利用城建拆出垃圾生產(chǎn)混凝土復(fù)合摻合料

尹 靜

（貴州省建筑材料科學(xué)研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550002）

目前，我國天然骨料資源日益匱乏，而隨著城市升級改造快速發(fā)展，每年都有數(shù)億噸建筑垃圾產(chǎn)生，并且排放量呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢，而這些建筑垃圾往往是未經(jīng)過處理，直接將其填埋或者露天存放，不僅占用了土地資源，而且還破壞了水資源，影響了生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重制約著社會的可持續(xù)發(fā)展。不僅如此，在城市升級改造過程中，其需要使用大量的砂石骨料，而隨著砂石骨料的大量開采使用，其嚴(yán)重破壞了自然資源和土地資源，使得環(huán)境受到嚴(yán)重的破壞，而且隨著自然砂石的不斷開采和使用，其自然資源日益匱乏，使用自然砂石作為骨料生產(chǎn)混凝土產(chǎn)品，其成本較高。

本項(xiàng)目研究著手于建筑廢棄物轉(zhuǎn)化成綠色化混凝土用復(fù)合摻合料的研究，這種建筑廢棄物的再生利用及產(chǎn)業(yè)化研究能夠解決我省預(yù)拌混凝土行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展過程中混凝土用原材料的低性價比問題，也能讓建筑廢棄物的轉(zhuǎn)化成果形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更加科學(xué)合理；同時，建筑廢棄物的轉(zhuǎn)化研究對于提升生態(tài)脆弱區(qū)的環(huán)境質(zhì)量有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，以推進(jìn)其資源化利用進(jìn)程，開展建筑廢棄物綠色化、產(chǎn)業(yè)化利用的系統(tǒng)化研究，首先是具有很好的社會效益，尤其是對減少土地占用、凈化城市環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)節(jié)能減排、發(fā)展綠色化建材循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義；其次是具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，建筑廢棄物集中再利用項(xiàng)目示范性將帶動相關(guān)延伸產(chǎn)業(yè)的投資，項(xiàng)目推廣應(yīng)用后將帶動區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、財政收入、當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和解決勞動力就業(yè)等方面將起到積極的推動作用。

本研究利用城建拆除垃圾集中處理，經(jīng)過分選除雜、除鐵后并經(jīng)一級顎破，經(jīng)二級反擊破后，進(jìn)行篩分精選與一定比例活性礦渣入超細(xì)粉磨機(jī)粉磨成混凝土復(fù)合摻合料。

1 城建拆除垃圾的主要組成

城建拆除垃圾的主要成分有：泥土、廢鋼筋、廢鐵絲和各種鐵質(zhì)配件、管線廢料、木屑、各種木質(zhì)裝飾材料、混凝土、碎磚、碎瓦、加氣混凝土砌塊及石子和塊石等，這些材料約占建筑拆除垃圾總量的80%。建筑拆除垃圾經(jīng)過分撿、剔除以及粉碎后，絕大多數(shù)可作為再生資源綜合利用。廢磚、廢石、廢混凝土及廢砌塊等廢料經(jīng)破碎后，再加入一定活性的礦物摻料一起粉磨，得到的微粉即可用于混凝土摻合料［1］。

2 城建拆除垃圾生產(chǎn)摻合料的步驟

2.1 再生骨料的生產(chǎn)

1）將大件廢棄鋼材選出，再采用板鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)將建筑垃圾廢棄物輸送到顎式破碎機(jī)中破碎；

2）將顎式破碎機(jī)中破碎物料經(jīng)過皮帶輸送機(jī)輸送到反擊式破碎機(jī)中破碎；

3）將反擊式破碎機(jī)中破碎物料經(jīng)過皮帶輸送機(jī)送到振動篩上，將篩底料作為再生骨料，存入骨料倉；篩面料經(jīng)過皮帶輸送機(jī)輸送帶立式研磨機(jī)中研磨，獲得微粉，存入微粉倉。采用顎式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)聯(lián)合破碎廢棄建筑物物料，主要是使獲得的細(xì)骨料中的針片狀物料含量大幅度的降低，改善了制備的細(xì)骨料的質(zhì)量，確保了在替代天然骨料配制成混凝土之后，其能夠有效的穩(wěn)定混凝土的性能，提高混凝土質(zhì)量；尤其將反擊式破碎機(jī)中破碎出來的物料，經(jīng)過振動篩處理，促進(jìn)了對骨料的整形、塑性形，進(jìn)一步的降低了骨料中的針片狀成分含量，提高了骨料品質(zhì)。

4）其中在皮帶輸送機(jī)上端安裝有橫向滾動式磁鐵。該橫向滾動式磁鐵的設(shè)置，使得從皮帶輸送機(jī)上吸附出來的鐵屑等物料，經(jīng)過橫向滾動式磁鐵甩出皮帶運(yùn)輸機(jī)上，實(shí)現(xiàn)清除皮帶輸送機(jī)上的鐵屑的功能，能耗低，效率高。

所述的振動篩，將再生骨料分篩成粗骨料、中骨料、細(xì)骨料和細(xì)粉料，其中：粗骨料粒徑大小為（9－30）mm，中骨料粒徑大小為（4.75－9）mm，細(xì)骨料粒徑大小為（1.35－4.75）mm，細(xì)粉料粒徑大小為（0－1.35）mm。實(shí)現(xiàn)了將建筑垃圾固體廢棄物制備再生骨料過程中，將制備的再生骨料進(jìn)行分級處理，獲得多種粒徑大小的骨料成分；將細(xì)骨料、細(xì)粉料分離開來，實(shí)現(xiàn)降低制備的細(xì)骨料中粉塵含量以及針片狀物料成分，提高細(xì)骨料的可控性能。得到的再生骨料性能如表1所示：

表1 再生骨料性能指標(biāo)表

2.2 復(fù)合摻合料的生產(chǎn)

振動篩的篩面經(jīng)過皮帶輸送機(jī)與立式研磨機(jī)入口連通；立式研磨機(jī)的出口端與微粉倉連通。皮帶輸送機(jī)的上端設(shè)置有橫向滾動式磁鐵。經(jīng)過將磁鐵設(shè)置成橫向，并按照橫向滾動，利用磁鐵滾動過程的作用力，實(shí)現(xiàn)了將皮帶運(yùn)輸機(jī)上的鐵屑吸附并甩出皮帶運(yùn)輸機(jī)范圍，使得鐵屑進(jìn)入到鐵屑倉，得到存儲，實(shí)現(xiàn)回收利用。

所述的立式研磨機(jī)，在入口處設(shè)置有吊式吸鐵器。確保物料中的鐵屑成分在進(jìn)入最后一個設(shè)備中前，能夠被大幅度清除，避免對立式研磨機(jī)的損壞，延長立式研磨機(jī)的使用壽命，確保微粉研磨效果較佳?；钚缘V渣經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入立式磨機(jī)，與上述經(jīng)二級破碎后的篩上料一起粉磨，即獲得混凝土復(fù)合摻合料。

3 生產(chǎn)工藝流程

利用城建拆除垃圾生產(chǎn)混凝土復(fù)合摻合料工藝流程如圖1所示：

圖1 復(fù)合摻合料工藝流程圖

4 關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

根據(jù)城建拆除廢棄物的組分波動大的特性，找出合理可用的分選工藝、破碎工藝及設(shè)備、篩分篩選和除鐵等技術(shù)工藝，選擇合理適當(dāng)?shù)母男曰虺C正材料來保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，合理優(yōu)化城建拆除廢棄物分選加工料的投料比例，制研成合格的、質(zhì)量穩(wěn)定的混凝土用復(fù)合摻合料，并分析其應(yīng)用在混凝土及其制品中的耐久性最佳效果。

由于城建拆除廢棄物包含有磚、砌塊、加氣砌塊、混凝土及其制品、有機(jī)物、鋼筋、硬化砂漿、瓷粉及石膏板等較多品種，有效的物理分選是生產(chǎn)復(fù)合摻合料的技術(shù)難點(diǎn)之一；城建拆除廢棄物中部分品種還含有化學(xué)物質(zhì)及潛在化學(xué)性質(zhì)物質(zhì)，如加氣混凝土砌塊中殘留的化學(xué)物質(zhì)鋁粉等在本項(xiàng)目成果研究應(yīng)用于綠色化混凝土中時有不利因素，如何有效抑制或科學(xué)轉(zhuǎn)化這些殘留物質(zhì)也是生產(chǎn)復(fù)合摻合料的技術(shù)難點(diǎn)之一；由于城建拆除廢棄物的物理組分復(fù)雜，各批次來料組分含量波動也較大，分選處理、投料比例、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和產(chǎn)品應(yīng)用等的要求更加嚴(yán)格，因此，如何對城建拆除廢棄物的加工后篩分、對綠色化混凝土用摻合料的制備工藝及均化矯正工藝也是技術(shù)難點(diǎn)之一。

5 結(jié)語

其與制備普通石灰石粉用的原料有很大區(qū)別。本文采用經(jīng)過精細(xì)化分選、破碎、篩分后的城建拆除廢棄物垃圾再生骨料為主要原料，添加適量活性礦渣、或石灰石等物質(zhì)矯正或改性，通過調(diào)整各種物質(zhì)的添加量來生產(chǎn)符合國家標(biāo)準(zhǔn)JG／T486－2015《混凝土用復(fù)合摻合料》、或JGJ／T318－2014《石灰石粉在混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》、GB／T30190－2013《石灰石粉混凝土》等中的技術(shù)要求。

本文著手于建筑廢棄物轉(zhuǎn)化成綠色化混凝土用復(fù)合摻合料的研究，這種建筑廢棄物的再生利用及產(chǎn)業(yè)化研究能夠解決我省預(yù)拌混凝土行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展過程中高性能混凝土用原材料的低性價比問題，也能讓建筑廢棄物的轉(zhuǎn)化成果形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更加科學(xué)合理；同時，建筑廢棄物的轉(zhuǎn)化研究對于提升生態(tài)脆弱區(qū)的環(huán)境質(zhì)量有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，以推進(jìn)其資源化利用進(jìn)程，開展建筑廢棄物綠色化、產(chǎn)業(yè)化利用的系統(tǒng)化研究，首先是具有很好的社會效益，尤其是對減少土地占用、凈化城市環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)節(jié)能減排、發(fā)展綠色化建材循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義；其次是具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，建筑廢棄物集中再利用項(xiàng)目示范性將帶動相關(guān)延伸產(chǎn)業(yè)的投資，項(xiàng)目推廣應(yīng)用后將帶動區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、財政收入、當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和解決勞動力就業(yè)等方面將起到積極的推動作用。