水泥受潮后通過(guò)返工二次利用國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

劉浩 王燕芬 張?chǎng)? 李豹

摘要：當(dāng)水泥與適量的水調(diào)和時(shí)，開(kāi)始形成的是一種可塑性的漿體，隨著時(shí)間的推移，漿體變成不能流動(dòng)的緊密狀態(tài)，此后漿體強(qiáng)度逐漸增加，直到最后變成具有相當(dāng)強(qiáng)度的石狀固體。如果原先還摻有集合料如砂、石子等，水泥就會(huì)把它們膠結(jié)在一起，變成堅(jiān)固的整體，即我們常說(shuō)的混凝土，整個(gè)過(guò)程我們把它叫做水泥的凝結(jié)和硬化。但水泥容易吸水，因此，總存在水泥因放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、存放不當(dāng)或室內(nèi)外溫度差異導(dǎo)致其受潮結(jié)塊。如今很多人們正在通過(guò)對(duì)受潮后的水泥進(jìn)行簡(jiǎn)單的加工，并且是在較低成本的情況下，以達(dá)到恢復(fù)為接近未受潮水泥的性質(zhì)。這樣即可以減少?gòu)U料的產(chǎn)生，達(dá)到綠色環(huán)保的目的;又可以節(jié)約成本，減少不必要的浪費(fèi)。

關(guān)鍵詞：受潮水泥;返工;二次利用

0引言

水泥對(duì)于建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)可謂太重要了，中國(guó)三基建狂魔，對(duì)水泥的需求量非常大的。我國(guó)是水泥大國(guó)，隨著改革開(kāi)放以來(lái)，受益于經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，水泥產(chǎn)能迅速躍居世界第一，技術(shù)和裝備制造水平躍居國(guó)際一流。但長(zhǎng)期粗放式發(fā)展也帶來(lái)了結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過(guò)剩的頑疾。面臨產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩，供需矛盾更加凸顯。

由于中國(guó)環(huán)保政策愈加嚴(yán)格，再加上我國(guó)勞動(dòng)力成本和原材料成本的不斷上升，使得我國(guó)水泥產(chǎn)能不再擴(kuò)大，水泥產(chǎn)量維持穩(wěn)定。

水泥產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策明確提出了到2010年新型干法水泥比例達(dá)到70%，2005年，我國(guó)水泥企業(yè)數(shù)目5078家，企業(yè)平均規(guī)模20萬(wàn)噸。水泥產(chǎn)量1000萬(wàn)噸以上的企業(yè)集團(tuán)只有10家，僅占全國(guó)的15%。產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策指出，到2020年，企業(yè)數(shù)量由目前5000家減少到2000家，生產(chǎn)規(guī)模3000萬(wàn)噸以上的達(dá)到10家，500萬(wàn)噸以上的達(dá)到40家。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅成都市2007年淘汰落后水泥企業(yè)44家，使市場(chǎng)供應(yīng)缺口減少500萬(wàn)噸左右，供不應(yīng)求的市場(chǎng)格局致使價(jià)格大大高于周邊城市，強(qiáng)烈吸引了水泥投資熱情。節(jié)能減排的政策導(dǎo)向?yàn)橐?guī)模大、技術(shù)先進(jìn)的水泥企業(yè)帶來(lái)更多增加產(chǎn)能和盈利的機(jī)會(huì)。首先，節(jié)能減排政策要求關(guān)閉過(guò)高能耗和不環(huán)保排放的水泥生產(chǎn)企業(yè)，為技術(shù)先進(jìn)的水泥企業(yè)間接提供了擴(kuò)大產(chǎn)能的機(jī)會(huì)。在節(jié)能減排政策下，國(guó)家及地方政府出臺(tái)了各種補(bǔ)助政策，直接推動(dòng)水泥企業(yè)利用水泥生產(chǎn)的特定條件，開(kāi)展資源回收項(xiàng)目，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，還可以從政府獲得相應(yīng)的額外受益。

從經(jīng)濟(jì)層面來(lái)講，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的價(jià)值規(guī)律決定了，影響產(chǎn)品價(jià)格的因素除了生產(chǎn)成本，更重要的還是市場(chǎng)供需態(tài)勢(shì)。以2008年行情為例，成都水泥價(jià)格大約在每噸550元，而與之相鄰的重慶僅每噸400元。如此高的盈利水平共同作用的結(jié)果就是吸引了眾多水泥企業(yè)新建和擴(kuò)建生產(chǎn)線的計(jì)劃。

1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事業(yè)得到了飛速發(fā)展。伴隨著道路、橋梁、樓房的建設(shè)，產(chǎn)生了大量廢棄水泥混凝土。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2007年我國(guó)建筑物拆除和施工過(guò)程中產(chǎn)生廢混凝土總量達(dá)1.5億t左右：預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)將產(chǎn)生20億t廢棄水泥混凝土。目前，我國(guó)絕大部分廢棄水泥混凝土是作為垃圾處理的，這不僅對(duì)環(huán)境造成了巨大影響，也浪費(fèi)了大量可再生利用的資源。本文擬從國(guó)內(nèi)、外廢棄水泥混凝土的再生利用途徑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)政策等方面人手，對(duì)廢棄水泥混凝土再生利用發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行回顧。

通過(guò)對(duì)廢棄水泥混凝土的整理與分類，采用一定的工藝生產(chǎn)再生集料，是廢棄水泥混凝土的主要利用途徑。再生集料的分級(jí)是工程應(yīng)用的基礎(chǔ)，目前常用的分級(jí)方法主要有2類：1）面向再生集料的分級(jí)。這類分級(jí)方法針對(duì)再生集料，依據(jù)再生集料的組成以及常規(guī)集料分析指標(biāo)進(jìn)行。2）面向使用性能的分級(jí)。這類方法不區(qū)分集料來(lái)源，直接關(guān)注集料的使用性能。不管是再生集料，還是原生集料，只要符合一定的性能要求，就歸為一類。

國(guó)外從70年代起，水泥生產(chǎn)就開(kāi)始擔(dān)負(fù)起廢棄物回收利用的重?fù)?dān)。被回收利用的廢棄物種類從日常生活中的垃圾、污水處理廠的污泥到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的工業(yè)垃圾。在全球范圍類利用自身的生產(chǎn)設(shè)施回收利用廢棄物中有用成份，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)并取得卓越業(yè)績(jī)的水泥企業(yè)有兩個(gè)巨頭已經(jīng)進(jìn)入中國(guó)水泥行業(yè)。一個(gè)是入股華新水泥的瑞士豪西蒙，另一個(gè)是通過(guò)收購(gòu)雙馬而位居四川水泥行業(yè)第一企業(yè)的法國(guó)拉法基。這兩大集團(tuán)在國(guó)外都有數(shù)十年的回收利用廢棄物的經(jīng)驗(yàn)，不僅在符合環(huán)境保護(hù)政策下降低了生產(chǎn)成本和從廢棄物產(chǎn)生企業(yè)收取可觀的廢物處置費(fèi)用，更獲得社會(huì)的好評(píng)，有的項(xiàng)目還從當(dāng)?shù)卣玫搅丝捎^的財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)。大大提升了其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和盈利水平。

廢棄水泥混凝土中含有硬化的水泥，從中分離出水泥石粉末可以制備具有水化活性的再生膠凝材料。韓國(guó)一家公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出這種再生利用的技術(shù)。該技術(shù)先把廢棄水泥混凝土中的水泥與石子、鋼筋分離，然后在700C的高溫下對(duì)其進(jìn)行加熱處理，并添加特定的添加劑，就能生產(chǎn)出再生水泥。據(jù)試驗(yàn)表明，用再生水泥制造的混凝土與普通水泥制造的混凝土性能基本相同，強(qiáng)度能滿足規(guī)范要求。并且，再生水泥的生產(chǎn)成本低，在生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生二氧化碳，有利于環(huán)境保護(hù)。

2國(guó)外研究現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)利用水泥生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行資源回收的，除了北京水泥廠開(kāi)展了回收利用生活垃圾和工業(yè)固體廢棄物，和重慶拉法基開(kāi)展了處理污水淤泥項(xiàng)目外，大部分僅限于余熱發(fā)電項(xiàng)目和部分礦渣的回收利用。

我們需要看到，拉法基在全球有超過(guò)170年的水泥生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及遍布世界很多國(guó)家的技術(shù)精英之間的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)共享機(jī)制，不僅確保每一個(gè)拉法基工廠都能在最快的時(shí)間內(nèi)獲得最新的技術(shù)信息，是該企業(yè)獨(dú)有的一項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。而更為重要的是該企業(yè)集團(tuán)從本世紀(jì)70年代末期至今積累了超過(guò)30年的回收利用廢棄物作為替代原料或者替代燃料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，拉法基集團(tuán)在在全球范圍僅僅2007年就回收利用近800萬(wàn)噸廢棄物。以每噸廢棄物收取1000元人民幣的服務(wù)費(fèi)計(jì)算，拉法基就此服務(wù)一項(xiàng)就收入80億人民幣，在利用這些廢棄物替代部分原料和燃料的過(guò)程中節(jié)約的成本也在5億元以上，此外還有各項(xiàng)由于資源綜合利用和節(jié)約能源從政府獲得的各項(xiàng)補(bǔ)貼和返稅。拉法基的這些資源回收利用技術(shù)，在好的市場(chǎng)環(huán)境中可以降低成本并增加利潤(rùn)，在以后激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)乃至價(jià)格戰(zhàn)競(jìng)爭(zhēng)中會(huì)成為生存的利器和獲取持續(xù)利潤(rùn)的工具。

此外，日本關(guān)于拆除的混凝土再生利用的研究已有30多年的歷史，早在1977年就制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》，隨后相繼在各地建立了處理建筑垃圾的再生利用工廠，生產(chǎn)再生水泥和再生骨料。1994年頒布再生集料試行標(biāo)準(zhǔn)，2005年頒布用于水泥混凝土的高質(zhì)量再生集料（Class H）標(biāo)準(zhǔn)JISA5021：2005，之后又分2006.2007年頒布使用再生集料（Class M和Class L）生產(chǎn)再生混凝土的標(biāo)準(zhǔn)JISA5022：2006和JISA5023：2007。這些標(biāo)準(zhǔn)的制定，不僅大大促進(jìn)了再生集料在水泥混凝土中的應(yīng)用，同時(shí)也標(biāo)志著再生混凝土技術(shù)趨于成熟。

自1982年起，美國(guó)在ASTMC-33-82“混凝土骨料標(biāo)準(zhǔn)”中，將破碎的水硬性水泥混凝土納入粗骨料中。大約在同一時(shí)間，美國(guó)工程兵團(tuán)也在有關(guān)規(guī)范和指南中鼓勵(lì)使用再生混凝土骨料。據(jù)估計(jì)，美國(guó)僅建筑物拆除產(chǎn)生的垃圾每年可達(dá)1.23億t。為了解水泥混凝土再生利用情況，2004年聯(lián)邦公路局進(jìn)行了全國(guó)調(diào)查，50個(gè)州中，有41個(gè)州利用廢棄混凝土生產(chǎn)再生集料，有38個(gè)州在路面基層（無(wú)結(jié)合料粒料基層）中使用再生集料，有11個(gè)州在水泥混凝土中使用再生集料。德克薩斯州、弗吉尼亞、密歇根、明尼蘇達(dá)和猶他州是生產(chǎn)和消耗再生集料最多的幾個(gè)州。其中：密歇根在26個(gè)水泥混凝土路面項(xiàng)目中使用了再生集料，總里程約1050km;明尼蘇達(dá)州在20多個(gè)水泥混凝土路面項(xiàng)目中使用了再生粗集料，且該州大交通量高速公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)達(dá)60年，其他公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)壽命為35年。

3結(jié)論

對(duì)于水泥受潮的處理，如有松塊，但用手可以捏碎時(shí)，可將松塊壓碎后繼續(xù)使用，并在拌和時(shí)加強(qiáng)攪拌。如用于重要工程時(shí)，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，以確定其實(shí)際標(biāo)號(hào)。如已有部分結(jié)成硬塊，用手揑不碎時(shí)，可將硬塊篩去，幷根據(jù)試驗(yàn)所得的實(shí)際標(biāo)號(hào)使用，或用于不重要的場(chǎng)所。建筑水泥受潮結(jié)塊可粉碎磨細(xì)，不能作為水泥使用，可作為混合材料摻入新鮮水泥中，摻量不超過(guò)百分之35。水泥保質(zhì)期一般為3個(gè)月，過(guò)了保質(zhì)期的水泥由于部分水泥顆粒受潮導(dǎo)致部分水化，超過(guò)保質(zhì)期的水泥也不是不能用，只是強(qiáng)度等級(jí)會(huì)降低。水泥是粉狀水硬性無(wú)機(jī)膠凝材料，加水?dāng)嚢韬蟪蓾{體，能在空氣中硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起。同時(shí)，我們知道，水泥是三大建筑材料[4]之一，它和鋼材、木材并稱為基本建設(shè)的糧食。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水泥和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民的生活越來(lái)越密切，在房層，橋梁、堤壩等現(xiàn)代建筑及國(guó)防施工中，都離不開(kāi)水泥。水泥和砂子，石子結(jié)合可制備混凝土，不但經(jīng)濟(jì)，而且可以較廣泛地代替鋼、木材。水泥可與鋼筋牢固結(jié)合，可根據(jù)需要制作各種建筑造型，同時(shí)可防水防火，而且可以進(jìn)行美觀裝飾，例如花盆、花盤(pán)、屋柱等。這些都為剩余水泥創(chuàng)造了良好的條件。

參考文獻(xiàn)

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[2]中國(guó)水泥協(xié)會(huì).水泥工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃（之三），江蘇建材. 2017，（06）.

[3]蔣建忠等人.大型生態(tài)水泥生產(chǎn)設(shè)施成套施工關(guān)鍵技術(shù).2015.

項(xiàng)目來(lái)源：六盤(pán)水師范學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：LPSSYDXS2071）

作者簡(jiǎn)介：

劉浩（1999.01-），男，漢族，湖南省衡東縣人，在讀本科學(xué)生，主要從事土木工程專業(yè)方面的學(xué)習(xí)和研究