梅州市建筑廢棄物再生利用研究

鄧棣元，張靈輝，鄭媛，丁曉燦

（嘉應(yīng)學(xué)院土木工程學(xué)院，廣東梅州514015）

梅州市建筑廢棄物再生利用研究

鄧棣元，張靈輝，鄭媛，丁曉燦

（嘉應(yīng)學(xué)院土木工程學(xué)院，廣東梅州514015）

研究分析梅州市混凝土運(yùn)輸車洗涮廢水和廢棄混凝土對(duì)新拌混凝土力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：洗車廢水呈堿性，將其替代部分自來水拌制混凝土，會(huì)引起新制混凝土強(qiáng)度降低；在流動(dòng)度恒定的條件下，用火災(zāi)后廢棄混凝土作骨料時(shí)，混凝土用水泥漿體量增加而強(qiáng)度則降低，建議摻入量以小于35%為宜。

建筑廢棄物；洗涮廢水；混凝土；強(qiáng)度

建筑廢棄物是城市快速發(fā)展的附產(chǎn)物，包括建筑棄土、廢舊磚頭、廢舊混凝土塊、散落的砂漿及混凝土、少量的鋼材、木材、玻璃、塑料和各種包裝材料，除了鋼材、塑料和部分木材及包裝材料被回收利用外，其中的絕大部分均被作為垃圾處理。按照目前的處理方式，不僅耗費(fèi)大量土地資源，并且對(duì)周邊土壤、空氣和地下水有不同程度污染，嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境[1-4]。因此，如將廢棄物作為資源再利用，則對(duì)于減少能耗、保護(hù)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

隨著梅州市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑業(yè)也獲得了巨大的發(fā)展，從“十一五”—“十二五”期間培育壯大了一批本土建筑企業(yè)，并引進(jìn)碧桂園、萬達(dá)、富力等大型建筑企業(yè)來梅州開展投資活動(dòng)。在建筑業(yè)發(fā)展的同時(shí)，也應(yīng)注意到建筑業(yè)所帶來的資源及能耗的困惑，特別是目前梅州市正積極推進(jìn)江南新城和嘉應(yīng)新區(qū)的建設(shè)活動(dòng)，所面臨的建筑廢棄物產(chǎn)生及處理問題。通過走訪調(diào)查方式對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)和拆遷現(xiàn)場(chǎng)的建筑廢棄物產(chǎn)生情況進(jìn)行調(diào)查分析，如果建筑廢棄物按照每1萬m2施工面積產(chǎn)生5 000～6 000 t，拆除1 m2產(chǎn)生1.3 t，裝修1 m2產(chǎn)生0.1～0.4 t測(cè)算，再加上滑坡等災(zāi)害不可抗拒力造成的部分[5]，根據(jù)梅州市目前施工技術(shù)水平相對(duì)落后的現(xiàn)狀，對(duì)施工和裝修產(chǎn)生的廢棄物量取值為上限，裝修面積按當(dāng)年竣工面積的50%計(jì)算。則從2008—2013年梅州市建筑廢棄物累計(jì)產(chǎn)生達(dá)到1億t。2008—2013年梅州市房屋建設(shè)及廢棄物產(chǎn)生情況如表1所示。

表12008 —2013年梅州市房屋建設(shè)及廢棄物產(chǎn)生情況

梅州市建筑廢棄物的處理采用最直接的露天填埋或堆放方式，占用了大量的土地資源，這與梅州山多地少的現(xiàn)狀形成矛盾，因此，從探索混凝土運(yùn)輸車洗涮廢水和廢棄混凝土再利用的工藝參數(shù)開始，實(shí)現(xiàn)建筑廢棄物的再生利用就很有必要，以期對(duì)梅州地區(qū)建筑廢棄物資源化提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)材料

水泥：梅州八環(huán)水泥廠生產(chǎn)的復(fù)合硅酸鹽水泥（P·C 42.5）；

標(biāo)準(zhǔn)砂：廈門艾思?xì)W標(biāo)準(zhǔn)砂有限公司生產(chǎn)的ISO標(biāo)準(zhǔn)砂，編號(hào)GB/T17671；

天然砂：取自梅州市區(qū)某混凝土攪拌站天然河砂，細(xì)度模數(shù)為2.7的中砂；

混凝土洗涮水：取自梅州市區(qū)某攪拌站內(nèi)混凝土運(yùn)輸車沖洗沉淀池的廢水；

廢棄混凝土：房屋拆遷、道路重修過程中產(chǎn)生的廢棄混凝土碎塊。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

再生骨料制備：首先廢棄混凝土用機(jī)械式破碎機(jī)進(jìn)行破碎處理，并用清水沖洗干凈后在烘干箱內(nèi)100℃烘干1 h，保持干燥。參照GB/T25176-2010《混凝土和砂漿用再生細(xì)骨料》要求，對(duì)廢棄混凝土各粒徑顆粒進(jìn)行人工級(jí)配，使其符合中砂要求，結(jié)果如表2所示。然后再將人工級(jí)配完善的廢棄混凝土骨料置于高溫爐中，分別于800℃、600℃和300℃煅燒1 h后冷卻作為骨料，模擬火災(zāi)后混凝土作再生骨料。

表2 顆粒級(jí)配

試塊制備：參照《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》（GB/T 17671-1999）、《混凝土和砂漿用再生細(xì)骨料》對(duì)膠砂的實(shí)驗(yàn)要求，制成40 mm×40 mm×160 mm試塊，置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)，并測(cè)試28 d強(qiáng)度。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1骨料需水量比及強(qiáng)度比

再生骨料的需水量比及強(qiáng)度比是其適用性的兩個(gè)重要指標(biāo)。保持流動(dòng)度在130±5 mm范圍內(nèi)，根據(jù)再生膠砂用水量與基準(zhǔn)膠砂用水量之比可獲得再生骨料的需水量比，并分別測(cè)定28 d抗壓強(qiáng)度，可求得強(qiáng)度比（再生膠砂28 d抗壓強(qiáng)度/基準(zhǔn)膠砂28 d抗壓強(qiáng)度），結(jié)果如表3所示。

表3 再生骨料的強(qiáng)度比和需水量比

從表3中可得，膠砂比為1∶2.5條件下，再生廢砼作為骨料時(shí)，需水量比隨著再生骨料用量增加而增大，而強(qiáng)度卻呈下降趨勢(shì)。需水量比從1增加到1.47時(shí)，強(qiáng)度比從1下降至0.61，強(qiáng)度損失了39%。設(shè)計(jì)配合比時(shí)骨料按中砂配置，由表4可知，100%采用再生骨料時(shí)，需水量比為1.47，強(qiáng)度比為0.61，達(dá)不到表4中所規(guī)定的次之（Ⅲ）類中砂應(yīng)大于0.75的要求；只有當(dāng)廢棄混凝土骨料摻入量小于35%時(shí)，需水量比及強(qiáng)度比兩個(gè)指標(biāo)才能高于次之（Ⅲ）類，并符合中等（Ⅱ）類中砂的要求。但總的來看水泥需用量會(huì)較大。

表4 再生膠砂的需水量比及強(qiáng)度比規(guī)定

2.2洗刷水對(duì)再生混凝土性能的影響

根據(jù)建筑用混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)（JGJ63-2006）的要求，將取自攪拌站內(nèi)混凝土運(yùn)輸車沖洗沉淀池的洗涮水靜置后，取其上清液進(jìn)行水質(zhì)相關(guān)指標(biāo)測(cè)試，結(jié)果如表5所示。

表5 洗涮水的水質(zhì)指標(biāo)測(cè)試

由表5可知，洗涮水上清液酸堿度（PH值）、硫酸根離子（SO42-）濃度、氯離子（Cl-）濃度指標(biāo)滿足鋼筋混凝土用水要求，但其中的pH值較高，為8.28。當(dāng)采用含有堿活性骨料時(shí),會(huì)比較容易形成堿集料反應(yīng),從而將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低[6]。

表6 洗涮水對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

根據(jù)表6可得，洗涮水會(huì)造成混凝土強(qiáng)度的降低。隨著洗刷水摻量的增加，抗折強(qiáng)度由4.5 MPa降至4.1 MPa，抗壓強(qiáng)度基本上是在C30左右，能達(dá)C30的要求。但當(dāng)全部分采用洗涮水時(shí)混凝土抗折和抗壓強(qiáng)度都有大幅下降，抗壓強(qiáng)度只有28.7 MPa。因此，混凝土洗刷水應(yīng)用對(duì)混凝土強(qiáng)度還是有一定影響?？箟簭?qiáng)度與抗折強(qiáng)度之間關(guān)系比較符合洗涮水與自來水的比例（1∶3）。即參考摻量≤30%比較合適。這與其他研究結(jié)果相同[7]。

2.3廢棄混凝土骨料對(duì)再生混凝土的影響

廢棄混凝土破碎后，用水洗干凈置于100℃烘干1 h，保持干燥。然后進(jìn)行人工級(jí)配，使其符合中砂要求，并將其放入高溫爐中，分別于800℃、600℃和300℃煅燒1 h后冷卻，模擬混凝土受火災(zāi)作用后再生利用對(duì)混凝土的影響，結(jié)果如表7所示。

表7 再生骨料對(duì)混凝土性能的影響

由表7可得，經(jīng)過較高溫度煅燒后的混凝土作為再生骨料，使新拌混凝土抗壓強(qiáng)度降低，隨著溫度的升高強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。并且用火災(zāi)廢棄砼作為再生骨料時(shí)，為保證膠砂流動(dòng)度在130±5 mm范圍內(nèi)，水泥的用量需達(dá)到510 g以上，其中800℃煅燒后的用量更高達(dá)590 g，此時(shí)，混凝土28 d抗壓強(qiáng)度才能達(dá)到C20要求。并且比常溫廢棄砼作骨料時(shí)的強(qiáng)度（37.6 MPa）低。主要是由于再生骨料破碎過程中在外力作用下，使其孔隙增大，裂紋增多。另一方面，廢棄混凝土骨料外表面包裹著水泥水化產(chǎn)物，被封閉的氣泡在熱力作用下破裂，孔隙也會(huì)增加。雖然有足夠多的水泥漿體包覆骨料，但在振搗時(shí)水泥漿體還是不易進(jìn)入孔隙內(nèi)或者滲透進(jìn)孔隙膠結(jié)也較為疏松，造成整體強(qiáng)度較低現(xiàn)象。

廢棄混凝土摻入量對(duì)再生混凝土抗壓強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生影響，如圖1可知，隨著摻入量的增加，強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。摻入量與強(qiáng)度下降幅度之間不構(gòu)成線性關(guān)系，為曲線變化。因此，從摻入量來看，對(duì)再生骨料的應(yīng)用會(huì)造成影響，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，廢棄混凝土作為再生骨料時(shí)摻入量以小于35%為宜，否則水泥用量會(huì)大幅上升。

圖1 摻入量對(duì)強(qiáng)度的影響

3 結(jié)論

（1）廢棄混凝土破碎后經(jīng)過人工級(jí)配能符合建筑

用中砂的要求，可再生用于拌制混凝土。但強(qiáng)度比較低，需水量比較大，為滿足流動(dòng)度要求，會(huì)增加水泥的總用量。

（2）洗涮水酸堿度（pH值）、硫酸根離子（SO42-）濃度、氯離子（Cl-）濃度指標(biāo)能滿足鋼筋混凝土用水要求，但其中的PH值較高。當(dāng)采用含有堿活性骨料時(shí)會(huì)比較容易形成堿集料反應(yīng)，從而將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低。

（3）再生骨料摻入量對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生影響，隨著摻入量的增加，強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，廢棄混凝土作為再生骨料時(shí)，摻入量以小于35%為宜。

[1]倉(cāng)定仲，倉(cāng)定穩(wěn).再生混凝土研究現(xiàn)狀[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2014 (1):69-70.

[2]權(quán)宗剛.地震后建筑垃圾資源化技術(shù)及其在重建中的應(yīng)用探討[J].房建材料與綠色建筑，2008(9):92-95.

[3]孫麗蕊，陳家瓏.歐洲建筑垃圾資源化利用現(xiàn)狀及效益分析[J].建筑技術(shù)，2012(7):598-600.

[4]呂智英.混凝土再生骨料的研究動(dòng)態(tài)與發(fā)展趨勢(shì)[J].混凝土，2010(6):77-82.

[5]孫金穎，張國(guó)東，馮建華，等.國(guó)外建筑垃圾回收回用政策對(duì)我國(guó)的借鑒研究[C].第十屆國(guó)際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)論文集，2014:1-7.

[6]蘇達(dá)根.土木工程材料[M].北京:高等教育出版社，2012.

[7]李小玲.攪拌站廢水對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)的泵送混凝土性能影響研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué)，2011.

浙江豐利廢塑料利用裝備進(jìn)入浙江高端裝備發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域（2015）

日前，浙江省經(jīng)信委發(fā)布了《浙江省高端裝備制造業(yè)發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域（2 0 1 5）》的通知，旨在進(jìn)一步推動(dòng)全省高端裝備制造業(yè)發(fā)展，加快重點(diǎn)領(lǐng)域突破，提升裝備制造業(yè)整體水平。國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)浙江豐利粉碎設(shè)備有限公司研發(fā)的“廢塑料復(fù)合材料回收處理成套設(shè)備及綜合利用技術(shù)裝備”入選其中，列為第五類大型環(huán)保、節(jié)能及資源綜合利用設(shè)備，成為重點(diǎn)發(fā)展的資源綜合利用技術(shù)裝備。

這是該裝備相繼入選《國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備目錄（2 0 1 4年版）》、《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》（2 0 1 3修正）、《環(huán)保裝備“十二五”發(fā)展規(guī)劃》、2 0 1 2年浙江省裝備制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域首臺(tái)（套）之后的又一榮譽(yù)。

廢塑料回收再利用是典型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國(guó)塑料廢棄量呈現(xiàn)逐年增加態(tài)勢(shì)。廢塑料復(fù)合材料更是一座亟待開發(fā)的富礦，其蘊(yùn)含豐富的塑料、金屬（鋁）、纖維等多種可利用物。廢塑料、廢橡膠、廢棄電器電子產(chǎn)品的資源化利用等資源循環(huán)利用重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)和裝備，已列入了國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部等六部委發(fā)布的《重要資源循環(huán)利用工程（技術(shù)推廣及裝備產(chǎn)業(yè)化）實(shí)施方案》，進(jìn)行重點(diǎn)研發(fā)和推廣，前景看好。

此次入選的項(xiàng)目突破了粉體化回收廢塑料技術(shù)（不會(huì)改變化學(xué)成分，造成二次環(huán)境污染）；高壓靜電分選技術(shù)；智能化自動(dòng)控制技術(shù)和貴金屬提取技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。從而有效破解鋁塑復(fù)合膜、鋁塑板、塑料復(fù)合膜、光纜電纜等復(fù)合制品的回收處理這一亟待解決的社會(huì)化問題，攻克了國(guó)內(nèi)無法用物理方法來解決廢塑料復(fù)合材料回收利用的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)資源再生綜合利用，為廢塑料復(fù)合材料回收利用提供強(qiáng)有力技術(shù)支撐的綠色環(huán)保裝備?；厥蘸蟮乃芰辖M分具有純度高、性能好、金屬（鋁等）回收率及純度高等特點(diǎn)，是廢鋁塑復(fù)合材料回收利用技術(shù)發(fā)展的方向。項(xiàng)目市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化前景廣闊，不但實(shí)現(xiàn)了資源再生綜合利用，還解決了廢塑料造成的“白色污染”。（吳紅富）

Reuse of construction waste in Meizhou

DENG Diyuan,ZHANG Linghui,ZHENG Yuan,DING Xiaocan
（Jiaying University,Meizhou 514015,China）

The effects on the concrete mechanical properties of transport cart washing waste water and waste concrete were studied.The results showed that washing waste water,which was alkaline,would cause strength reduction of concrete prepared;Under the condition of constant fluidity,when waste concrete from fire was used,the strength would reduce with increasing waste material,so it suggested the mixed quantity would be less than 35%.

construction waste;waste water;concrete;strength

X799.1

A

1674-0912（2015）03-0038-04

2015－01－24）

2014年廣東省質(zhì)量工程項(xiàng)目（GDJG20142451）；2013年廣東省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（1058213047）

鄧棣元（1992-），男，廣東惠州人，本科生，專業(yè)方向：土木工程

張靈輝（1974-），男，廣東梅州人，博士研究生，講師，研究方向：土木工程管理教學(xué)及研究。