梁松強(qiáng)　于海洋　于藝蓉　武文　郭厚濤

（大連海洋大學(xué)，遼寧大連　116023）

廢棄混凝土回收與利用設(shè)備的研究

梁松強(qiáng)于海洋*于藝蓉武文郭厚濤

（大連海洋大學(xué)，遼寧大連116023）

經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的迅猛增產(chǎn)，21世紀(jì)是建筑市場(chǎng)激增的黃金時(shí)期，與此相關(guān)的建筑材料也被大規(guī)模生產(chǎn)和改進(jìn)，混凝土作為建筑行業(yè)必不可少的建筑材料已被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模建設(shè)中，與此同時(shí)廢舊建筑物拆遷及城區(qū)改造也給人們生活和環(huán)境帶來(lái)諸多負(fù)面影響。國(guó)內(nèi)外大量研究分析表明，再生混凝土的力學(xué)性能與新拌合混凝土相似。再生混凝土的應(yīng)用可以從源頭上解決廢棄混凝土帶來(lái)的眾多問(wèn)題，從而增加經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益甚至生態(tài)效益，具有良好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。

廢棄混凝土回收利用效益應(yīng)用前景

我國(guó)建筑業(yè)伴隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)建筑材料的需求日益增加，混凝土成為其最主要的組成部分，并將在將來(lái)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持不可或缺地位。然而在廢舊建筑物拆遷及城區(qū)改造過(guò)程中，廢棄混凝土也已經(jīng)成為建筑垃圾中的“頂梁柱”。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)期積累的廢棄混凝土以高達(dá)數(shù)億噸。數(shù)量驚人的廢棄混凝土絕大多數(shù)未經(jīng)任何處理，只是采取露天堆放或運(yùn)送到鄉(xiāng)村郊區(qū)填埋與地勢(shì)低洼之處，此方式不僅消耗大量運(yùn)輸費(fèi)用，更為嚴(yán)重的是造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。不難看出，將這些廢棄混凝土回收再利用，不僅可以節(jié)省天然資源，而且還會(huì)減少對(duì)環(huán)境健康發(fā)展的損害，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

1　國(guó)內(nèi)外再生混凝土利用現(xiàn)狀

1.1國(guó)外情況

對(duì)廢棄混凝土再利用的研究最早始于歐洲，美國(guó)、日本等一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)混凝土再利用的研究起步也比較早。早在1976年，荷蘭等國(guó)，成立了“混凝土解體與再利用委員會(huì)”，是最早開(kāi)展再生混凝土研究和應(yīng)用的國(guó)家之一，目前荷蘭的建筑廢棄物回收率近100%；美國(guó)自1982年起在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包含進(jìn)了粗骨料中，降低了大量建筑成本，同時(shí)對(duì)能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)等方面產(chǎn)生巨大社會(huì)效益；日本為再生混凝土的應(yīng)用提供了相應(yīng)的技術(shù)支持和保障，在1977年就制定了《再生骨料和再生混凝土規(guī)范》，日本對(duì)建筑垃圾的再生利用率達(dá)70%左右，對(duì)廢棄混凝土的利用率更高。

1.2國(guó)內(nèi)情況

我國(guó)對(duì)廢棄混凝土再利用的研究起步較晚，目前大多處于試驗(yàn)、謹(jǐn)慎使用階段。但我國(guó)政府部門(mén)極度重視廢棄混凝土再利用的研究，積極鼓勵(lì)在建筑中使用再生材料，并給予了大量資金支持，且取得了相應(yīng)階段性成果，展現(xiàn)出后發(fā)優(yōu)勢(shì)。但從總體上看，我國(guó)目前既沒(méi)有相關(guān)技術(shù)指標(biāo)、規(guī)范，缺乏相關(guān)立法政策支持，又沒(méi)有改進(jìn)再生程序復(fù)雜、再生利用率低、能源消耗大、產(chǎn)生二次環(huán)境污染等諸多問(wèn)題，將其進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用仍需繼續(xù)研究。

圖1　粉碎系統(tǒng)

圖2　篩分系統(tǒng)

圖3　旋轉(zhuǎn)扇葉

圖4　篩網(wǎng)

2　廢棄混凝土回收設(shè)備簡(jiǎn)介

該設(shè)備由粉碎系統(tǒng)和設(shè)備過(guò)濾系統(tǒng)兩部分組成。首先，裝置的粉碎系統(tǒng)采用攪拌機(jī)的攪拌原理，使原料在攪拌筒內(nèi)受連續(xù)螺旋葉片翻滾、推擠及物料間相互磨擦作用下逐漸粉碎。同時(shí)將滾篩筒略微傾斜放置，既保證物料在攪拌筒螺旋葉片間滾動(dòng)磨削下充分離散、篩分，又使其在重力作用下從端口流出。在端口處安裝一個(gè)噴霧裝置，裝置噴出的水霧用于凈化因物料在攪拌桶內(nèi)摩擦翻滾產(chǎn)生的粉塵對(duì)外排放，有效的減緩空氣污染。其次，把經(jīng)過(guò)粉碎系統(tǒng)流出的不同孔徑大小的混凝土碎塊，流入篩分系統(tǒng)。篩分系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)葉片和不同粒徑的篩網(wǎng)組成，將粒徑大于15-30mm的作為粗骨料進(jìn)行回收再利用；粒徑處在1-15mm的作為細(xì)骨料回收利用；粒徑小于1mm的作為廢棄水泥顆?；厥?；而粒徑大于30mm的廢棄混凝土使其重新回到粉碎系統(tǒng)粉碎，以此反復(fù)進(jìn)行達(dá)到廢舊混凝土收集再利用的目的，達(dá)到所有廢料零排放。（如圖1-圖4所示：）經(jīng)過(guò)此設(shè)備對(duì)廢棄混凝土的粉碎粉分離處理，才使得廢棄混凝土有了進(jìn)一步被利用的可能，為廢棄混凝土再利用提供了前提條件，是廢棄混凝土在利用中過(guò)程中的第一步，也是尤為重要的一步。

3　廢棄混凝土回收利用的效益分析

建筑行業(yè)的發(fā)展如日中天，混凝土需求量日益加大，進(jìn)而每年所消耗原材料的數(shù)量觸目驚心，然而地球所能提供的天然原材料的數(shù)量極其有限。如果毫無(wú)節(jié)制的開(kāi)采天然原材料雖然在短時(shí)間內(nèi)滿足了供給需求，但是長(zhǎng)此以往，必定會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成破壞。到目前為止，部分地區(qū)由于過(guò)度開(kāi)采自然資源引起了水土流失、土地荒漠化、土壤腐蝕等自然災(zāi)害。同時(shí)生產(chǎn)混凝土需要消耗大量水泥和石子細(xì)砂等骨料，而生產(chǎn)水泥要排放大量二氧化碳、硫化物、氮化物及其他有害物，對(duì)PM2.5的產(chǎn)生起到了“舉足輕重”的作用。廢棄混凝土再利用，不僅可以節(jié)省天然資源、減輕空氣污染，更重要的是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

4　廢棄混凝土再利用的應(yīng)用前景

人們對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約、廢棄物循環(huán)再利用意識(shí)的增強(qiáng)，廢棄混凝土的再利用將逐漸成為一種趨勢(shì)，再生混凝土所應(yīng)用的范圍也將會(huì)越來(lái)越寬闊。

4.1混凝土再生水泥

廢棄混凝土中含有大量硬化的水泥顆粒，將其分離出來(lái)經(jīng)過(guò)一定處理就能產(chǎn)生再生水泥。2004年韓國(guó)“利福姆系統(tǒng)”公司研發(fā)出此項(xiàng)技術(shù)：其技術(shù)的核心是將廢棄混凝土中的水泥顆粒與粗細(xì)骨料、鋼筋等分離出來(lái)， 然后在700℃的高溫下對(duì)水泥顆粒進(jìn)行加熱處理，同時(shí)加入特殊的添加劑， 便可生產(chǎn)出再生水泥。實(shí)驗(yàn)表明，這種再生水泥的性質(zhì)與普通水泥性質(zhì)基本相同，其強(qiáng)度可達(dá)到規(guī)范的要求。其生產(chǎn)成本較低、符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式

4.2路面基層、底基層

眾所周知，道路基層、底基層對(duì)拌合骨料強(qiáng)度要求比較低，而經(jīng)過(guò)粉碎處理后的再生混凝土骨料表面裂紋多，混雜雜質(zhì)，且強(qiáng)度相對(duì)較低，但應(yīng)用于路面底層、底基層卻能恰到好處的發(fā)揮其吸水率好，壓縮性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又可以節(jié)省天然骨料的應(yīng)用，以免造成材料的浪費(fèi)。大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，再生混凝土骨料可以恰到好處的應(yīng)用于道路的墊層中。如果級(jí)配良好的混凝土再生骨料也可用于配制路面混凝土拌合骨料。

4.3再生混凝土多孔空心磚

經(jīng)粉碎等處理后的再生混凝土骨料，其表面產(chǎn)生眾多細(xì)微裂紋使其強(qiáng)的有所下降，不適合用作高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土中。但將其中加入水泥、石灰、添加劑等拌合，可用來(lái)形成框架結(jié)構(gòu)填充墻所采用的多孔空心磚。再生混凝土生產(chǎn)的多孔空心磚與傳統(tǒng)的粘土磚性能極為相似，而其生產(chǎn)工藝較為簡(jiǎn)單、密度小、質(zhì)量輕，所用原料無(wú)需破壞耕地，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保優(yōu)勢(shì)。

5　結(jié)語(yǔ)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展帶動(dòng)城市化進(jìn)程不斷加進(jìn)，隨著建筑產(chǎn)業(yè)GDP比重不斷提高，廢棄混凝土的產(chǎn)生量的持續(xù)增加勢(shì)在必行，廢棄混凝土問(wèn)題刻不容緩。因此，將廢棄混凝土通過(guò)再生設(shè)備進(jìn)行批量化再生處理、重新利用，不僅具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。更重要的是，廢棄混凝土的再生利用可以減輕環(huán)境污染、減少資源浪費(fèi)，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

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［3］康梅柳.廢棄混凝土的再生利用［J］.建材技術(shù)與應(yīng)用，2011（5）.

［4］肖建莊，孫振平，李佳彬，顧志強(qiáng).廢棄混凝土再生利用的經(jīng)濟(jì)分析與產(chǎn)業(yè)鏈研究［J］.建筑技術(shù)，2005（2）.

梁松強(qiáng)（1993—），男，遼寧燈塔人，大連海洋大學(xué)本科在讀，研究方向：港口航道與海岸工程。

于海洋（1980—），男，黑龍江肇東人，碩士，講師，研究方向：土木工程。Email：yhy@dlou.edu.cn。