混凝土攪拌站技改新方向
——再生砂粉新材料

楊德志，孫繼成，劉瓊，劉澤

（1. 中國循環(huán)經(jīng)濟協(xié)會建筑垃圾資源化行業(yè)技術(shù)中心，上海 201201；2. 建筑材料工業(yè)情報研究所，北京100024；3. 同濟大學(xué)，上海，200092；4. 中國礦業(yè)大學(xué)，北京 100083）

再生砂粉新材料包括再生砂粉混合料和再生砂粉摻合料。我國既有混凝土攪拌站約 1.5 萬家，其中 20%約3000家混凝土攪拌站轉(zhuǎn)型生產(chǎn)再生砂粉新材料及其制品，這將是城市實現(xiàn)“建筑廢棄物集中處理分級利用”和“基本建立建筑垃圾回收和再生利用體系”有效方式，也符合混凝土業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革轉(zhuǎn)型發(fā)展和綠色發(fā)展方向。

1 混凝土攪拌站技改協(xié)同實施再生砂粉符合產(chǎn)業(yè)政策

我國混凝土產(chǎn)業(yè)年消耗砂石約150億噸/年，消耗水泥約20億噸/年，長此以往我國生態(tài)環(huán)境將不堪重負(fù)，因此混凝土業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和轉(zhuǎn)型發(fā)展綠色發(fā)展，日益成為整個建筑建材行業(yè)關(guān)注的大事?！吨腥A人民共和國“十三五”國民經(jīng)濟與社會發(fā)展規(guī)劃綱要》明確要求“大幅提升資源綜合利用效益”；《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品及服務(wù)指導(dǎo)目錄》（2016 版）把“建筑廢棄物混雜料再生利用裝備”、“廢舊砂灰粉的活化和綜合利用裝置”列為建筑垃圾資源化戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品及裝備；《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建材工業(yè)穩(wěn)增長調(diào)結(jié)構(gòu)增效益的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā) [2016]34號）要求“積極利用建筑垃圾等固廢替代自然資源，發(fā)展混凝土摻合料、建筑砌塊、低碳水泥等產(chǎn)品”，“支持企業(yè)清潔生產(chǎn)和資源綜合利用等轉(zhuǎn)型升級改造”；國家發(fā)改委發(fā)布的《國家重點節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄》（2017）把“建筑垃圾中細(xì)微粉再生利用技術(shù)”、“泡沫混凝土內(nèi)墻施工技術(shù)”列為國家重點節(jié)能低碳技術(shù)；工信部發(fā)布的《關(guān)于開展綠色制造體系建設(shè)的通知》（工信部節(jié)函 [2016]586號）明確要求“采用高性能、輕量化、綠色環(huán)保的新材料，開發(fā)具有無害化、節(jié)能、環(huán)保、高可靠性、長壽命和易回收等特性的綠色產(chǎn)品”； 國務(wù)院發(fā)布的《“十三五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》（國發(fā) [2016]2686號）明確要求“推動節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，做好存量的綠色化改造和增量的綠色化構(gòu)建，提升經(jīng)濟整體的綠色競爭力，促進(jìn)經(jīng)濟社會發(fā)展綠色轉(zhuǎn)型，以最少的成本取得更大的環(huán)境和社會效益”?！丁笆濉鄙鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》（國發(fā) [2016]65號）明確要求“建材等傳統(tǒng)制造業(yè)全面實施清潔生產(chǎn)、循環(huán)利用等專項技術(shù)改造”；《混凝土與水泥行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》明確要求“以建筑垃圾處理和資源化再生利用為重點，進(jìn)一步提高固體廢棄物消納量”，“將混凝土與水泥制品制造業(yè)打造成綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)、循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)”，“使混凝土產(chǎn)業(yè)成為資源的再生器”，“研究開發(fā)綠色混凝土工廠的工藝與成套裝備，特別是粉體工藝與裝備技術(shù)”，“研究開發(fā)現(xiàn)代化建筑垃圾處置和資源化利用綠色工廠，形成自動化和智能化生產(chǎn)成套裝備，生產(chǎn)以粉體、骨料、預(yù)拌混凝土、陶粒為主的再生材料產(chǎn)品”。

我國上個世紀(jì)建設(shè)的“80 后、90 后”磚混結(jié)構(gòu)房屋大都到了拆除期。所以我國現(xiàn)階段及未來十五年將要產(chǎn)生 150～200 億噸磚混建筑廢物。磚混建筑廢物中粘土燒結(jié)磚、水泥石、粉煤灰、爐渣等熟料約占建筑廢渣總量的 70%～80%，砂石生料約占 20%～30%。粘土燒結(jié)磚、水泥石、粉煤灰磚、爐渣磚等熟料，空隙率高、質(zhì)量輕，作為粗骨料使用是其劣勢，但是作為功能材料使用則是其優(yōu)勢。

再生砂粉就是建筑廢物經(jīng)過預(yù)處理（即無害化處理）而回收的建筑廢渣深加工生產(chǎn)的再生砂粉新材料，包括再生砂粉混合料和再生砂粉摻合料。再生砂粉混合料就是建筑廢物經(jīng)過預(yù)處理而回收的建筑廢渣深加工生產(chǎn)的粒徑小于 4.75mm 的（其中小于 0.075mm 占10%～30%）再生砂和再生粉雙組份再生粗粉。再生砂粉摻合料就是建筑廢物經(jīng)過預(yù)處理（即無害化處理）而回收的建筑廢渣深加工生產(chǎn)的粒徑小于 0.075mm 的再生微粉。

我國現(xiàn)有100余家建筑廢物再生利用企業(yè)，大都配置顎破+反擊破粗處置設(shè)備，缺乏“廢舊砂灰粉的活化和綜合利用裝置”，生產(chǎn)的再生粗骨料含有大量的碎磚顆粒及木屑，生產(chǎn)的再生細(xì)骨料含有大量碎磚顆粒和粉體，因此生產(chǎn)的再生粗骨料不符合 GB/T 25177—2010《混凝土用再生粗骨料》標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)的再生細(xì)骨料不符合 GB/T 25176—2010《混凝土和砂漿用再生細(xì)骨料》，這就是全國建筑廢物再生利用企業(yè)遲遲走不出來的主要原因。沒有實現(xiàn)建筑廢渣熟料的資源化再生利用，既污染環(huán)境又浪費資源。建筑廢渣由生料（砂石）和熟料（水泥石、粘土燒結(jié)磚、粉煤灰、爐渣等）構(gòu)成。建筑廢渣資源化再生利用，不僅僅要實現(xiàn)砂石生料的再生利用，也要實現(xiàn)水泥石、粘土燒結(jié)磚、粉煤灰、爐渣等熟料的再生利用。我國年消耗20余億噸水泥，水泥的再生利用與砂石的再生利用都具有節(jié)能環(huán)保意義。

2 混凝土攪拌站技改協(xié)同實施再生砂粉符合市場需求

財政部發(fā)布的《資源綜合利用產(chǎn)品及勞務(wù)增值稅優(yōu)惠目錄》（財稅 [2015]78號）明確規(guī)定“磚瓦、砌塊、陶粒、墻板、管材、混凝土、砂漿、道路井蓋、道路護(hù)欄、防火材料、保溫材料”等綜合利用建筑廢渣70% 享受增值稅退稅 70% 優(yōu)惠。由此也表明，我國提倡發(fā)展大摻量再生建材。我國十幾年來實踐表明，再生粗骨料摻兌率超過 30% 會使混凝土性能劣化，因此再生粗骨料混凝土很難實現(xiàn)大摻量，也很難規(guī)模化發(fā)展。

磚混建渣深加工是實現(xiàn)磚混建渣資源化高效清潔利用的有效方式。研究發(fā)現(xiàn)，磚混建渣細(xì)破、選擇性粉碎現(xiàn)象突出，建筑廢渣中砂石成為研磨介質(zhì)，促使水泥石、粘土燒結(jié)磚等熟料率先成為粉體，從而實現(xiàn)生料和熟料分類再生和充分發(fā)揮不同建渣材性作用的目的。通過建筑廢渣再生砂粉混合料的生產(chǎn)（產(chǎn)生的選擇性粉碎）實現(xiàn)建渣首次改性、再生砂粉摻合料的生產(chǎn)（產(chǎn)生的機械力化學(xué)）實現(xiàn)建渣二次改性和水泥等激發(fā)實現(xiàn)建渣三次改性，從而大幅度提升建筑廢渣資源化再生利用價值。磚混建渣易磨性好，再生砂粉混合料無須烘干和選粉，能耗≤10 度電/噸；再生砂粉摻合料能耗 30～50 度電/噸。再生粉體屬于火山灰質(zhì)膠凝材料范疇，再生砂粉混合料和再生砂粉摻合料，既有填充性、又有膠凝性，用于建材制品生產(chǎn)可以減少水泥用量。因此再生砂粉混合料和再生砂粉摻合料及其制品都屬于節(jié)能建材。再生砂粉基綠色混凝土，就是雙摻再生砂粉混合料和再生砂粉摻合料達(dá)到 70% 或以上的無再生粗骨料再生混凝土，既提高再生材料摻量，又提高再生混凝土性能，開創(chuàng)了無再生粗骨料新型再生混凝土的先河（見《一種再生砂粉綠色混凝土及其制備方法》201711481179.7）。

預(yù)拌砂漿（包括干粉砂漿、濕拌砂漿）、泡沫混凝土及其制品、加氣混凝土制品等粉體建材，都屬于“第二混凝土”范疇，是結(jié)構(gòu)承重型混凝土的重要補充。隨著我國節(jié)能建筑、綠色建筑的發(fā)展，預(yù)拌砂漿（包括干粉砂漿、濕拌砂漿）、泡沫混凝土、加氣混凝土等粉體建材，用途越來越廣、用量越來越大。

研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)拌砂漿（包括干粉砂漿、濕拌砂漿）、泡沫混凝土及其制品、加氣混凝土制品等粉體建材可以大量使用再生砂粉，可以實現(xiàn)大摻量，而且性能優(yōu)越，屬于高效清潔利用。再生砂粉基綠色混凝土都屬于環(huán)境功能材料（又叫環(huán)境材料），再生砂粉砂漿屬于多孔透氣材料，透氣性能、呼吸性能優(yōu)越，內(nèi)墻抹灰，冬季墻體表面不出現(xiàn)結(jié)晶水；再生砂粉泡沫混凝土屬于多孔保溫材料，保溫隔熱性能優(yōu)越；再生砂粉路基穩(wěn)定混凝土屬于多孔吸聲材料和多孔吸水材料，用于道路路基鋪設(shè)有利于降低噪聲和保水（屬于海綿城市需要的建材）；（裝修建渣）再生砂粉混凝土聲屏障屬于無機纖維復(fù)合材料，質(zhì)量輕、韌性好。因此再生砂粉基綠色混凝土，屬于“具有良好使用性能或功能，并對資源和能源消耗少，對生態(tài)與環(huán)境污染小，有利于人類健康，再生利用率高和可降解循環(huán)利用，在制備、使用、廢棄直至再生循環(huán)利用的整個過程中，都與環(huán)境協(xié)調(diào)共存的一大類材料”，“在資源和能源的有效利用、減少環(huán)境負(fù)荷上具有很大優(yōu)勢，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要發(fā)展方向”[1]。

關(guān)于再生水泥，日本小林一輔（東京大學(xué)教授）、奧村忠彥（清水建設(shè)）、松岡康訓(xùn)（大成建設(shè)）等合編的《混凝土使用手冊》明確提出“再生水泥穩(wěn)定處理路基料”用于“道路鋪裝及其他鋪裝的路基料”是“拆除副產(chǎn)品的處理和循環(huán)利用”發(fā)展方向[2]，由此表明再生水泥道路應(yīng)用是發(fā)展趨勢之一。關(guān)于無粗骨料混凝土，法國弗朗索瓦編著的《混凝土混合料的配合》指出“砂混凝土是一種無粗骨料的混凝土”、“由于骨料尺寸小，砂混凝土幾乎不存在離析的傾向”，“砂混凝土特別適合作噴射混凝土之用，其極佳的泵送性和澆筑性”，“法國搞了一個全國性的項目，目的是在應(yīng)用混凝土的各種領(lǐng)域中普及砂混凝土的應(yīng)用”[3]。由此展望，再生砂粉混凝土作為新型節(jié)能混凝土，具有巨大的市場需求和發(fā)展前景。

3 混凝土攪拌站技改協(xié)同實施再生砂粉簡單快捷方便

混凝土攪拌站改造成建筑廢渣再生利用站（即建筑廢渣再生建材廠）簡單快捷方便，原有設(shè)施和設(shè)備能夠得到充分利用，符合《“十三五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》（國發(fā) [2016]2686號）提出的“推動節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，做好存量的綠色化改造和增量的綠色化構(gòu)建，提升經(jīng)濟整體的綠色競爭力，促進(jìn)經(jīng)濟社會發(fā)展綠色轉(zhuǎn)型，以最小的成本取得更大的環(huán)境和社會效益”的要求。

混凝土攪拌站技改協(xié)同實施再生砂粉及再生砂粉混凝土，無須大興土木建設(shè)，不擾民，又大幅度提高我國建筑廢渣終端利用水平。設(shè)備改造方面，在砂石原料庫入口處（門口加蓋封閉大棚）配置移動式破碎站，在混凝土配料站前部配置立體模塊化的再生砂粉聯(lián)合粉磨裝置系統(tǒng)（即二破＋三破破碎樓占地100平米）；生產(chǎn)工藝采用兩步法三段式再生工藝（見《工廠式建筑垃圾資源化處理系統(tǒng)及工藝流程》201310048406.2），即可實現(xiàn)再生砂粉和再生砂粉混凝土的生產(chǎn)：進(jìn)廠建筑廢物“先破后堆”，先預(yù)處理再堆放，用移動式破碎設(shè)備把建筑廢物粗破至≤50～100mm，棒條篩粗選剝離出金屬物、可燃物、泥土之后，回收≤50～100mm 建筑廢渣入庫，干燥的與潮濕的、混凝土建渣與磚混建渣分類堆放（傳統(tǒng)工藝是建筑廢物先堆后破無組織堆放，混凝土梁板柱經(jīng)常卡住給料機和破碎機，致使建筑廢物再生利用企業(yè)難以正常生產(chǎn)）；再生砂粉機＋再生微粉機立體模塊聯(lián)合粉磨裝置，生產(chǎn)出來的再生砂粉摻合料入粉煤灰倉，再生砂粉直接進(jìn)入攪拌系統(tǒng)配料站（再生砂粉混合料隨磨隨用無需設(shè)置再生砂粉庫）生產(chǎn)再生砂粉混凝土。建筑廢物預(yù)處理與資源化再生利用車間中間通過建渣原料庫斷開，建筑廢物什么時間進(jìn)廠、建筑廢物什么品種進(jìn)廠都不影響再生利用車間正常生產(chǎn)。綠色混凝土攪拌站利用原有運輸應(yīng)用路線，即可實現(xiàn)再生砂粉混凝土的運輸和澆筑施工，用于房屋建筑填充墻和路基鋪設(shè)。再生砂粉混凝土應(yīng)用屬于綠色施工范疇，再生砂粉混凝土無粗骨料，泵送性能好、輸送距離遠(yuǎn)；房屋建筑除掉梁、柱、樓板等承重結(jié)構(gòu)外，其他非承重分戶墻、分室墻、廚房衛(wèi)生間墻澆筑，流動性能好、自密實，無須振搗，特別適宜管線密布的墻體混凝土澆筑，避免后期跑管線鑿墻，費工、費時，產(chǎn)生建筑垃圾；道路鋪設(shè)自流平，無須碾壓，無噪聲，無粉塵，干凈、整潔。

4 混凝土攪拌站技改協(xié)同實施再生砂粉發(fā)展前景分析

根據(jù)有關(guān)部門及行業(yè)協(xié)會預(yù)測，我國預(yù)拌砂漿總需求量約 5～6 億方（10～12 億噸）/年，目前我國預(yù)拌砂漿（干粉砂漿和濕拌砂漿）總產(chǎn)量約9000萬噸，還有 90% 的發(fā)展空間；隨著我國節(jié)能建筑、輕型建筑、綠色建筑發(fā)展，我國填充和保溫用泡沫混凝土需求量越來越大，預(yù)計將占混凝土總量的 20%，即年需求5億方/年，目前全國泡沫混凝土總產(chǎn)量約4000萬方，還有90% 的發(fā)展空間（還有專家認(rèn)為，泡沫混凝土密度從100～1600 級，強度從 0.2～30MPa，覆蓋范圍寬、用途廣泛，節(jié)能節(jié)材突出，一旦推廣開，用量比傳統(tǒng)混凝土還要大）；我國城鄉(xiāng)車行道和人行道路基穩(wěn)定材料總需求量約 5～7 億方/年，粗略估算目前我國建渣路基穩(wěn)定材料總產(chǎn)量約5000萬方【注】，還有 90% 以上發(fā)展空間；我國建渣混凝土板塊磚總需求量約5億方/年，目前建渣混凝土板塊磚總產(chǎn)量約3000萬方，還有 90% 以上發(fā)展空間。

以上數(shù)據(jù)分析可以看出，再生砂粉應(yīng)用具有很大的發(fā)展空間。再生砂粉應(yīng)用替代了天然砂石，既節(jié)約資源，又能變廢為寶，是利國利民的大事業(yè)。建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所牽頭編制的《建筑垃圾再生砂粉》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)由工信部2016年批準(zhǔn)立項（代號 2016—1372 T—JC），計劃于2019年上半年發(fā)布實施。我們相信隨著再生砂粉行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和實施，將開創(chuàng)我國建筑廢渣再生利用新局面，將促進(jìn)混凝土業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革轉(zhuǎn)型發(fā)展和綠色發(fā)展，進(jìn)而實現(xiàn)“建立建筑垃圾回收和再生利用體系”，為城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

【注】目前我國大中城市合計大約有500臺移動式破碎篩分設(shè)備，在房屋建筑拆除現(xiàn)場粗處置建筑廢物，年回收建筑廢渣約5000萬方（約7500萬噸），這5000 萬方建筑廢渣大多都用于道路鋪設(shè)。在房屋建筑拆除現(xiàn)場用移動式破碎篩分粗處置建筑廢物，回收的建筑廢渣直接鋪路，這種模式是權(quán)宜之計不是長久之計，其存在兩大問題：

（1）拆除現(xiàn)場處置建筑廢物污染城市環(huán)境：在房屋建筑拆除現(xiàn)場，采用移動式破碎篩分設(shè)備破碎篩分建筑廢物，粉塵、噪音污染城市環(huán)境。以上海為例，上海常年有 5000～8000 個工地在施工，允許移動式破碎篩分設(shè)備現(xiàn)場破碎篩分建筑垃圾，將釀成環(huán)境災(zāi)難。《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》明確要求“落實城市道路和城市范圍內(nèi)施工工地等揚塵管控”。目前中國各個城市都在開展“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”行動，建筑廢物在建筑拆除現(xiàn)場露天進(jìn)行破碎、篩分處理是不可行的、不可持續(xù)發(fā)展的，加快落實中共中央國務(wù)院《關(guān)于進(jìn)一步加強城市規(guī)劃管理工作的若干意見》（中發(fā) [2016]6號）提出的“力爭用5年左右時間，基本建立建筑垃圾回收和再生利用體系”，是實現(xiàn)建筑廢棄物集中處理分級利用和城鎮(zhèn)建筑垃圾綜合治理的必由之路。

（2）施工現(xiàn)場處置的建渣直接鋪路留有工程隱患：在房屋拆除現(xiàn)場采用移動式破碎篩分建筑廢物，都是一破一篩粗處置工藝，回收的建筑廢渣輕質(zhì)混雜物含量波動大，既達(dá)不到 GB/T 25176—2010《混凝土用再生粗骨料》標(biāo)準(zhǔn)，也達(dá)不到 JC/T 2281—2014《道路用建筑垃圾再生骨料無機混合料》標(biāo)準(zhǔn)。一破一篩粗處置工藝只能作為建筑垃圾預(yù)處理工藝，不能作為建筑垃圾終端處理工藝。用建筑拆除現(xiàn)場粗處置回收的建筑廢渣直接鋪路留有工程隱患。

根據(jù)《環(huán)境保護(hù)稅法》關(guān)于“企業(yè)事業(yè)單位和其他生產(chǎn)經(jīng)營者貯存或者處置固體廢物不符合國家和地方環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)當(dāng)繳納環(huán)境保護(hù)稅”的規(guī)定，由于在房屋建筑拆除現(xiàn)場采用移動式破碎篩分設(shè)備破碎篩分建筑廢物，粉塵、噪音排放不能達(dá)標(biāo)，從2018年1月 1日開始，應(yīng)繳納25元噸環(huán)保保護(hù)稅，不繳納25元噸環(huán)境保護(hù)稅將屬于違法。