护的本专利技术的一种方法，特别是用于处理混凝土颗粒，尤其是使混凝土颗粒富含CO2以供随后回收的方法，包括以下方法步骤：向至少部分气密的容器内填充混凝土颗粒。根据通过至少一个传感器确定的容器中混凝土颗粒对CO2的吸收量，供应包含CO2的气体的体积流量。气体的供应可以是连续的或非连续的。确定混凝土颗粒是否已达到预定的CO2饱和度，否则继续前述关于供应气体的方法步骤。根据本申请，如果尚未达到混凝土颗粒的预定CO2饱和度，则可以连续或非连续地供应气体，直至达到该饱和度。此外，所述方法包括从容器中移除富含CO2的混凝土颗粒。一旦混凝土颗粒被移除，它们可以用于进一步的方法步骤中，以生产包含富含CO2的混凝土颗粒的回收(富集)混凝土。为此，富含CO2的混凝土颗粒可以与水泥、水、沙子和砾石一起处理来生产混凝土。
[0013]混凝土颗粒对CO2的吸收可以理解为意味着CO2扩散到混凝土颗粒中并发生化学反应。对于这种吸收方法，不需要向容器中添加额外的水，特别是液体形式的水。混凝土颗粒中包括CO2可扩散到其中的孔隙。孔隙中可能存在水，即所谓的孔隙水，CO2与孔隙水发生化学反应。孔隙水与混凝土颗粒中的水泥相处于相平衡状态，且含有钙离子。当CO2被(化学)吸收时，形成碳酸盐和碳酸氢根离子。因此，产生的孔隙溶液在碳酸钙(CaCO3)方面是过饱
和的，分别是其多晶矿物方解石、文石和球霰石，并且孔隙被填充。
[0014]然而，混凝土颗粒根据其成分可能仅吸收一定量的CO2。该最大CO2饱和度可能在每1000千克混凝土颗粒吸收30至45千克之间的CO2，取决于其成分。本方法可以实现(至少大致)达到容器中混凝土颗粒各自的最大CO2饱和度。例如，当每一初始气体体积不能检测到CO2浓度的变化和/或压力的变化时，即达到混凝土颗粒的最大CO2饱和度。然而，当达到低于最大CO2饱和度的预定CO2饱和度时，也可以预先停止所述方法。混凝土颗粒的预定CO2饱和度可以在最大CO2饱和度的5％至100％之间。然而，高饱和度值可能仅通过足够长时间用CO2充气后才能实现，并且相应地需要更大量的CO2。然而，在每1000千克吸收5千克CO2至每1000千克吸收15千克CO2之间的给定CO2饱和度下，已经可以实现良好的材料性能。这相当于最大CO2饱和度的约10％至50％的给定CO2饱和度。
[0015]混凝土颗粒吸收的CO2的量通常随时间呈指数下降，直至达到最大CO2饱和度。例如，如果在一定的时间间隔内，CO2吸收量测量值的变化小于预定的极限值，则可以认为已达到预定的CO2饱和度。可替代地或此外，为了确定预定的CO2饱和度，例如，可绘制通过至少一个传感器确定的已发生的CO2吸收量随时间变化的曲线并进行外推。外推可用于确定发生的CO2吸收量的(理论)极限值，所述极限值相当于容器中混凝土颗粒的最大CO2饱和度。当达到该极限值的预定百分比(或分别达到预定的CO2饱和度)时，可以停止供应气体。
[0016]向容器中供应气体，分别调节向容器中供应的体积流量，可通过调节进气阀来实现。进气阀可布置在容器的供应管线中。根据发生的CO2吸收量，由控制单元来执行对进气阀的调节，即分别调节体积流量，该控制单元可操作地连接至所述至少一个传感器和进气阀。有利的是，供应的气体的体积流量(在容器初始填充后)补偿了已经被吸收的CO2。这样，容器中的CO2浓度就会尽可能保持恒定。这样做的好处是随着较高的CO2浓度以及C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理混凝土颗粒以供随后回收所述混凝土颗粒的方法，包括下述方法步骤：a.向至少部分气密的容器(4)内填充混凝土颗粒(2)；b.根据所述容器(4)中所述混凝土颗粒(2)发生的CO2吸收量，将包含CO2的气体的体积流量供应到容器(4)中，所述发生的CO2吸收量通过至少一个传感器(8、9)来确定；c.确定所述混凝土颗粒(2)是否已达到预定的CO2饱和度，否则继续方法步骤b；d.移除富含CO2的混凝土颗粒(2)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输入所述容器(4)的气体包含95％至100％的CO2，尤其是可再生的CO2。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过至少一个传感器(8、9、10)对压力和/或CO2浓度的测量来确定所述发生的CO2吸收量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发生的CO2吸收量还考虑在所述容器(4)中的测量温度和/或测量重量和/或测量的相对湿度。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当所述容器(4)中达到所需的气体填充程度(16)和/或所述容器中预定的CO2浓度时，尤其是CO2浓度超过95％时，减少或暂时中断供应的气体体积流量。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述减少或暂时中断的包含CO2的气体的体积流量补偿了已被布置在所述容器中的所述混凝土颗粒吸收的CO2。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当所述发生的CO2吸收量的变化在预定时间间隔内低于极限值时，所述混凝土颗粒(2)达到所述预定的CO2饱和度。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在达到所述预定的CO2饱和度后，多余的气体从所述容器(4)被引入收集容器(12)中，所述收集容器中填充有另外的混凝土颗粒(2)，所述混凝土颗粒至少部分地吸收，尤其是完全吸收所述多余的气体。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述收集容器(12)中重复根据权利要求1所述的方法步骤b至d。10.一种用于处理混凝土颗粒(2)以供随后回收所述混凝土颗粒(2)的系统(1)，包括a.至少部分气密的容器(4)，具有i.至少一个开口(19、20...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦伦丁，
申请(专利权)人：纽斯塔克股份公司，
类型：发明
国别省市：