| 标题 | 浅析建筑废弃物再生产品生产工艺技术及应用 |
| 范文 | 刘慧慧 摘要：本文通过对国内外建筑废弃物再生产品生产工艺技术的比对和分析，结合多年工作实践，提出以下几点建议：①完善政策法规；②加强先进生产工艺技术推广；③鼓励科技创新；④增加再生产品推广力度。希望通过以上措施提高建筑废弃物再生产品的认可度，为建设资源节约型、环境友好型社会而贡献力量。 Abstract： Based on the comparison and analysis of production technology of domestic waste recycle products at home and abroad， combined with many years of practice， this paper put forward the following suggestions： First， to improve policies and regulations； Second， to strengthen the promotion of advanced production technology； Third， encourage scientific and technological innovation； Fourth， to increase the promotion of renewable products. It is hoped that the above measures will increase the acceptance of recycled products for construction waste and contribute to building a resource-saving and environment 1 开展建筑废弃物再生产品生产工艺技术研究的背景 1.1 建筑废弃物再生产品概念 本文所研究的建筑废弃物再生产品是指以废混凝土、废砖、废砂为主的建筑废弃物，经破碎、筛分、去掉金属、木屑、塑料等杂质、再经一系列加工处理生成的具有一定使用价值、并在建设行政主管部门备案的建材产品的统称。 本文所涉及的建筑废弃物再生产品主要有再生骨料混凝土、再生骨料砖、再生骨料砂浆、再生种植土。 1.2 建筑废弃物再生产品生产工艺技术研究开展背景 建筑废弃物产生量剧增，严重危害环境，急需进行资源化转化。最近几年我国宏观经济飞速发展，城镇化比例大幅提高，与此同时工程建设和拆迁改造产生了大量的建筑废弃物。据推算，我国建筑废弃物年产生量已达20亿吨，但资源化率尚不足5%[1]。大量的建筑废弃物主要采用露天堆放或简易填埋处理，不仅占用、浪费宝贵的土地资源，而且会产生扬尘、帶来雾霾、对土壤及地下水资源带来二次污染，更严重的是造成安全隐患，危害公众生命财产安全。 建筑废弃物再生产品生产工艺技术应用研发相对滞后，产品附加值低，缺乏市场竞争力。目前我国的建筑废弃物再生产品还大多数停留在再生粗、细骨料、再生种植土等初级产品的阶段，产品附加值低，缺乏市场竞争力，销售困难。而且再生骨料质量还达不到天然砂石质量标准，使用范围相对狭小。 2 建筑废弃物再生产品生产工艺技术研究分析 2.1 国外技术及应用研究现状 美国、德国、欧盟、日本、韩国等国家和地区的建筑废弃物资源化利用工作开展的比较早，如今经过几十年的发展，早已形成了完整的政策法规体系，建筑废弃物再生产品生产工艺技术比较先进和成熟，建筑废弃物资源化再生利用率极高。 美国不但鼓励再生混凝土的利用，而且还对再生混凝土的性能做了系统性的研究和试验。比如美国密执安州用再生混凝土铺筑的23号公路、75号公路进行了再生骨料混凝土的干缩性能的实验研究。实验表明，再生骨料混凝土的干缩率大于天然骨料混凝土[2]。美国研制的微波技术，可以100%回收利用再生旧沥青路面料，其质量和新拌沥青面料相同，而成本可以降低1/3[3]。 日本对废混凝土处理技术的研究始于20世纪70年代。早在1977年，日本建筑业协会（BCS）就制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范（案）·同解说》，规定再生粗骨料的吸水率为7%以下。1992年，日本建设省提出了《建筑副产物的排放控制以及再生利用技术的开发》五年发展规划，于1994年制定了《不同用途下混凝土副产物暂定质量规范（案）》，并于1996年推出了《资源再生法》，为废混凝土等建筑副产品的再生利用提供了法律和制度保障[4]。据统计，2005年日本全国建筑废物资源总利用率达到85%，其中建筑垃圾粉碎机械废混凝土的排放量约为3200万吨，废混凝土再生利用3100多万吨，再资源化率高达98%，但其中大部分用于公路路基材料中，作为再生骨料所使用的比例不足20%[5]。此外，日本已经对再生混凝土的吸水性、强度、配合比、收缩、碳化、抗冻性等进行了系统研究。日本开发了废旧混凝土砂浆和石子的分离技术。根据该技术混凝土废料首先被破碎成颗粒，粒径小于40mm；然后进行热处理，热处理温度约为300℃；最后通过特殊机械处理使这些废料充分摩擦碰撞，实现石子和水泥砂浆的分离。分离后的石子又恢复到天然骨料的状态，可用于新混凝土的生产；产生的砂浆可应用在路基的稳定化处理方面。 建筑废料再生产品应用于公路建设的研究起步较早，欧洲各国在这方面早有应用。二十世纪四十年代德国已经有了将废砖经破碎后作为混凝土材料使用的经验，是较早开始对废混凝土进行再生利用研究的国家之一。在德国每年拆除的废混凝土约为0.3吨/（年·人），这一数字在今后几年还会继续增长。目前，德国再生混凝土主要用于公路路面。德国LowerSaxong的一条双层混凝土公路采用了再生混凝土。该混凝土路面总厚度为26cm，底层19cm采用了再生混凝土，面层7cm采用天然骨料配制的混凝土[3]。1997年德国实施《再生利用法》，1998年8月制定了《混凝土再生骨料应用指南》，要求采用再生骨料配制的混凝土必须完全符合天然骨料混凝土的国家标准。建筑垃圾回收设备在再生混凝土开发应用方面稳步发展，并取得了一系列的成果[4]。 2.2 国内技术及应用研究现状 我国在20世纪90年代初期开始开展建筑垃圾处理和利用的相关研究，在建筑垃圾资源化领域，特别是在再生骨料的生产与应用方面取得了一定的成果。但由于各种原因的限制，我国的建筑废弃物资源化利用率长年维持在较低的水平。究其原因，建筑废弃物资源化利用相关技术标准不完善就是其中之一。 2.2.1 再生骨料混凝土 2.2.1.1 技术要求 ①再生骨料混凝土的拌合物性能、力学性能、长期性能和耐久性能、强度检验评定及耐久性检验评定等应符合《混凝土质量控制标准》GB 50164的规定。 ②再生骨料混凝土的轴心抗压强度标准值、轴心抗压强度设计值、轴心抗拉强度标准值、轴心抗拉强度设计值均可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的相关规定取值。 ③再生骨料混凝土的耐久性设计应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476的相关规定。 ④再生骨料混凝土的收缩值可在普通混凝土的基础上加以修正。当只掺入再生骨料时修正系数取1.0-1.5，对I类再生骨料可取1.0；对Ⅱ、Ⅲ类再生骨料，当再生骨料取代率为30%时可取1.0，再生骨料取代率为100%时可取1.5，中间可采用线性内插取值。 ⑤再生骨料混凝土中氯离子、三氧化硫含量应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476的有关规定。 2.2.1.2 生产工艺 ①原材料准备 1）原材料进场时，应按规定批次验收型式检验报告、出厂检验报告或合格证等质量证明文件，外加剂产品还应具有使用说明书。 2）对进场的混凝土原材料应进行检验，检验样品应随机抽取，经检验合格后方可使用。 3）原材料计量宜采用电子计量设备。计量设备的精度应满足现行国家标准《混凝土搅拌站（楼）技术条件》GB 10171的有关规定，应具有法定计量部门签发的有效检定证书，并应定期校验。混凝土生产单位每月应自检1次；每一工作班开始前，应对计量设备进行零点校准。 4）每盘混凝土原材料计量的允许偏差应符合表1的规定，原材料计量偏差应每班检查1次。 ■ 5）对于原材料计量，应根据粗、细骨料含水率的变化及时调整粗、细骨料和拌合用水的称量。 ②混凝土搅拌。 1）混凝土搅拌机应符合现行国家标准《混凝土搅拌机》GB/T 9142的規定。混凝土搅拌宜采用强制式搅拌机。 2）原材料投料方式应满足混凝土搅拌技术要求和混凝土拌合物质量要求。 3）当搅拌高强混凝土时，搅拌时间应适当延长；采用自落式搅拌机时，搅拌时间宜延长30s。对于双卧轴强制式搅拌机，可在保证搅拌均匀的情况下适当缩短搅拌时间。混凝土搅拌时间应每班检查2次。 ③预拌混凝土运输。 在运输过程中应控制混凝土不离析、不分层，并应保证混凝土拌合物性能满足施工要求。当采用机动翻斗车运输混凝土时，道路应平整。当采用搅拌罐车运送混凝土拌合物时，搅拌罐在冬期应有保温措施。 2.2.2 再生骨料砖 2.2.2.1 技术要求 ①再生骨料砖所用骨料的最大粒径不宜大于8mm。 ②再生骨料砖按抗压强度分为MU7.5、MU10、MU15和MU20四个等级。 ③再生骨料砖的尺寸允许偏差和外观质量应符合规定。 ④再生骨料砖的吸水率单块值不应大于18%；干燥收缩率和相对含水率应符合表2的规定。 ■ 注：潮湿是指年平均相对湿度大于75%的地区；中等是指年平均相对湿度为50～75%的地区；干燥是指年平均相对湿度小于50%的地区. 2.2.2.2 生产工艺 ①除土。除土主要是清除建筑废弃物原料中的大量渣土。除土与给料可以结合进行。一般多使用振动式给料机，给料辊的间隙可根据含土量的多少控制，以清除干净为原则。 ②破碎。破碎一般采用颚式破碎机进行初步破碎（粗破），但颚式破碎机破碎形成的颗粒针片状含量较高，所以还要进行第二次破碎（中破）。中破过程可选用锤式破碎机或反击式破碎机，如要生产较多的细骨料，或需要较好的骨料粒度时，可采用第三级破碎（细破），一般可选用立式冲击式破碎机。 ③筛分。筛分生产线采用筛框振动式电动筛和钢丝编织筛面，通过初步筛分控制破碎后物料的最大粒径，经二次筛分获得满足粒径要求的粗、细骨料产品。 ④搅拌。在再生骨料砖的生产线中，分基料搅拌和面料搅拌。搅拌过程大致相同，即原料称量后下到搅拌机中进行干搅拌，然后加水进行湿搅拌，搅拌机搅拌好的半成品下到中间贮料仓中贮存待用。 ⑤成型。再生骨料砖生产中采用压制密实成型工艺，混合料在外部压力的作用下发生排气和体积收缩过程，并逐渐波及其整体，最终达到较好的密实成型效果。 ⑥养护。再生骨料砖生产线宜采用自然养护和加速养护相结合的养护工艺制度。混合料经密实成型后，首先加速养护1-2天，之后进入自然养护，即在自然条件下采取浇水润湿、防风防干、保温防冻等措施，一般28天后成品经检验合格后出厂。 2.2.3 再生骨料砂浆 2.2.3.1 技术要求 ①采用再生骨料的预拌砂浆性能应符合现行国家标准《预拌砂浆》GB/T 25181的规定。 ②Ⅰ类再生细骨料可用于配制各种强度等级的砂浆；Ⅱ类再生细骨料可用于配制强度等级不高于M15的砂浆，Ⅲ类再生细骨料宜用于配制强度等级不高于M10砂浆。 ③再生骨料砂浆用于建筑砌体结构时，尚应符合国家标准《砌体结构设计规范》GB50003的相关规定。 2.2.3.2 生产工艺 ①分类。将各种无害、无水湿、无土坯房垃圾的废弃物分类，剔除金属物、有机物、可燃物；将高密度的石料、高强度砼类等归类；将中密度的砼类等归类；将低密度的砖类、加砌块等分类，分别处置利用。 ②破碎。将归类后的原料采取低尘量、低能耗的颚式破碎或对滚破碎减少粉尘量和生產过程的粉尘污染，破碎后0-4.75mm尘粒不再筛分，全部做骨料和集料使用。 ③掺加干粉煤灰。针对于固体废弃物骨料棱角明显，和易性差的特点，掺加部分干粉煤灰做和易剂、保水剂，同时作为细集料和辅助胶凝材料。 ④掺加水泥。以水泥做胶凝材料和粉煤灰等火山灰质材料的激发剂。 ⑤配制。根据干混砂浆的用途和各组份材料的相关指标调整三种原料的种类和配比。 2.2.4 再生种植土 2.2.4.1 技术要求 ①再生绿化种植土是由污泥、建筑弃土、碎石以及草炭土构成。其中污泥包括啤酒污泥、污水污泥；建筑弃土包括粘土、砂土。②再生种植土应具有满足植物生长所需要水、肥、气、热的能力。③再生种植土中不得掺入钢筋、塑料、木材等建筑废弃物，化工厂和医院的建筑废弃物不得用于生产再生种植土。④园林绿化种植土壤划分级为一级、二级、三级。 2.2.4.2 生产工艺 ①分选。将建筑废弃物收集并进行分类。将非碎石块，混凝土块输送到一级破碎；废渣粘土留作后面搅拌备用；金属、塑料类建筑垃圾送回收站回收。 ②粉碎。将上述分选出的碎石块、混凝土块进行一级破碎以产生粗骨料、细骨料、石粉；所述粗骨料进行二级破碎以产生细骨料；所述细骨料进行筛选以得到石粉。 ③配合比试验。实验室根据不同的废渣粘土、污水处理厂的污泥、酒厂食品厂废渣、石粉、低位泥炭土、微量元素做出配合比，所述微量元素为氮、磷、钾。 ④混合搅拌。将上述做出配合比后的组合物送入搅拌机混合搅拌均匀。 ⑤化验。将上述搅拌好的基料送到化验室化验。 ⑥装袋。将经检验的基料送到装袋区装袋。 3 建筑废弃物再生产品生产技术发展及应用推广的建议 3.1 完善建筑废弃物资源化利用领域的法规政策，带动建筑废弃物再生产品生产工艺技术的发展 目前我国建筑废弃物资源化领域的法律法规大多数都是一些地方性法规，在省级层面还没有出台相应有效的配套政策；对于建筑废弃物综合利用领域内的拆除、分类、运输、处理以及制备等方面的标准几乎空白。国家和省级层面应该加强立法，从政策和法律层面为建筑废弃物再生产品生产工艺技术的发展营造良好的政策法律环境。 3.2 大力推广先进的建筑废弃物再生产品生产工艺，研究特色技术工艺 一些国家的经验表明，对建筑废弃物采取就地分拣和处理，不仅能提高建筑废弃物的再生利用率而且还能节约运输成本。如欧洲和日本的集装箱型移动式的成套处理装置，在现场就可以对建筑废弃物进行分选和破碎处置，大大降低废料的运出及新材料运进的成本。我们国家目前的生产工艺大多数都是在生产车间固定的设备处置，即不灵活，材料运输成本又高，完全可以借鉴国外的作法，大力推广移动式生产设备的引进和使用。 3.3 加强科技创新，深入发掘技术潜力 再生骨料混凝土密度小、热工性能比较好，较适合在框架结构的填充墙中使用。近几年国家大力提倡在房屋建筑中采用冬暖夏凉型的建筑材料，以减少冬季取暖和夏季纳凉所带来的巨大能源消耗。因此，可以大力发展建筑废弃物再生产品在填充墙中的使用。当前全国范围内的“海绵城市”建设正在如火如荼的进行，深入研究再生骨料透水地砖的生产工艺技术，使其能够广泛应用于城市道路、园林绿地、停车场等部位。 3.4 加强再生产品推广方面的政策扶持力度。 国家应该从建设项目立项、招投标、工程竣工验收方面规定建筑废弃物再生产品的硬性使用指标，从而大力带动建筑废弃物再生产品的推广使用。尊重市场基础性作用，鼓励紧缺产品生产工艺技术研究。 4 结语 虽然我国的建筑废弃物再生产品生产工艺技术的研究起步较晚，较发达国家还存在很大差距，在发展过程中也存在很多问题，但是相信在建设资源节约型和环境友好型社会的大背景下，在国家的法律和政策大力支持下，在科研机构、高校、社会团体的不断努力下，社会大众对建筑废弃物再生产品的认同度和接受度会逐渐改变，我国建筑废弃物再生产品生产工艺技术的发展及推广应用在不久的将来一定会取得巨大进步。 参考文献： [1]乔梁，张峰，樊瑞雪.山东省建筑废弃物综合利用存在的问题及对策[J].建筑经济，2017，38（5）：21-24. [2]陈凯安.我国建筑垃圾的现状与综合利用[J].施工技术，1999（5）. [3]朱红兵.废弃水泥混凝土再生利用研究现状[J].中国水运：学术版，2007，7（2）：99-101. [4]全洪珠.国外再生混凝土的应用概述及技术标准[J].青岛理工大学学报，2009，30（04）：87-92，126. [5]国土交通省.建设副产物实际情况调查[N].日本，2007. |
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