淺析城市建筑廢渣再生料資源化技術(shù)研究

駱冰冰 翁瑤林 朱彬彬

(義烏市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，浙江 義烏 322000)

1 概述

隨著國(guó)家政策的大力扶持，城市建筑發(fā)展的飛速前進(jìn)，大量廢舊建筑拆除改造，產(chǎn)生了大批量的建筑廢渣，如何有效利用建筑廢渣也成為了一個(gè)社會(huì)難題。對(duì)建筑廢渣進(jìn)行再利用以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，是目前研究的重要課題。

我國(guó)建筑廢渣處理主要存在問(wèn)題：1)建筑廢渣回收利用率低，僅鋼筋回收率高；2)建筑廢渣再利用技術(shù)不成熟，處理復(fù)雜，成本高；3)建筑廢渣處理不當(dāng)給城市造成危害大，隨意堆放，土地占用大，影響環(huán)境質(zhì)量，土壤質(zhì)量，水質(zhì)量，存在較大的安全隱患[1]。

建筑廢渣的主要組成包含混凝土塊、砂漿塊、碎磚塊、木屑、裝飾廢料等，各種組成成分比例因不同建筑占比不同，多數(shù)建筑廢渣曾經(jīng)只能用于填埋等用途，造成嚴(yán)重污染，有效利用建筑廢渣，長(zhǎng)效可持續(xù)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，取得工程經(jīng)濟(jì)效益的高成效，則需根據(jù)建筑廢渣的不同特性，有針對(duì)性的進(jìn)行相關(guān)研究驗(yàn)證。

目前，我國(guó)特別重視建筑廢渣的研究，采用科學(xué)手段，通過(guò)規(guī)范管理和再生利用方式，減少建筑廢渣的產(chǎn)量[2]。國(guó)家有關(guān)規(guī)定中，建筑廢渣的優(yōu)先處理方式是堆填，填埋處置，同時(shí)鼓勵(lì)采用新工藝、新技術(shù)、新材料和新設(shè)備，運(yùn)用技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的工藝研制新產(chǎn)品[3]。本次研究將建筑廢渣制成磚，用于實(shí)際工程中，并達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)建筑廢渣的資源再生化利用。

2 建筑廢渣的處理

建筑廢渣經(jīng)過(guò)拆遷破除后，運(yùn)往指定工廠堆積，通過(guò)加工廠進(jìn)行初次破碎，分成細(xì)磚砂和混合砂。

加工工藝見(jiàn)圖1。

建筑廢渣需經(jīng)過(guò)晾曬，干透率高于90%再進(jìn)行破碎處理，可直接將建筑廢渣破碎分揀成細(xì)磚砂和混合砂兩類(見(jiàn)圖2，圖3)，混合砂中木屑、裝飾廢料含量較高。

3 建筑廢渣的基本性能

3.1 顆粒篩分試驗(yàn)

分別取細(xì)磚砂、混合砂進(jìn)行篩分試驗(yàn)，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 顆粒篩分試驗(yàn)結(jié)果

分析試驗(yàn)結(jié)果，細(xì)磚的顆粒級(jí)配不符合JGJ 52—2006普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的分區(qū)要求，混合砂的顆粒級(jí)配符合JGJ 52—2006中5 mm～20 mm單粒級(jí)級(jí)配的要求，需對(duì)兩種砂進(jìn)行相應(yīng)處理，以達(dá)到較好的級(jí)配。

3.2 原材料性能

原材料的基本性能對(duì)混凝土磚的影響較大，建筑廢渣因其砂漿塊、碎磚塊等成分居多，吸水性大，顆粒級(jí)配差，含泥量高等缺點(diǎn)，分別對(duì)細(xì)磚砂和混合砂進(jìn)行原材料性能檢測(cè)，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 原材料基本性能

通過(guò)分析原材料的基本性能，發(fā)現(xiàn)符合集料的技術(shù)指標(biāo)要求，為充分利用建筑廢渣，結(jié)合兩種集料的基本性能，考慮顆粒分析的結(jié)果，進(jìn)行集料的調(diào)整，經(jīng)初步混合檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，將細(xì)磚砂與混合砂通過(guò)5∶1的比例混合后，其顆粒分析能滿足相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)要求，詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 混合后技術(shù)指標(biāo)

經(jīng)檢測(cè)，以上指標(biāo)符合JG/T 505—2016的相關(guān)技術(shù)要求，按以上比例混合，使得磚表面能達(dá)到較好的平整度。

3.3 原料配比

通過(guò)以上試驗(yàn)，取細(xì)磚砂與混合砂通過(guò)5∶1混合，根據(jù)建筑廢渣的原材料性能，將建筑廢渣進(jìn)行混凝土磚的試配，以混凝土磚為基礎(chǔ)，確定外觀尺寸為240 mm×115 mm×53 mm，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)NY/T 671—2003混凝土普通磚和裝飾磚和集料混合的配方，在保證強(qiáng)度、拌合料和易性、耐久性等前提下設(shè)計(jì)出配合比。然后根據(jù)磚成型工藝，將廢渣混合后，加入經(jīng)檢測(cè)合格的PC32.5R水泥作為膠凝材料，在攪拌機(jī)中攪拌10 min，加入適量水分，通過(guò)控制拌合料的濕基含水率和水泥摻量分別試配不同的配合比并制成試樣，使?jié)窕蔬_(dá)到相應(yīng)要求，在壓力15 MPa下成型，自然養(yǎng)護(hù)28 d后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，具體試配比例及強(qiáng)度見(jiàn)表4。

表4 混凝土磚配比及強(qiáng)度

試驗(yàn)結(jié)果分析：綜合比較下，當(dāng)控制濕基含水率區(qū)間在12%～14%，水泥摻量14%的配比下能達(dá)到混凝土磚MU5的強(qiáng)度等級(jí)指標(biāo)要求，對(duì)于生產(chǎn)非承重磚時(shí)，用增加水泥用量來(lái)提高強(qiáng)度會(huì)對(duì)產(chǎn)品本身的競(jìng)爭(zhēng)力造成不利影響，降低成本，提高材料性能，才能達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益。

4 工程實(shí)踐

建筑廢渣的再生優(yōu)化主要效益包含經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益兩個(gè)方面，通過(guò)多次試驗(yàn)論證，較為合理的配比得出的混凝土磚，既能降低生產(chǎn)成本，又能解決建筑垃圾造成的環(huán)境污染，有利于建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

隨著人民生活水平的提高，環(huán)保節(jié)能已成為全人類共同關(guān)注的焦點(diǎn)，建筑廢渣隨著城市有機(jī)更新的大步邁進(jìn)持續(xù)高產(chǎn)，將建筑廢渣優(yōu)化再利用，普遍用于建筑市政工程的再生產(chǎn)，既能減少開(kāi)山采石、取土成磚的傳統(tǒng)工藝帶來(lái)的自然資源消耗，又能滿足建筑市政工程建設(shè)的基本需求，達(dá)到社會(huì)效益和環(huán)境效益的有效結(jié)合。

目前，大量的建筑廢渣再生利用生產(chǎn)的混凝土磚，已廣泛應(yīng)用于公園綠化護(hù)欄、道路人行道護(hù)坡等圍護(hù)結(jié)構(gòu)，市政道路、人行道路等次要道路結(jié)構(gòu)，有效解決了城市有機(jī)更新過(guò)程中產(chǎn)生的建筑廢渣帶來(lái)的環(huán)境污染、土地資源占用等問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

1)通過(guò)試驗(yàn)可知，建筑廢渣直接破碎分揀后，因其雜質(zhì)含量過(guò)多，顆粒級(jí)配不滿足集料的要求，需將細(xì)磚砂與混合砂按一定比例混合使用，才能達(dá)到較好的級(jí)配，結(jié)合其原材料的基本性能，從而配制穩(wěn)定性較高的混凝土磚，優(yōu)化利用建筑廢渣，做到建筑廢渣的循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果，產(chǎn)生環(huán)境效益和社會(huì)效益。

2)建筑廢渣的資源再生利用研究，僅停留在圍護(hù)結(jié)構(gòu)和非承重的非重要部位，如何完善建筑廢渣的再生利用，規(guī)范其研究生產(chǎn)途徑，拓寬研究方向，有待于國(guó)家出臺(tái)更全面詳盡的法律法規(guī)進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范，有助于今后工程實(shí)踐的研究與應(yīng)用。

3)現(xiàn)有規(guī)范JG/T 505—2016建筑垃圾再生骨料實(shí)心磚規(guī)定再生骨料的最大粒徑不大于8 mm，且各項(xiàng)性能指標(biāo)要求嚴(yán)格，建筑廢渣實(shí)際處理存在較大困難，若將0 mm～5 mm用于成型磚，強(qiáng)度效果更佳，則5 mm～20 mm多用于路基路面墊層，也可將建筑廢渣得到有效利用，減少環(huán)境污染。