一种快速高效检测建筑垃圾再生骨料中轻质杂质含量的在线检测方法与流程

1.本发明属于杂质检测技术领域，涉及一种快速高效检测建筑垃圾再生骨料中轻 质杂质含量的在线检测方法。


背景技术：

2.与简单的填埋或堆放相比，建筑垃圾资源化利用可以减少50％的一氧化二氮、99.3％的氮化物和28％的一氧化碳的排放，而且能够有效降低40％以上的建筑施工 成本，具有巨大的环境效益和经济效益。
3.总体来说，建筑垃圾再生骨料由于其理化特性与天然砂石的特性极其相似，很 大程度上具有代替天然砂石料制备一定强度等级混凝土的潜力。同时，由于再生建 材的生产及市场需求对建筑垃圾的消纳量巨大，因此，建筑垃圾破碎分选制备再生 骨料用于生产相应强度等级的混凝土是最受欢迎和认可的资源化利用手段。
4.然而，建筑垃圾成分复杂多变，其中常常含有塑料、金属、木材等杂质，将会 对资源化再生产品的使用性能带来一定程度的不利影响。研究表明，含有木屑杂质 的再生混凝土，其抗压强度较普通再生混凝土低，并且随着木屑含量的不断增加， 再生混凝土的抗压强度迅速下降。当木屑添加量增大到6％时，再生混凝土抗压强 度在28d时已不能满足工程使用要求。类似的，pet废塑料的含量增加和粒径增大 都会导致再生混凝土抗压强度的降低。如果能将杂质控制在合理范围内，对于建筑 垃圾再生骨料制备相应强度等级混凝土的扩大生产利用具有重要意义。工程实际中， 通过多级破碎 多级分选的多工艺组合方法可以大大提高建筑垃圾再生骨料的品 质，提高类砂石物质含量，降低骨料含杂率。
5.显然，再生骨料的品质管控关乎到生产单位的市场竞争力以及下游产品的安全 稳定性。如何简便、快速、高效而且经济地检测出被测批次建筑垃圾再生骨料样品 的品质及含杂率情况，对于指导企业调整工艺运行参数，控制骨料产品性能，保障 混凝土强度要求，提高建筑垃圾资源化利用安全性具有实际意义。


技术实现要素：

[0006][0007]
本发明的目的就是为了提供一种快速高效检测建筑垃圾再生骨料中轻质杂质 含量的在线检测方法，用于解决建筑垃圾再生骨料由于组分复杂而无法实现其品质 的快速、简便检测的问题。
[0008]
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]
一种快速高效检测建筑垃圾再生骨料中轻质杂质含量的在线检测方法，包括以 下步骤：
[0010]
(1)选取建筑垃圾再生骨料装填于固定容积为v、质量为w0的容器中，并密 实填满，再往容器中加水，直至水面与容器上沿平齐且水不外溢，记录加水的体积 v0，计算出建
筑垃圾再生骨料的有效容积率α；
[0011]
(2)将被测样品装入上述容器中，并继续按照步骤(1)方式密实装填，保证 被测样品与容器上沿平齐但不溢出，称量此时容器的总体重量w；
[0012]
(3)基于w、w0、α分别求解出被测样品中的有效成分的体积v1和轻质杂质 的体积v2，并计算出被测样品中轻质杂质的质量分数x，即完成；
[0013]
其中，式中，ρ2为被测样品中轻质杂质成分的密度，g/cm3。
[0014]
进一步的，步骤(1)中，有效容积率α的计算公式如下：
[0015]
其中，n为重复测量的次数，为第i次测量时加入容器 中的水的体积，ml。
[0016]
更进一步的，n＝3。
[0017]
进一步的，步骤(1)中，密实填充的过程具体为：将容器置于振动平台上， 在机械力的作用下装填建筑垃圾再生骨料。
[0018]
进一步的，步骤(2)中，被测样品即为待测建筑垃圾再生骨料。
[0019]
进一步的，步骤(3)中，求解被测样品中的有效成分的体积v1和轻质杂质的 体积v2的计算公式为：
[0020]
ρ
1v1
ρ
2v2
＝w-w0；
[0021]v1
v2＝αv；
[0022]
ρ1为被测样品中有效成分的密度，g/cm3；ρ2为被测样品中轻质杂质成分的密 度，g/cm3。先采用人工筛检的方式将再生骨料中有效成分与轻质杂质成分筛分开 来，再多次测量求平均值的方法确定两种成分的密度。
[0023]
进一步的，步骤(1)中，所述的容器为立方体容器。
[0024]
更进一步的，步骤(1)中，所述立方体容器的尺寸为150mm*150mm*150mm。
[0025]
与现有技术相比，本发明基于建筑垃圾再生骨料有效组分与杂质间显著的密度 差异性，提出了一种快速高效检测建筑垃圾再生骨料中塑料、木屑、泡沫、纸类等 轻质杂质含量的在线检测方法，极大程度上解决了建筑垃圾再生骨料由于组分复杂 而无法实现其品质的快速、简便、经济检测的问题。本发明的应用将显著提高建筑 垃圾再生建材厂所生产再生骨料品质的实时快速管控，实现批次产品性能的实时反 馈，对于指导企业调整优化工艺运行参数，控制建筑垃圾再生骨料产品性能，保障 资源化制备相应强度等级混凝土的强度要求，提高建筑垃圾资源化利用安全性具有 实际意义。
具体实施方式
[0026]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前 提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限 于下述的实施例。
[0027]
为解决建筑垃圾再生骨料由于组分复杂而无法实现其品质的快速、简便检测的 问题，本发明提供了一种快速高效检测建筑垃圾再生骨料中轻质杂质含量的在线检 测方
法，包括以下步骤：
[0028]
(1)选取建筑垃圾再生骨料装填于固定容积为v、质量为w0的容器中，并密 实填满，再往容器中加水，直至水面与容器上沿平齐且水不外溢，记录加水的体积 v0，计算出建筑垃圾再生骨料的有效容积率α；
[0029]
(2)将被测样品装入上述容器中，并继续按照步骤(1)方式密实装填，保证 被测样品与容器上沿平齐但不溢出，称量此时容器的总体重量w；
[0030]
(3)基于w、w0、α分别求解出被测样品中的有效成分的体积v1和轻质杂质 的体积v2，并计算出被测样品中轻质杂质的质量分数x，即完成；
[0031]
其中，式中，ρ2为被测样品中轻质杂质成分的密度，g/cm3。
[0032]
具体的，步骤(1)中，有效容积率α的计算公式如下：
[0033]
其中，n为重复测量的次数，为第i次测量时加入容器 中的水的体积，ml。优选的，n＝3。
[0034]
在一些具体的实施方式中，步骤(1)中，密实填充的过程具体为：将容器置 于振动平台上，在机械力的作用下装填建筑垃圾再生骨料。
[0035]
具体的，步骤(2)中，被测样品即为待测建筑垃圾再生骨料。
[0036]
具体的，步骤(3)中，求解被测样品中的有效成分的体积v1和轻质杂质的体 积v2的计算公式为：
[0037]
ρ
1v1
ρ
2v2
＝w-w0；
[0038]v1
v2＝αv；
[0039]
ρ1为被测样品中有效成分的密度，g/cm3；ρ2为被测样品中轻质杂质成分的密 度，g/cm3。
[0040]
具体的，步骤(1)中，所述的容器为立方体容器。更优选的，步骤(1)中， 所述立方体容器的尺寸为150mm*150mm*150mm。
[0041]
以下各实施例中，如无特别说明的原料或处理技术，则表明其均为本领域的常 规市售产品或常规处理技术。
[0042]
实施例1：
[0043]
某建筑垃圾再生建材厂，采用“两级破碎 两级分选”的多级组合工艺，生产 可用于制备一定强度的混凝土填料替代物。经过工艺设备选型，该建材厂可生产 0-5mm,5-10mm,10-20mm,20-31.5mm等4种不同粒径大小的再生骨料。本实施例以 5-10mm粒径的再生骨料为例，通过本发明提出的控容称重法实现待检样品的含杂 率检验。
[0044]
根据公式代入相关特征参数，计算出再生骨料的有效容 积率α，进行容器的容积校正。具体结果见表1(此处v根据150mm*150mm*150mm 的立方体容器计算得到)。
[0045]
表1被测样品(再生骨料)的有效容积率计算
[0046][0047]
另外，根据以下计算公式，代入相关特征参数，计算出再生骨料的含杂率x。 具体结果见表2。
[0048]
ρ
1v1
ρ
2v2
＝w-w0；
[0049]v1
v2＝αv；
[0050]
ρ1为再生骨料中有效成分的密度，g/cm3；ρ2为再生骨料中轻质杂质成分的密 度，g/cm3；v1为建筑垃圾再生骨料中有效成分的体积(cm3)；v2为建筑垃圾再生 骨料中轻质物杂质成分的体积(cm3)。对不同批次的再生骨料进行密度测试，测 试得到再生骨料中有效成分密度ρ1＝1.859g/cm3，轻质杂质成分的密度ρ2＝0.734 g/cm3。
[0051]
表2再生骨料含杂率
[0052][0053]
此处，实际含杂率为采用人工筛分的方式将被测再生骨料的有效成分与轻质杂 质成分筛分开来，再计算得到。由于测量误差、人工筛分误差以及再生骨料组分的 正常波动均会导致此快速检测方法存在一定的预测误差，但误差在可接受范围之内。
[0054]
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发 明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此 说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限 于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改 进和修改都应该在本发明的保护范围之内。