建筑垃圾再生材料加工在道路工程中的應(yīng)用

王亮亮

摘 要： 近年來(lái)，在我國(guó)城市化建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的混凝土塊、廢磚以及土渣等建筑垃圾。目前我國(guó)已經(jīng)成為世界上生產(chǎn)建筑垃圾最多的國(guó)家，這些建筑垃圾如果不進(jìn)行妥善處理，將會(huì)占用我國(guó)的土地資源，還會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)污染，并且影響國(guó)家和城市的形象。因此對(duì)建筑垃圾進(jìn)行再利用是當(dāng)下解決建筑垃圾問(wèn)題的最佳方法。而在公路建設(shè)過(guò)程中，需要使用大量的砂石等建筑材料，如果將建筑垃圾進(jìn)行分類和加工處理，使其能夠代替砂石等建筑材料，為公路建設(shè)提供填筑材料，便可以有效地解決建筑垃圾的堆放和污染問(wèn)題，還能夠節(jié)約建筑材料，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 建筑垃圾;道路工程;再生料加工

【中圖分類號(hào)】U414 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）20-0075-02

1 道路工程中應(yīng)用建筑垃圾再生材料的意義

長(zhǎng)期以來(lái)，砂石材料取之不盡、用之不竭、廣泛易得、價(jià)格低廉，導(dǎo)致砂石資源不被人們重視。但隨著我國(guó)公路、鐵路等基礎(chǔ)建筑數(shù)量的不斷增加，對(duì)砂石材料的需求量也越來(lái)越多，大量的砂石開(kāi)采活動(dòng)也使該建筑材料出現(xiàn)了資源枯竭的問(wèn)題。在建筑過(guò)程中，生產(chǎn)的建筑垃圾無(wú)論是在處理上還是在存放上，都是一直困擾人們的難題，而在公路工程特殊地基處理中使用建筑垃圾材料來(lái)代替砂石材料，不僅能夠解決垃圾運(yùn)輸、堆放、處理的問(wèn)題，還能夠變廢為寶，實(shí)現(xiàn)城市的生態(tài)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。將建筑垃圾資源化，也在一定程度上節(jié)約了工程成本，為社會(huì)和企業(yè)帶來(lái)巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。也可以說(shuō)在公路工程特殊地基處理中應(yīng)用建筑垃圾材料能夠變廢為寶、實(shí)現(xiàn)雙贏，對(duì)政府和社會(huì)都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和社會(huì)影響[1]。

現(xiàn)階段建筑工程產(chǎn)生的垃圾主要特點(diǎn)是成分復(fù)雜，垃圾中含有大量的砂石、土塊、泥漿、木屑、塑料品、磚塊等物質(zhì)，如果要對(duì)這樣的建筑垃圾進(jìn)行再生使用勢(shì)必會(huì)對(duì)再生技術(shù)提出較高的要求。建筑垃圾主要來(lái)源于房屋拆遷和過(guò)期建筑物報(bào)廢，具有體量大、利用價(jià)值高、品質(zhì)好的特點(diǎn)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促使道路交通工程不斷地發(fā)展壯大，今天道路工程已成為我國(guó)乃至全球性的主要發(fā)展行業(yè)。每天都在進(jìn)行的道路施工工程給現(xiàn)存資源提出了挑戰(zhàn)，現(xiàn)存資源被極大地使用和消耗，但是一次資源的產(chǎn)生時(shí)有時(shí)間周期的，所以可以看出垃圾的再生利用是有非常大的發(fā)展前景的。建筑垃圾再生材料加工并在道路建設(shè)中的使用，不僅降低了企業(yè)的成本耗損，更加適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，也符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

2 道路工程中應(yīng)用建筑垃圾再生材料的途徑

2.1 廢棄混凝土加工

建筑垃圾廢棄混凝土的再生加工采用不同組合設(shè)備，包括破碎機(jī)、篩分設(shè)備、傳送設(shè)備、攪拌配料設(shè)備等，去除廢棄混凝土中的鋼筋、木塊、塑料碎片、玻璃、建筑石膏等雜物，有效完成混凝土的凈化。然而這種加工工藝不適用于磚塊和混凝土塊混雜的建筑垃圾，無(wú)法完全清除雜物。

2.2 烘干篩分分級(jí)加工

可以采用填充型加熱烘干裝置，依循烘干、篩分、二級(jí)破碎、二級(jí)篩分等工藝流程進(jìn)行操作，在300℃的高溫下獲得強(qiáng)度較高的集料，降低集料的含水量，提高集料的表面活性。

2.3 轉(zhuǎn)筒式烘干碾壓加工

可以采用鄂破機(jī)進(jìn)行強(qiáng)度低于320Mpa物料的粗破，利用烘干設(shè)備處理建筑垃圾，通過(guò)風(fēng)選分離、網(wǎng)篩、碾壓工藝，進(jìn)行建筑垃圾的烘干和碾壓。

2.4 簡(jiǎn)潔式加工

可以采用不同分選工藝和方法，進(jìn)行建筑垃圾的破碎、磁選、風(fēng)選、篩分加工，將大塊物料破碎成粒徑小、個(gè)體強(qiáng)度大的物料顆粒，有效剔除建筑垃圾中的短粗鋼筋、細(xì)鐵絲等金屬物質(zhì)及廢舊木材、塑料等輕質(zhì)物質(zhì)，獲得較為純凈的建筑垃圾再生材料。

2.5 水洗除塵工藝

可以采用振篩除塵工藝去除建筑垃圾中的泥土，并采用噴淋除塵系統(tǒng)避免生產(chǎn)過(guò)程重塵土飛揚(yáng)。然而對(duì)于有潔凈程度特殊要求的集料，要在篩分后進(jìn)行沖洗，獲得較為純凈的再生材料[2]。

3 道路工程中應(yīng)用建筑垃圾材料再生的方法

3.1 特殊地基處理方法

在對(duì)濕陷性黃土地基進(jìn)行處理時(shí)，要先消除濕陷性再提高承載力。其處理方法主要有墊層法、擠密樁法。在對(duì)濕軟性地基進(jìn)行處理時(shí)，要先提高其承載力，再減小變形。對(duì)于以上兩種特殊地基，在進(jìn)行處理時(shí)都可以使用建筑垃圾作為建筑材料。下文將對(duì)建筑垃圾再生材料在特殊地基處理方法中的擠密樁法和換土墊層法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

3.1.1 擠密樁法

混凝土和磚塊是建筑垃圾的主要構(gòu)成材料，因此建筑垃圾再生材料的強(qiáng)度會(huì)高于土體的強(qiáng)度，這樣樁基中的軟黃土可以被建筑垃圾中的再生材料取代。應(yīng)用建筑垃圾再生材料之后，樁體的強(qiáng)度和抗變形能力都比土體強(qiáng)，從而改善基地的性能，提升地基的穩(wěn)定性和抗破壞能力。之后進(jìn)行的樁體應(yīng)力集中，由于樁間土的變形模量小于樁，樁上出現(xiàn)荷載應(yīng)力集中時(shí)，基礎(chǔ)底面以下土的應(yīng)力就會(huì)降低，這樣就會(huì)降低持力層內(nèi)部的變形和濕陷概率。最后要進(jìn)行樁體吸水。由于建筑垃圾材料具有很強(qiáng)的吸水性能，所以樁周土體里所含水分會(huì)被充分吸附，這樣會(huì)在一定程度上增強(qiáng)土體的密實(shí)程度[3]。

3.1.2 換土墊層法

如果地基中濕陷性黃土的厚度不超過(guò)3m，這時(shí)就可以把所有的濕陷性黃土部分挖除或全部挖除，然后再將建筑垃圾再生材料填入地基中。

3.2 靈活適用法

在公路工程中不同的公路地段對(duì)于地基的要求也不同，有的地段需要較好的水穩(wěn)定性，有的地段需要較強(qiáng)的承載力，公路堤段和橋梁地基可以通過(guò)采用CFG樁或孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法來(lái)提高承載力。但對(duì)于一般路段的地基，解決黃土濕陷性是一個(gè)難題，一般工程都會(huì)使用強(qiáng)夯置換法或擠密樁法，使用建筑垃圾再生材料對(duì)其進(jìn)行部分或全部填料。靈活適用法主要是要求技術(shù)分析人員對(duì)正在進(jìn)行的道路施工階段和施工性質(zhì)有明確判斷，針對(duì)路段特點(diǎn)供應(yīng)相應(yīng)的再生垃圾材料。

3.3 墊層法

對(duì)于濕陷性黃土地基來(lái)講，墊層法是非常有效的地基處理方法。把建筑垃圾進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗图庸ぃ怪蔀樵偕牧?，然后將其作為換填材料進(jìn)行使用。墊層法主要涉及拋石擠淤、應(yīng)力擴(kuò)散和吸排水。首先是拋石擠淤處理，由于該處的軟黃土土質(zhì)特殊，具有流動(dòng)性，可以利用這一特質(zhì)對(duì)其做拋石擠淤處理，在這一過(guò)程中，需將黃土擠出，為的是增強(qiáng)墊層的強(qiáng)度，避免出現(xiàn)建筑問(wèn)題。其次是應(yīng)力擴(kuò)散處理，通常來(lái)說(shuō)，建筑垃圾主要包括混凝土、石頭等材料，這些材料可以經(jīng)過(guò)處理作為回填土，具體的操作方式就是將材料打碎、夯實(shí)，這樣可以保障地基的穩(wěn)定性，并且使得地基處于上硬下軟的狀態(tài)，這樣在進(jìn)行外荷載的擴(kuò)散時(shí)，能夠確保軟土層保持一定的附加應(yīng)力，使得應(yīng)力分布均勻，保障地基的品質(zhì)。最后需要做吸排水處理，在建筑垃圾中存在再生材料，這些材料中包括吸水性強(qiáng)大的磚塊。將土層中的水分進(jìn)行吸收，使其密實(shí)度得到提高，由于其滲透性較好，也能夠促進(jìn)排水，使下部土層的固結(jié)和沉降的速度加快。

4 道路工程中應(yīng)用建筑垃圾再生材料的注意事項(xiàng)

4.1 建筑垃圾再生材料的選擇

要選取具有良好級(jí)配的建筑垃圾再生材料，嚴(yán)格控制鋼筋、木屑、塑料等雜物的含量，并考慮混凝土塊的含量對(duì)建筑垃圾的力學(xué)特性的影響，使建筑垃圾再生材料具有一定的壓碎值，滿足路面基層使用的要求。還要控制建筑垃圾再生材料的針片狀含量，確保再生混合料的路用性能。

4.2 建筑垃圾再生材料的配合比設(shè)計(jì)

可以采用重型擊實(shí)法和垂直振動(dòng)擊實(shí)法，進(jìn)行建筑垃圾再生材料的實(shí)驗(yàn)分析，相較而言，垂直振動(dòng)擊實(shí)法下的水泥穩(wěn)定再生建筑垃圾混合料最大干密度更大，約為重型擊實(shí)法的1.03—1.05倍，這主要是由于垂直振動(dòng)擊實(shí)法通過(guò)模擬碾壓的方式進(jìn)行施工，使混合料中的粗顆粒向細(xì)顆粒轉(zhuǎn)變，由松散狀態(tài)進(jìn)入到密實(shí)狀態(tài)，增大混合料的干密度。同時(shí)，隨著建筑垃圾再生材料摻量的增加，最佳含水率也相應(yīng)增大，有效保證鋪筑的底基層和基層的優(yōu)良路用性能。在水泥劑量相同的條件下，振動(dòng)成型的水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生材料體現(xiàn)出更高的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，而靜壓成型的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度較小[4]。

4.3 建筑垃圾再生材料的路用性能分析

通過(guò)分析可知，水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生材料的強(qiáng)度隨齡期呈非線性增長(zhǎng)的趨勢(shì)，當(dāng)建筑垃圾再生集料摻量增加時(shí)，水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生材料的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值下降，間接抗拉強(qiáng)度和回彈模量也相應(yīng)降低。從穩(wěn)定性來(lái)分析，水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生材料凍融系數(shù)基本處于同一水平，具有良好的凍穩(wěn)性能。并隨著建筑垃圾再生材料摻量的增加，水泥穩(wěn)定建筑垃圾的沖刷率越高，降低混合料的抗沖刷性能。從干燥收縮性能來(lái)分析，當(dāng)水泥穩(wěn)定建筑垃圾再生材料的摻量越大，混合料的干縮系數(shù)就越大。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)建筑垃圾進(jìn)行加工和處理，使其在特殊地基處理中發(fā)揮了巨大的作用，特別是在濕陷性地基和濕軟性地基的處理上，大幅度提高了地基處理的實(shí)用性和適用性。在保護(hù)生態(tài)環(huán)境和節(jié)約資源的基礎(chǔ)上，使建筑行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益最大化，建筑垃圾的資源化促進(jìn)了我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展，是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的完美體現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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