龍晉豫 邢振賢 孟小培

(華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450045)

新農(nóng)村建設(shè)建筑垃圾處置與再生利用初探★

龍晉豫 邢振賢 孟小培

(華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450045)

在對(duì)建筑垃圾的現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，探討了適合新農(nóng)村建設(shè)建筑垃圾制備再生骨料的生產(chǎn)工藝流程，通過(guò)試驗(yàn)說(shuō)明建筑垃圾做再生骨料的實(shí)用性，最后指出建筑垃圾資源化應(yīng)因地制宜，走特色發(fā)展道路。

建筑垃圾，再生骨料，工藝流程，資源化

0 引言

2014年3月份，中共中央總書記習(xí)近平在講話中強(qiáng)調(diào)，千萬(wàn)不要讓農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和新農(nóng)村建設(shè)掉了隊(duì)。在國(guó)家政策的號(hào)召下，全國(guó)新農(nóng)村建設(shè)如火如荼地開展起來(lái)。然而，新農(nóng)村建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的垃圾，尤其以建筑垃圾居多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每1萬(wàn)m2的建筑施工中，會(huì)產(chǎn)生500 t～600 t建筑垃圾，而每10萬(wàn)m3的建筑垃圾至少需要6萬(wàn)m2的堆放場(chǎng)地，占用了大量的土地[1]。目前，我國(guó)的建筑垃圾絕大部分未經(jīng)任何處理，直接露天堆放或填埋，既污染大氣、水、土壤，傳染疾病，又影響人類健康和村容整潔。同時(shí)，清運(yùn)和堆放中的遺撒和粉塵、灰沙飛揚(yáng)等問題又加重了環(huán)境污染。治理這些污染不但需要復(fù)雜的技術(shù)和大量的資金投入，耗費(fèi)較大的代價(jià)進(jìn)行治理，而且很難使被污染破壞的環(huán)境再完全復(fù)原。

目前發(fā)達(dá)國(guó)家正在積極探索將垃圾變?yōu)橐环N新資源的技術(shù)，這種技術(shù)可以確保對(duì)主要廢棄物流動(dòng)的控制和對(duì)大部分建筑垃圾的循環(huán)利用。新農(nóng)村建設(shè)因其自身的特殊性，更應(yīng)該加大對(duì)建筑垃圾處置方法的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益等的關(guān)注力度。因此，研究新農(nóng)村建設(shè)建筑垃圾處置方法及應(yīng)用對(duì)策是很有必要的。

1 建筑垃圾與再利用現(xiàn)狀分析

建筑垃圾主要是建筑物在新建、裝修裝飾、拆除過(guò)程中產(chǎn)生的遺棄物，主要為固體廢棄物。受地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制，各新農(nóng)村建設(shè)試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)生的建筑垃圾在主要組成成分及排放量上都有所不同，但大體相差不大，主要為廢棄混凝土、廢磚瓦和渣土，具體的分類、特點(diǎn)[2]、污染特性[3]和再利用性見表1。

對(duì)建筑垃圾的處理利用是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。由表1可以看出，建筑垃圾在理論上是一種再生利用率很高的資源，是建筑行業(yè)的“第二資源”[5],目前我國(guó)對(duì)建筑垃圾的再利用主要表現(xiàn)為制備再生骨料和直接回收利用兩種。而在新農(nóng)村建設(shè)過(guò)程中，一方面人們對(duì)建筑垃圾資源化意識(shí)不強(qiáng)，對(duì)建筑垃圾分類收集的程度和水平都不高，絕大部分采用混合收集，加大了垃圾資源化、無(wú)害化處理的難度；另一方面，各新農(nóng)村建設(shè)點(diǎn)相對(duì)比較分散，而建筑垃圾處理及資源化利用設(shè)備昂貴，即使在各建設(shè)點(diǎn)中心區(qū)建立了小型資源化工藝設(shè)備，考慮到運(yùn)輸成本和基礎(chǔ)投入，建筑垃圾資源化經(jīng)濟(jì)效益不高，大多數(shù)只停留在試驗(yàn)階段。

2 建筑垃圾做再生骨料工藝流程分析

經(jīng)調(diào)查，建筑垃圾中的主要成分是廢棄混凝土，其次是廢磚、瓦，利用建筑垃圾制備再生骨料的原材料主要是廢棄混凝土。目前國(guó)內(nèi)外的廢棄混凝土再生骨料制備過(guò)程和天然碎石骨料相似，即把破碎、篩分、輸送等設(shè)備盡可能合理地組合在一起，并在適當(dāng)環(huán)節(jié)上設(shè)置人工或機(jī)械設(shè)備除雜[6]，圖1給出了一個(gè)常見的建筑垃圾資源化流程圖。

表1 建筑垃圾類別及其性質(zhì)一覽表

然而，新農(nóng)村建設(shè)點(diǎn)比較分散，建立全套的資源化工藝流程成本又很高，考慮運(yùn)輸成本，從綜合經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，新農(nóng)村建設(shè)建筑垃圾資源化處理可采用在新農(nóng)村建設(shè)點(diǎn)比較集中的地區(qū)或者中心地帶建立小型資源化工廠。主要處理含雜質(zhì)較少，比較集中的廢棄混凝土塊和廢磚、瓦，其基本思想是盡量簡(jiǎn)化工藝流程，盡量利用成本較低的設(shè)備，對(duì)廢棄混凝土進(jìn)行破碎、篩分后得到的較小粒徑的骨料留著備用，其余的半成品等則運(yùn)往較大的處理中心做進(jìn)一步集中處理。這樣，既充分實(shí)現(xiàn)了建筑垃圾的資源化利用，又降低了基礎(chǔ)投入，節(jié)約了運(yùn)輸成本，使綜合經(jīng)濟(jì)效益得到提高。同時(shí)，要結(jié)合不同地區(qū)建筑垃圾排放的具體情況，選取合適的破碎設(shè)備和技術(shù)參數(shù)，提高再生骨料的品質(zhì)和回收利用率。

3 建筑垃圾再生骨料混凝土性能試驗(yàn)研究

以無(wú)砂大孔混凝土生態(tài)護(hù)坡工程中的框格混凝土為例，其中框格主要采用六角磚和矩形兩種形式，用于提高護(hù)坡工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[6]。以建筑再生骨料做粗骨料，制備出坍落度為50 mm～70 mm，抗壓強(qiáng)度為C20并滿足工程要求的環(huán)境友好型生態(tài)框格混凝土。

3.1 試驗(yàn)原材料

1)粗骨料：采用建筑再生骨料和碎石兩種類別，基本指標(biāo)見表2。建筑再生骨料為某新農(nóng)村建設(shè)試驗(yàn)點(diǎn)制備的再生骨料，表面粗糙多蜂窩狀孔洞，棱角較多，形狀不規(guī)則，最大粒徑約為30 mm，含雜質(zhì)較少，磚類含量占將近一半，見圖2。

表2 粗骨料技術(shù)性能

2)細(xì)骨料：細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)為2.4的河砂，顆粒級(jí)配屬于Ⅱ區(qū)。

3)拌合用水：采用城市自來(lái)水。

4)水泥：采用孟電水泥有限公司生產(chǎn)的P.O42.5級(jí)水泥。

3.2 試驗(yàn)方案

根據(jù)工程要求和以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)資料，取水灰比W/C為0.60。在相同的水灰比下，根據(jù)JGJ 555-2000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程,通過(guò)試拌調(diào)整至混凝土坍落度滿足要求，成型多組試件，標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，測(cè)試表觀密度、混凝土7 d,28 d抗壓強(qiáng)度等力學(xué)性能，具體參數(shù)見表3。以碎石做粗骨料為對(duì)比，分析建筑再生骨料做粗骨料對(duì)混凝土的力學(xué)性能的影響及幅度。

表3 混凝土力學(xué)性能

3.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

由表3可知，以建筑再生骨料做粗骨料的框格混凝土(以下簡(jiǎn)稱為再生骨料混凝土)具有更小的表觀密度，同體積的混凝土試塊以再生骨料混凝土質(zhì)量更小。雖然其7 d,28 d抗壓強(qiáng)度均低于普通混凝土，且增長(zhǎng)幅度略低，但是仍然滿足框格混凝土抗壓強(qiáng)度為C20的要求。較小的彈性模量表明再生骨料混凝土在荷載作用下抗變形能力強(qiáng)，抗裂性能好，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。綜上所述，在滿足其工作性能和工程環(huán)境要求的前提下，以建筑再生骨料做粗骨料有利于節(jié)省材料，同時(shí)更環(huán)保。圖3為用建筑再生骨料制備的六角形空心護(hù)坡磚。

4 結(jié)語(yǔ)

試驗(yàn)表明，用建筑再生骨料做粗骨料制備的框格混凝土力學(xué)性能滿足要求，能夠節(jié)約天然骨料，降低成本，有利于環(huán)境保護(hù)，節(jié)約資源。

新農(nóng)村建設(shè)建筑垃圾資源化處理需要同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性、兼容性和可行性三方面的問題，可采用在新農(nóng)村建設(shè)點(diǎn)比較集中的地區(qū)或者中心地帶建立小型資源化工廠，盡量簡(jiǎn)化工藝流程，盡量利用成本較低、用途普遍的設(shè)備，對(duì)含雜質(zhì)較少、比較集中的廢棄混凝土進(jìn)行破碎、篩分，將得到的較小粒徑的骨料留著備用，其余的則運(yùn)往較大的處理中心做進(jìn)一步集中處理。這樣既可以降低基礎(chǔ)投入和運(yùn)輸費(fèi)用，又可以實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的初步再利用。同時(shí)考慮到各建設(shè)點(diǎn)情況不同，應(yīng)因地制宜，設(shè)計(jì)符合當(dāng)?shù)靥厣慕ㄖY源化流程，并實(shí)施全過(guò)程管理，才是新農(nóng)村建設(shè)建筑垃圾資源化的可行之路。

[1] 邊 遠(yuǎn).城鎮(zhèn)建筑垃圾的處理分析[J].山西建筑,2011,37(14):183-184.

[2] 王香治.城市建筑垃圾資源化利用探討[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2012,20(2):49-51.

[3] 李小卉.城市建筑垃圾分類及治理研究[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2011,19(4):61-62.

[4] 戎美進(jìn).建筑廢棄物的處理[J].山西建筑，2013，39(29)：187-188.

[5] 周 軍，王 欣.混凝土骨料再生設(shè)備及工藝研究[J].混凝土,2008,1(198):125-127.

[6] 邢振賢，?？思{.無(wú)砂大孔混凝土生態(tài)護(hù)坡現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[J].混凝土,2013,4(27):98-100.

Preliminary study of new countryside construction waste’s disposal and recycling★

LONG Jin-yu XING Zhen-xian MENG Xiao-pei

(North China University of Hydropower, Zhengzhou 450045, China)

On the basis of analysis on the current situation of construction waste, discuss the process flow of producing recycled aggregate by using construction waste made in new countryside construction. The practicability can be seen through tests of using the waste to make recycled aggregate. It is suggested that construction waste resource should adapt to the local conditions and found its way in characteristic development road.

construction waste, recycled aggregate, process flow, resource

1009-6825(2014)31-0203-02

2014-08-20★:水利部堤防安全與病害防治工程技術(shù)研究中心開放課題基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2014005)

龍晉豫(1990- )，女，在讀碩士； 邢振賢(1958- )，男，教授； 孟小培(1988- )，女，在讀碩士

X799.1

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