劉立新 楊楠 于明鑫 曹熙杰 葛喜瑞

摘要：建筑垃圾是在對(duì)建筑物實(shí)施新建、改建、擴(kuò)建或者是拆除過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物。施工建筑垃圾顧名思義就是在新建、改建或擴(kuò)建工程項(xiàng)目當(dāng)中產(chǎn)生的固體廢棄物，而拆毀建筑垃圾就是在對(duì)建筑物拆遷拆除時(shí)產(chǎn)生的建筑垃圾，若將這些建筑廢料直接丟棄，不僅造成了資源的浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)給社會(huì)環(huán)境帶來(lái)不利影響。因此，研究一種土木工程廢料用處理裝置，實(shí)現(xiàn)眾多建筑廢料的循環(huán)利用已成必然之勢(shì)，本研究基于現(xiàn)階段中國(guó)建筑行業(yè)內(nèi)建筑廢料利用現(xiàn)狀分析，提出一種新型建筑垃圾處理裝置，希望能為相關(guān)建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)工程施工經(jīng)濟(jì)效益投、保護(hù)效益及社會(huì)效益提供幫助。

關(guān)鍵詞：市政道路;改擴(kuò)建;水穩(wěn)固廢料;物理強(qiáng)化法;再生利用

0引言

在改擴(kuò)建工程施工中，一定會(huì)產(chǎn)生大量基層廢料，傳統(tǒng)的處理方式是將所有廢料運(yùn)輸支至堆料場(chǎng)，不僅會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)，還會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。在這一背景下，建筑廢料的再生利用就顯得意義重大。目前西歐用于建筑廢料回收處理的工廠（站）基本有兩種形式：一種是可移動(dòng)的建筑廢料回收處理站，由初級(jí)篩分設(shè)備、反擊式破碎機(jī)、磁力除鐵器和必要的轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備組成。另一種是固定式的建筑廢料回收處理工廠[1]。再生混凝土是通過(guò)對(duì)建筑物拆除的混凝土構(gòu)件的處理以及再加工可獲得混凝土再生骨料，由于再生骨料具有孔隙率高、吸水性大、強(qiáng)度低等特征，這將導(dǎo)致再生骨料混凝土與天然骨料混凝土的性能有所不同。利用耿翠潔[2]的生命周期評(píng)價(jià)方法，對(duì)再生混凝土中粉煤灰是否摻入再生混凝土進(jìn)行了環(huán)境影響評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，再生混凝土是一種優(yōu)良的環(huán)境材料，既能減輕垃圾堆積物的污染，又能減少石料的開(kāi)采，有利于公路建設(shè)和資源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

學(xué)者林永毅[1]結(jié)合瀝青混合料和集料的各種路用指標(biāo)，重點(diǎn)研究了各類(lèi)可用作瀝青道路鋪筑的鋼渣、玻璃、塑料、橡膠、水泥、建筑廢料以及生活垃圾焚燒灰等廢料，并根據(jù)其不同顆粒大小、硬度、粗糙度、孔隙率、彈性等特性，分別用于道路各個(gè)層面結(jié)構(gòu)中，其均現(xiàn)出與天然集料和礦粉相同甚至更優(yōu)越的路用性能。高惠等[4]通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2010年上海世博園區(qū)內(nèi)60%以上的路面由建筑垃圾和鋼渣制成，標(biāo)志著這一方式的可行性和國(guó)際關(guān)注程度。本研究基于一種土木工程用建筑廢料處理裝置現(xiàn)有技術(shù)不足之處分析，提出一種新型土木工程用建筑廢料處理裝置，有效解決了壓實(shí)后的廢料排出時(shí)出料口堵塞問(wèn)題，現(xiàn)將研究結(jié)果匯報(bào)如下。

1建筑廢料產(chǎn)生狀況

1.1建筑廢料的概念

目前，對(duì)建筑廢料的概念的確定尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)建設(shè)部2005年3月頒布的《城市建筑垃圾管理規(guī)定》中第二條第二款規(guī)定，建筑廢料是指“建筑單位、施工單位新建、改建、擴(kuò)建和拆除各類(lèi)建筑物、構(gòu)筑物、管網(wǎng)等以及居民裝飾裝修房屋過(guò)程中所產(chǎn)生的渣土、棄料及其他廢棄物統(tǒng)稱為建筑廢料”。

1.2建筑廢料的分類(lèi)

依據(jù)建筑廢料的產(chǎn)生的來(lái)源進(jìn)行分析，建筑廢料主要來(lái)自于兩個(gè)環(huán)節(jié)：第一是施工環(huán)節(jié);第二是建筑物廢棄后的拆除環(huán)節(jié)，故將建筑廢料分為兩大類(lèi)：施工廢料和拆除廢料。據(jù)調(diào)查顯示，在工程項(xiàng)目整個(gè)施工過(guò)程中產(chǎn)生的建筑廢料占到了整個(gè)建設(shè)工程所使用的建材的重量的10%～20%。施工廢料主要來(lái)源于兩個(gè)方面，一個(gè)是在工程項(xiàng)目施工過(guò)程中由于施工技術(shù)不高或者施工現(xiàn)場(chǎng)管理不當(dāng)產(chǎn)生的建筑廢料;另一個(gè)是在施工過(guò)程中對(duì)建筑材料加工時(shí)操作不當(dāng)導(dǎo)致的損耗產(chǎn)生的建筑廢料。對(duì)于拆除產(chǎn)生的建筑廢料，主要是由于該工程項(xiàng)目使用壽命到期無(wú)法正常使用下去，或者是由于城市化發(fā)展進(jìn)程需要對(duì)城中村進(jìn)行改建以及自然災(zāi)害導(dǎo)致的建筑物破壞所導(dǎo)致的建筑物拆除所產(chǎn)生的建筑廢料，這是建筑廢料產(chǎn)生所占的比重最大的一部分。

2建筑廢料的處理方法及再生利用

通過(guò)研究，目前對(duì)建筑廢料的處理及再生利用研究主要包括以下三個(gè)方面：

2.1對(duì)建筑廢料進(jìn)行簡(jiǎn)單的填埋。對(duì)建筑廢料進(jìn)行簡(jiǎn)單的填埋是比較簡(jiǎn)單原始的處理方法，這些原始的處理方式不但會(huì)占用大面積的農(nóng)用耕地，而且也會(huì)造成大量的可循環(huán)利用資源的浪費(fèi)，還會(huì)嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境，因?yàn)楹?jiǎn)單填埋后的建筑廢料在經(jīng)過(guò)雨水滲透和腐蝕后會(huì)將有害物質(zhì)溶出，隨著雨水流入水域會(huì)對(duì)地表水和地下水造成污染，影響飲用水質(zhì)量。

2.2通過(guò)使用建筑廢料處理裝置對(duì)建筑廢料進(jìn)行加工處理。目前西歐用于建筑廢料回收處理的工廠（站）基本有兩種形式：一種是可移動(dòng)的建筑廢料回收處理站，由初級(jí)篩分設(shè)備、反擊式破碎機(jī)、磁力除鐵器和必要的轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備組成。另一種是固定式的建筑廢料回收處理工廠。通過(guò)使用建筑廢料處理裝置對(duì)建筑廢料進(jìn)行加工處理成具有一定要求的顆粒狀物進(jìn)行再利用，再利用的途徑主要有：用于綠化種植、填充材料、用做道路墊層、用于抗凍防護(hù)工程等方面[5]。

2.3再生混凝土技術(shù)研究

再生混凝土是通過(guò)對(duì)建筑物拆除的混凝土構(gòu)件的處理以及再加工可獲得混凝土再生骨料，由于再生骨料具有孔隙率高、吸水性大、強(qiáng)度低等特征，這將導(dǎo)致再生骨料混凝土與天然骨料混凝土的性能有所不同。相關(guān)學(xué)者通過(guò)混凝土再生骨料的性質(zhì)研究、再生混凝土的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究和再生骨料的經(jīng)濟(jì)性分析，分析了混凝土再生骨料的優(yōu)越性和實(shí)用性。

3國(guó)內(nèi)建筑固廢料利用現(xiàn)狀

我國(guó)每年產(chǎn)生的固廢物達(dá)到100多億噸，僅2020年建筑廢棄物就達(dá)到26億噸，使我國(guó)成為世界上建筑固體廢棄物排放量最多的國(guó)家之一，而從資源利用來(lái)看，我國(guó)建筑垃圾的資源化率不足10%，遠(yuǎn)低于歐美國(guó)家的90%、日韓的95%，處理方式還處于粗放式的填埋和堆放階段[6]。

4一種高效建筑廢料處理裝置介紹

4.1裝置結(jié)構(gòu)

本研究所提出的土木工程廢料用處理裝置如圖1所示。

1罐體，2矩形腔，3漏斗形腔，4箱體，5正反電機(jī)，6支撐桿，7支撐桿6，8主錐齒輪，9第一從錐齒輪，10第二從錐齒輪，11固定板，12螺紋桿，13螺紋座，14推送板1，15絲桿，16螺紋套筒，17限位孔，18限位桿，19進(jìn)料管，20振動(dòng)板，22凹槽，23電動(dòng)伸縮桿，24L形擋板，25供水管，26噴頭，27水箱，28水泵，29過(guò)濾網(wǎng)板，30隔板，31壓碎輥，32第一電機(jī)，33上滑軌，34下滑軌，35滾輪，36壓輥。

4.2應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過(guò)正反電機(jī)上的主錐齒輪分別帶動(dòng)第一從錐齒輪和第二從錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)分別帶動(dòng)兩個(gè)螺紋桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)其上受滑槽和滑塊限位的螺紋座進(jìn)行移動(dòng)，而在兩個(gè)螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，正反電機(jī)也同時(shí)通過(guò)支撐桿帶動(dòng)箱體整體進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所以在螺紋座向中心移動(dòng)的同時(shí)，螺紋桿也以箱體為中心帶動(dòng)螺紋座進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，螺紋座在旋轉(zhuǎn)推送的過(guò)程中，將漏斗形腔內(nèi)部的廢料進(jìn)行打散，并將內(nèi)部的廢料推送向出料口處，同時(shí)主錐齒輪也帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)受導(dǎo)向桿限位的螺紋套筒向下移動(dòng)，將兩個(gè)推送板推送過(guò)來(lái)的廢料再推送出出料口，同時(shí)也避免了出料口發(fā)生堵塞，影響出料效果。此外，該裝置創(chuàng)新之處在于裝置能夠保證磨合、攪拌、過(guò)濾、噴淋同時(shí)進(jìn)行，物料圓盤(pán)在上下移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并旋轉(zhuǎn)過(guò)程中將過(guò)濾后的原料經(jīng)送料道旋轉(zhuǎn)送出，同時(shí)清水經(jīng)水泵的抽取從噴灑頭噴出，與過(guò)濾后的和分散開(kāi)的原料進(jìn)行混合，使砂漿原料與清水混合程度更高，使砂漿攪拌時(shí)固液混合比例控制更加嚴(yán)謹(jǐn)，給攪拌工作提供便利的同時(shí)提高攪拌質(zhì)量。

5結(jié)束語(yǔ)

市政改擴(kuò)建工程建設(shè)過(guò)程中，所產(chǎn)生的垃圾廢料，無(wú)論是在填埋或堆放時(shí)，均會(huì)對(duì)日益緊張的土地資源造成影響，而對(duì)于建筑廢料的再生利用研究，無(wú)論從節(jié)約自然資源還是減少環(huán)境污染方面考慮，都具有重要意義和價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

李密芳.建筑廢料的回收處理方法及利用途徑——西歐研究文獻(xiàn)及資料綜述[J].磚瓦，2009（2）38-46.

[2]耿翠潔;陳德珍;施惠生.道路建設(shè)中廢料再生利用的綜合環(huán)境效益評(píng)估指標(biāo)體系[J].公路交通科技，2012（10）.

[2]林永毅.道路基層廢料再生利用的實(shí)踐與思考[J].居舍，2020（08）.

[3]高惠;劉念平.回收廢料用于瀝青道路鋪筑的研究與展望[J].公路交通技術(shù)，2012（04）.

[4]吳賢國(guó)，郭勁松.建筑廢料的再生利用研究[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2004（1）：21-23.

[5]劉瀅，崔琳琳，譚大璐.談建筑廢料的分類(lèi)及利用[J].山西建筑，2012（1）：217-218.

基金項(xiàng)目：

校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：202113208112