美斯達(dá)對建筑垃圾資源化利用的分析

【關(guān)鍵詞：再生骨料；制備方法；基體差異】

   摘要：廢棄混凝土的恰當(dāng)利用既可以減少建筑垃圾的排放，又可以減少山石、河砂的開采。由廢棄混凝土加工而得的再生骨料性能對再生混凝土影響較大。本文就制備方法和基體差異對再生骨料的影響展開了分析，得出了明確的結(jié)論，并建議建立廢棄混凝土檔案，記錄包括強(qiáng)度在內(nèi)的基本資料。
美斯達(dá)反擊式破碎站在安徽合肥建筑垃圾處理的應(yīng)用現(xiàn)場工作

引言
  根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)的調(diào)查，2012年全國商品混凝土累計總產(chǎn)量約8．6億[1]，借鑒黃鷺娜等[2]研究結(jié)果進(jìn)行粗略估計，我國混凝土的拆產(chǎn)比達(dá)到了22％，按此比例計算全國2012年僅住宅拆除的混凝土量高達(dá)1．9億t，這個數(shù)值相當(dāng)于2012年浙江和江蘇兩省全年商品混凝土總產(chǎn)量之和[1]。這部分混凝土廢棄量還未考慮新建建筑施工及道路改擴(kuò)建等產(chǎn)生的廢棄混凝土。按照普通混凝土的配合比估算，8．6億t混凝土共需消耗3．44億t粗骨料(約0．77億m3)，3．01億t的細(xì)骨料(約2．07億m3)[3]。按照拆產(chǎn)比22％計算，僅就住宅拆除，2012年我國約有0．93億t粗骨料(約0．21億m3)和0．81億t細(xì)骨料(約0．56億m3)被廢棄。如能將這些廢棄的材料加以利用，不僅大大減少了垃圾排放量，更可以減少山石、河砂的開采，對改善生態(tài)環(huán)境而言可謂一舉兩得?，F(xiàn)階段我國各地都在大興土木，可以預(yù)見的是，半個世紀(jì)后我國會經(jīng)歷一個更高建筑拆除率的時期，到那時廢棄混凝土還不能加以有效利用的話，我們的子孫將生活在建筑垃圾的包圍之中。因此從長遠(yuǎn)來看，有效利用廢棄混凝土，利國利民，將對我國未來的發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。而目前所迫切需要做的是規(guī)范廢棄混凝土的排放，深化對廢棄混凝土的再生性能研究，盡早制定適合我國的再生混凝土生產(chǎn)和使用規(guī)范，為下一個建設(shè)周期打下堅實的再生混凝土理論基礎(chǔ)。
1 再生骨料性能參數(shù)
  將建筑廢棄物中的混凝土、砂漿塊和磚塊回收，經(jīng)破碎、清洗、分級、強(qiáng)化等順序加工而得的骨料稱之為再生骨料。以4．75mm的粒徑為界限，大于此界限的為再生粗骨料，小于或等于此界限的為再生細(xì)骨料[4]。將再生骨料全部替代或部分替代天然骨料而制備成的混凝土稱之為再生骨料混凝土[5](Recycled Aggregate Concrete，縮寫為RAC)，也可將再生骨料混凝土簡稱再生混凝土(Recycled Concrete，RC)，相對于再生混凝土而言，把用來生產(chǎn)再生骨料的原始混凝土稱為基體混凝土(Original Concrete)。
  表征再生骨料性能的參數(shù)很多，世界各國標(biāo)準(zhǔn)不一。我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對骨料的顆粒級配、泥塊含量、有害物質(zhì)、堅固性、表觀密度、空隙率、堿集料反應(yīng)等提出了具體的技術(shù)指標(biāo)要求，粗骨料還有吸水率、氯離子含量和雜物含量指標(biāo)要求，細(xì)骨料另有再生膠砂需水量比、再生膠砂強(qiáng)度比兩項新指標(biāo)。在眾多指標(biāo)中，表觀密度、吸水率、壓碎指標(biāo)是粗骨料性能的主要指標(biāo)[6]。應(yīng)用于道路工程的再生骨料，還需考慮再生骨料的耐磨性能。
  大量研究表明，由于再生骨料表面不可避免地會附著一定量的硬化水泥砂漿，在破碎過程中巨大的外力又致使再生骨料表面存在著大量的微細(xì)裂縫，另外還有部分再生骨料的成份完全是砂漿等等，導(dǎo)致再生骨料的上述性能在多方面都不及天然骨料。而性能不足是再生骨料應(yīng)用進(jìn)程緩慢的主要原因之一。
2 再生骨料的制備對其性能的影響
  將廢棄混凝土進(jìn)行切割破碎、傳送、篩分和去除雜質(zhì)等工序處理后，所得的骨料稱為簡單破碎而得的骨料，下文簡寫為RA。RA表面粗糙、粒形不規(guī)則、棱角多，表面附有較多的砂漿塊，這是造成RA性能低劣的重要因素。對RA進(jìn)行強(qiáng)化處理可在一定程度上改善再生骨料的性能。
  強(qiáng)化方法分化學(xué)強(qiáng)化法和物理強(qiáng)化法?；瘜W(xué)強(qiáng)化法是指采用不同性質(zhì)的材料如有機(jī)硅防水劑、純水泥漿等對再生骨料進(jìn)行浸漬、淋洗、干燥等處理，使再生骨料得到強(qiáng)化。研究結(jié)果表明，化學(xué)強(qiáng)化法不能明顯改善混凝土性能，代價過高，沒有推廣價值。物理強(qiáng)化法是指使用機(jī)械設(shè)備對簡單破碎的再生骨料進(jìn)一步處理，通過骨料間的相互撞擊、磨削等機(jī)械作用除去表面粘附的水泥砂漿和顆粒棱角的方法。研究表明，物理強(qiáng)化法能大幅提高再生混凝土的抗凍性能、抗碳化性能和抗?jié)B透性能。物理強(qiáng)化法主要有機(jī)械研磨強(qiáng)化法、加熱研磨法、顆粒整形法等幾種方法。顆粒整形強(qiáng)化法由我國學(xué)者李秋義等人最先提出，相對其它幾種方法，顆粒整形設(shè)備損耗少、動耗低，設(shè)備小、操作簡便，是一種經(jīng)濟(jì)實用的加工處理方法[7]。
  李秋義等[7]對再生骨料整形前后的性能指標(biāo)進(jìn)行了對比試驗，試驗結(jié)果表明，在5～31．5mm的粒徑范圍內(nèi)，經(jīng)顆粒整形后所得的再生粗骨料(下文簡寫為R'A)表觀密度比整形前提高約1．17％(見圖1)[7]，空隙率降低約9％，吸水率和壓碎指標(biāo)都大幅降低，粗骨料的外觀也得到明顯的改善。再生骨料的吸水率隨骨料粒徑的減小而上升；RA的吸水率高于R'A吸水率，這個差異在粗骨料中更為明顯(見圖2) 。因此，要提高再生骨料性能，對RA進(jìn)行整形強(qiáng)化很有必要。

3 基體差異對再生骨料性能的影響
  基體是指再生骨料的來源，許多文獻(xiàn)資料表明再生骨料的性能與基體情況有一定聯(lián)系?；厥盏膹U舊混凝土性能的差異會導(dǎo)致再生骨料的品質(zhì)出現(xiàn)差異，這種再生骨料的差異又會導(dǎo)致再生混凝土物理力學(xué)性能指標(biāo)不同。
  基體混凝土的強(qiáng)度高低對再生骨料性能有明顯影響。陳會凡等[8]采用了天然粗骨料和三種不同基體(齡期≥28d)的再生粗骨料進(jìn)行耐磨性、堅固性、抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度對比試驗。耐磨性試驗表明，所有再生骨料的磨耗率都滿足規(guī)范要求(≤45％)，基體混凝土的強(qiáng)度對再生粗骨料的耐磨性有明顯影響：一般基體混凝土強(qiáng)度越高，磨耗率越低。四種粗骨料中，堅固性試驗結(jié)論與磨耗率試驗結(jié)論類似，再生骨料的堅固性與基體混凝土強(qiáng)度有關(guān)?？箟簭?qiáng)度試驗結(jié)果表明，在相同配合比前提下，基體強(qiáng)度越高，所得骨料拌制而成的再生混凝土強(qiáng)度越高，這種現(xiàn)象在配制低強(qiáng)再生混凝土中尤為明顯?？估瓘?qiáng)度試驗所表現(xiàn)的規(guī)律與抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)論基本一致。高強(qiáng)基體再生骨料拌制的混凝土與原生混凝土強(qiáng)度差別很小。
  基體混凝土的齡期對再生骨料性能的影響較弱。郭昌生等[9]將1d、28d和111d三個不同齡期的原生混凝土分別破碎，所得的再生骨料分別再制成再生混凝土，研究了基體混凝土齡期不同所得再生骨料對再生混凝土力學(xué)性能的影響。試驗表明，28d和111d兩個齡期對應(yīng)的再生混凝土抗壓強(qiáng)度差異很小，而1d齡期對應(yīng)的再生混凝土強(qiáng)度明顯高于28d和111d兩個齡期對應(yīng)的再生混凝土強(qiáng)度。這是因為1d齡期的原生混凝土所得再生骨料表面水泥還未完全水化，在新拌混凝土中可以繼續(xù)水化，所得再生混凝土強(qiáng)度與原生混凝土強(qiáng)度相近；而28d和111d兩個齡期的原生混凝土所得再生骨料表面水泥已經(jīng)基本水化完成，對再生混凝土強(qiáng)度貢獻(xiàn)微小。該試驗證明由28d齡期以上的基體混凝土所得再生骨料性能差異不大，絕大部分廢棄混凝土齡期較長，用于生產(chǎn)再生骨料時不用考慮齡期影響。

應(yīng)用實例：美斯達(dá)反擊式移動破碎機(jī)在深圳建筑垃圾處理的應(yīng)用現(xiàn)場工作

應(yīng)用實例：美斯達(dá)移動破碎機(jī)在北京房山區(qū)建筑垃圾處理出料情況

4 小結(jié)
(1)對再生骨料的適度深加工，可有效改善再生骨料性能；
(2)基體混凝土強(qiáng)度越高，再生骨料性能越好，相同配合比條件下，所得再生混凝土強(qiáng)度越高。因此，在廢棄混凝土處置上，應(yīng)留存其配合比、強(qiáng)度及應(yīng)用環(huán)境等基本資料。
(3)混凝土齡期對再生骨料性質(zhì)影響不大。