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廣東省建筑垃圾再生粗骨料生產與技術指標調查
2019年03月14日    閱讀量:6464    新聞來源:瀝青網 www.upxbj.icu  |  投稿

引言


建筑垃圾通常指新建、改建、擴建和拆除各類建筑物或房屋裝飾裝修所產生的棄土、棄料以及其他廢棄物。隨著中國城鎮化的高速發展,每年新建和拆遷改造等工程產生的建筑垃圾約15.5億t,預計到2020年將達50t左右。絕大部分建筑垃圾在未經過任何處理的情況下采取露天堆放和填埋處置,不僅造成土地資源浪費,而且污染環境中國瀝青網www.upxbj.icu?!噸泄ㄖ試椿搗⒄貢ǜ?/span>(2014年度)》指出,全國建筑垃圾再生利用率僅為5%左右,遠低于德國和日本的90%、英國的80%和美國的70%。能源和資源相對不足、生態環境承載力不強是中國的基本國情,走歐美“先污染后治理”的老路肯定行不通。北京、上海、廣州、深圳、西安等地紛紛加強建筑垃圾的處理能力,提高循環利用率,但目前還處于起步階段,建筑垃圾的分類與預處理工藝比較粗糙,再造集料的質量較低。本文以廣東省為例,實地調研4個再生骨料廠建筑垃圾的來源、處理工藝、生產能力、再生骨料的質量等,了解中國建筑垃圾再生的大體水平與應用,促進建筑垃圾循環利用的發展。


建筑垃圾材料來源


建筑垃圾材料來源、生產設備、預處理工藝都會影響再生骨料的技術指標及其變異特性。本研究實地調研廣東省多家再生骨料生產廠家,選取4個具有代表性的生產廠家進行對比研究。


廣東省冠南環境工程科技有限公司廣鋼新城移動式再生骨料生產線(以下簡稱廣鋼)的建筑垃圾,主要來自廣州市荔灣區廣鋼舊城改造項目及周邊建()筑物拆除所產生的廢棄混凝土;深圳市綠悅環??萍加邢薰駒偕橇仙?/span>(以下簡稱綠悅)的建筑垃圾,來源為深圳市南山區南灣工業區拆遷工程,主要為市政工程、廠房拆遷所產生的固體廢棄物;深圳市綠發鵬程環??萍加邢薰駒偕橇仙?/span>(以下簡稱綠發)的建筑垃圾,來源為深圳龍崗區工廠、房屋建筑拆遷、改造所產生的固體廢棄物;廣州市城投環境能源投資管理有限公司再生骨料生產線(以下簡稱廣投)的建筑垃圾,來源為周邊廠房、房屋建筑拆遷、道路翻修產生的廢棄物。調查顯示:總體上,各再生骨料生產廠的建筑垃圾來源均在距離廠區30m以內的廢棄物,建筑垃圾普遍未進行初步分揀,由水泥混凝土塊、鋼筋、紅磚、砌塊、木塊、塑料等構成。初級分選應去除鋼筋等金屬以及木塊、塑料等輕物質,再進一步加工成再生骨料。經初級分選后取10~30mm再生粗骨料進行組成成分調查。


數據可知,再生骨料中舊水泥混凝土塊占70%~90%,是再生骨料的主要成分,且含有一定比例的碎磚瓦片以及少量的水泥砂漿等成分。舊建筑構筑物主要是框架結構廠房,故廣鋼的建筑垃圾來源相對單一;廣投在破碎前對建筑垃圾進行初步分類,將雜質含量高的建筑垃圾填埋。因此,這2個廠再生粗骨料的組成成分單一。


破碎生產工藝


生產線機械設備


廣鋼現有一條移動式再生骨料生產線,目前年處理建筑垃圾量為60t。生產線從鄭州某機械設備有限公司采購破碎機,理想狀態下處理能力為180~280t·h-1?!?/span>


綠悅現有2條移動式再生骨料生產線,從鄭州某工程技術有限公司采購,型號為AF250W250。破碎機理想狀態下處理能力為220~270t·h-1,現場實際處理能力為150200t·h-1,采用獨特的柵條設計防止物料堵塞,柵條間隙可調節。


綠發采用的是固定式生產線,初級破碎采用可調節式顎式破碎機,最大進料粒徑可達1800mm,二破采用反擊式破碎機,再通過圓錐式破碎機進行“整形”處理,去除顆粒表面附著的砂漿,最大處理能力為300t·h-1。


廣投現有2條移動式生產線和1臺獨立履帶式破碎機,每條生產線均配有1臺反擊式破碎機和振動式給料機,平均處理能力為600t·h-1。


生產預處理工藝


建筑垃圾生產預處理工藝對再生骨料性能有很大的影響,有效地分類、預處理會使建筑垃圾成分單一,雜物含量減少,處理難度降低,有利于提高再生骨料品質及利用率。目前中國建筑垃圾以粗放式拆除為主,成分復雜、雜物含量高。調查顯示,4家生產線均在人工分選建筑垃圾的基礎上進行破碎;經皮帶運輸至振動篩分機進行篩分;采用永久式磁鐵進行磁選,去除鋼筋鐵質;在皮帶末端安裝風機進行風選,去除輕物質等雜質。


與廣鋼不同,綠悅、綠發、廣投在進料口設置噴淋設施以減少現場揚塵,?;ぶ鼙呋肪?。綠發在破碎出口設置輕物質分離器,利用旋風氣流分級技術,在強氣流作用下使灰塵和輕物質被分離,直接導入沉降室,在運輸帶的尾端設置風機,通過風選進一步清除輕物質,提高再生骨料潔凈度。


再生骨料技術指標


建筑垃圾來源廣泛,生產工藝不盡相同,生產的再生骨料品質不一。通過對不同廠家再生骨料含泥量、顆粒組成級配、吸水率、密度、吸水速率、壓碎值、磨耗值等指標按規范進行試驗研究,分析技術指標的差異性,為后續的工程應用與加工工藝改進提供參考。


含泥量


含泥量表征的是再生骨料的潔凈程度??芍?,綠發廠未處理再生骨料的含泥量為2.3%,經圓錐去除砂漿后的再生骨料的含泥量為1.5%,表明輕微整形去除表層砂漿可以改善骨料的潔凈程度。各廠家再生骨料含泥量均在5.0%以下。


顆粒級配


集料篩分試驗可直觀地表明集料顆粒的組成。選取各廠家10~30mm再生粗骨料進行篩分。綠發廠未整形再生骨料中19~26.5mm粒徑的滑料占56.7%,整形后19~26.5mm粒徑的滑料占11.8%,13.2~19mm粒徑的滑料占50.8%,表明整形工藝使骨料顆粒變細。各廠家10~30mm再生骨料篩分曲線差異大,這和生產破碎工藝以及參數設置有關系,可以根據實際應用需要進行調整。


密度與吸水率


再生骨料的密度和吸水率是表征骨料顆粒內部開放性空隙相對含量的間接指標,選取不同廠家再生骨料和清遠貴田石場10~30mm花崗巖天然骨料進行對比?!奧淘?/span>1”指磚混凝土塊混合再生骨料;“綠悅2”指純混凝土塊再生骨料;“綠發1”代表未作處理的再生骨料;“綠發2”代表經過整形的再生骨料。天然代表清遠貴田石場花崗巖骨料。下文出現時,同時指代。


可知,與天然骨料相比,再生骨料具有密度小、吸水率大的特點,再生骨料毛體積密度普遍在2.3g·cm-3以下,吸水率普遍在5%以上。另外,再生骨料組成成分、加工工藝都會影響密度與吸水率指標,綠悅純混凝土塊再生骨料的吸水率為5.74%,磚混成分再生骨料的吸水率達到7.40%。綠發未處理的再生骨料吸水率為5.72%,整形去除表面部分砂漿后的吸水率為4.39%,密度也相對較大。這說明磚瓦等多孔輕質雜質成分以及骨料表面附著的多孔砂漿是影響材料密度與吸水率的主要因素,通過分類、工藝改進可以改善骨料性能,降低吸水率,提高密度。


再生骨料粒徑大小也影響材料的毛體積密度、表觀密度、吸水率。表明,再生骨料粒徑大小對吸水率影響較大,對表觀密度的影響相對較小。總體上,隨著粒徑減小,吸水率逐漸增大,表觀密度逐漸減小,這主要是因為細集料表面積大,附著的砂漿比較多,開放的孔隙也比較多??梢鑰闖?,各生產廠之間差異很明顯,廣鋼、廣投再生骨料的吸水率與密度指標較好,說明建筑垃圾的來源與成分很重要。


吸水速率


再生骨料吸水速率影響混凝土的工作性。再生骨料5min的吸水率達到24h吸水率的80%以上,因此實驗室測定混凝土工作性不宜立即進行,建議在拌和完成5min后進行,盡量使水分進入開放孔隙,又不至于因水泥水化、表面水分流失等因素導致工作性明顯下降。這部分水分被快速吸收,可以在配合比設計時考慮增加用水量。


壓碎值與磨耗值


壓碎值和洛杉磯磨耗值是用來表征粗骨料力學性能的兩大指標。


可知,天然骨料壓碎值為12.5%,再生骨料壓碎值達到22.2%以上,說明再生骨料相對于天然骨料強度較低。綠發整形后壓碎值由27.7%降至23.3%,說明表面附著的砂漿是影響壓碎值的主要因素之一。綠悅磚混再生骨料的壓碎值比純混凝土塊再生骨料高10%,說明紅磚等低強度材料顯著影響再生骨料的整體強度。


再生骨料磨耗值遠高于天然骨料磨耗值,且混有磚瓦等雜質也是影響磨耗值的主要因素,表面附著的砂漿是影響磨耗值的另一主要因素。水泥混凝土一般采用強度很高的花崗巖骨料,再生后雖然力學指標下降,但是只要再生骨料成分純凈,控制加工工藝就可以將壓碎值控制在28%以下,磨耗值控制在30%以下,滿足高速公路除面層外的各結構層以及其他等級公路對這2個指標的技術要求。


用途與發展


可知,各廠生產的再生骨料一般用作對骨料性能指標要求不高的道路墊層、基坑回填、再生磚、砌塊等。再生粗骨料主要性能指標(《混凝土用再生粗骨料技術標準》),如果不采取更嚴格的建筑垃圾分類與工藝改進,再生粗骨料僅能滿足III類再生骨料技術要求。經調查研究表明,通過細化建筑垃圾分類、提高雜質分離技術以及增加去除附著砂漿的工藝等措施,再生粗骨料質量等級從III類提高到II類是可行的,這不僅能提高再生骨料的使用層次,也能帶來更好的經濟效益與環保效益。


道路用集料的質量要求因道路等級與使用層位而異,道路等級與層位越高,集料的質量要求越高,價格也越高。如果作為回填材料,每立方米價格僅需55元,如果作為中下面層碎石使用,價格接近回填材料的3倍。除了集料的質量因素以外,運距也是另一因素。據調查,2013年廣東某路用石料運距為50km左右,運費就高達58元·m-3,如果對舊路材料進行現場加工再利用,運輸費用可大大降低。


作為再生骨料,綠悅用作回填的再生骨料價格為25元·m-3,廣投廠用于道路墊層再生骨料價格為70~90元·m-3。相對于天然骨料,再生骨料仍然具有價格優勢,如果能進一步提高再生骨料質量,將之用作中下面層集料,會進一步提高其自身價值,贏得利潤空間。


建筑垃圾排放的高收費政策和再生骨料的價格優勢,保障了建筑垃圾循環利用的有序進行。德國一些城市未經分類的建筑垃圾排放價格高于分類的建筑垃圾50%以上,促進了垃圾分類的推行,提高了再生骨料的質量,發達國家的做法與成功經驗值得中國借鑒。


結語


通過對廣東省4家代表性再生骨料生產廠家的調查以及對比研究,可得出以下幾個主要結論。


(1)各生產廠之間再生骨料技術指標差異明顯,建筑垃圾的來源與成分是影響再生骨料質量的關鍵因素,來源與成分越單一的建筑垃圾,再生骨料的質量越穩定、越好。


(2)與天然骨料相比,再生骨料具有密度小、吸水率大的特點,磚瓦、木材等雜質成分以及骨料表面附著的多孔砂漿是影響骨料品質的主要因素,通過建筑垃圾分類、處理工藝的改進可以改善骨料性能,降低吸水率,提高密度。


(3)再生骨料吸水率大,吸水速率快,影響新拌混凝土的工作性,建議在水泥混凝土配合比設計時考慮附加用水量。


(4)紅磚等低強度材料以及再生骨料表面附著的砂漿是影響壓碎值、磨耗值的主要因素,通過采取控制再生骨料成分、增加整形工藝等措施,可將再生骨料的壓碎值控制在28%以內,磨耗值控制在30%以內,滿足高速公路除表面層外的各結構層以及其他等級公路對這2個指標的技術要求。


(5)根據價格調查發現,再生骨料具有價格優勢,如果能進一步提高質量,將之用作中下面層集料,或使其質量等級從III類提高到II類,就能提高再生骨料的使用層次,實現更好的經濟效益與環保效益。


標簽:技術中心,溫拌瀝青
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