建筑垃圾再生骨料生产工艺及应用研究.pdf

建筑垃圾再生骨料生产工艺及应用研究 * 马刚平 1 岳昌盛 1 王荣 1 刘慧慧 1 孙丽蕊 1 孟立滨 2 1． 首钢总公司能源环保产业事业部， 北京 100041;2． 北京首钢资源综合利用科技开发公司， 北京 100072 摘要 采用进口移动式破碎 － 磁选 － 筛分设备， 将混凝土类建筑垃圾加工成再生骨料， 并掺入制备混凝土、 干混砂浆、 道路无机混合料。检测结果表明， 再生制品性能可满足使用要求， 再生骨料替代天然骨料比例可达到 50 以上。 关键词 建筑垃圾; 再生骨料; 混凝土; 干混砂浆; 道路基层材料 DOI 10. 7617 /j. issn. 1000 － 8942. 2013. 03. 030 PRODUCTION PROCESS AND APPLICATION OF CONSTRUCTION WASTE RECYCLED AGGREGATE Ma Gangping1Yue Changsheng1Wang Rong1Liu Huihui1Sun Lirui1Meng Libin2 1． Energy and Environmental Protection Industry Department of Shougang Corporation，Beijing 100041， China; 2． Beijing Shougang Resource Utilitution Technology Development Company， Beijing 100072， China AbstractThe construction concrete waste can be reused as recycled aggregate after the treatment by an imported mobilized crushing-magnetic speration screening device，which can be applied in the field of concrete，dry-mixed mortar and road base materials etc． The products property had also been tested． The testing result shows that the recycled coarse aggregate can replace 50 of the natural coarse aggregate to make the recycled concrete， whose property can meet the product requirements． Keywordsconstruction refuse;recycled aggregate;concrete;dry-mixed mortar;road base materials * 首都设计产业提升计划项目 Z121110002912098 。 0引言 建筑垃圾又称建筑废弃物， 是指对各类建筑物、 构筑物、 管网等进行建设、 铺设、 拆除、 修缮过程中所 产生的废弃混凝土、 砖石、 渣土及其他废弃物。据统 计， 建筑垃圾占到我国城市垃圾总量的 30 ～ 40 ， 建筑垃圾乱堆乱放不仅占用大量土地， 而且污染水、 土壤、 大气环境， 影响市容; 另外我国每年砂石骨料使 用量高达数十亿 t［1- 2］。因此， 利用建筑垃圾的资源化 利用属性， 将其进行加工处理后， 不仅可以减少占地 和环境污染， 而且可以替代天然砂石骨料用于工程 建设。 研究表明 再生细骨料以 30 以下的质量分数 取代天然砂时， 对混凝土的力学性能并没有危害 ［3］; 用河砂和破碎的再生细骨料分别制成的自密实混凝 土， 性能只表现出细微的不同 ［4］; 30 比例的再生粗 骨料替代混凝土中粗骨料， 不仅 28 d 强度满足要求， 再生骨料与水泥石的粘结甚至要优于天然骨料 ［5］; 采用建筑垃圾以 30 的比例替代天然砂制备建筑砂 浆， 使用性能良好 ［6］; 在道路基层混合料中配入 60 的建筑垃圾， 当水泥用量达到 5 时， 材料的强度性 能满足基层性能要求 ［7］。 本研究利用某工厂工业建筑拆除产生的废弃混 凝土， 利用移动式破碎 － 磁选 － 筛分设备制备再生骨 料， 将其大比例掺入制备混凝土、 干混砂浆、 道路无机 混合料， 并测定性能指标。 1再生骨料生产工艺 建筑垃圾制备再生骨料采用进口移动式破碎 － 磁选 － 筛分设备， 处理能力为 120 t/h， 生产工艺流程 如图 1 所示。经人工拣选去除杂物的建筑垃圾， 由铲 车上料至进料口， 由板式振动给料机均匀给料; 进料 口位置设有预筛分单元， 可去除建筑垃圾中的渣土; 去除渣土后的建筑垃圾进入反击破碎机中进行破碎; 破碎后的物料经除铁器回收废金属后， 由皮带输送机 进入一级筛分机， 粒径为 30 mm 以上物料返回再次 破碎， 30 mm 以下物料进入二级多层筛分机; 经二级 611 环境工程 2013 年 6 月第 31 卷第 3 期 筛分后得到 0 ～ 5 mm 细骨料、 5 ～ 10 mm 粗骨料、 10 ～ 30 mm 粗骨料。 图 1建筑垃圾再生骨料生产流程 根据 GB /T 251772010混 凝 土 用 再 生 粗 骨 料 、 GB/T 251762010混凝土和砂浆用再生细骨 料 ， 对再生骨料性能进行检测， 结果表明 再生粗、 细骨料的指标均达到了标准 III 类骨料指标要求。 2再生骨料应用 2. 1再生混凝土试验设计 以未配入再生骨料的 ZH0 作为对比， 以再生粗 骨料替代 50 的天然粗骨料为 ZH1， 以再生粗骨料 替代 100 天然粗骨料为 ZH2， 以再生粗、 细骨料各 替代 50 天然粗、 细骨料为 ZH3， 分别测定其 7d 和 28d 强度。混凝土中再生骨料替代比例设计如表 1 所示， 其他材料和添加剂比例均采用同样配比。 表 1混凝土中再生骨料替代比例设计 试样天然砂再生细骨料天然石再生粗骨料 ZH0100100 ZH11005050 ZH2100100 ZH350505050 2. 2再生干混砂浆试验设计 试验设计以建筑垃圾再生细骨料替代天然砂， 替 代比例为 50 ， 制备干混砌筑砂浆 ZSQ 和干混抹灰 砂浆 ZSM。依据 DB11 /T 6962009干混砂浆应用 技术规程 测定砂浆的抗压强度、 保水性能。 2. 3再生无机混合料试验设计 试验设计以建筑垃圾再生粗、 细骨料为主要原材 料， 设计配入水泥 4 ～ 5 ， 制备水泥稳定无机混合 料， 测定材料的 7d 无侧限抗压强度。无机混合料中 再生骨料配比设计如表 2 所示。 表 2无机混合料中再生骨料配比设计 试样水泥配入质量比再生骨料 ZD14. 096. 0 ZD24. 595. 5 ZD35. 095. 0 3结果与讨论 3. 1再生混凝土 再生混凝土试样 7d 和 28d 强度如图 2 所示， 可以 看出 同原始试样 ZH0 相比， 以 50 比例再生粗骨料 替代天然粗骨料 ZH1 ， 其 7d 和 28d 强度均略有增 大。但 当 将 再 生 粗 骨 料 替 代 比 例 增 大 到 100 时 ZH2 ， 其强度性能指标下降。而在 ZH1 基础上采用 再生细骨料替代天然砂 ZH4 时， 混凝土强度下降明 显， 这表明在再生混凝土配比设计时， 再生粗骨料替代 天然粗骨料的合适比例可以保证混凝土的强度。研究 表明， 再生细骨料吸水率高， 且含有一定量细粉， 再生 细骨料的过高配比将降低混凝土的强度 ［8］。 图 2再生混凝土的 7d 和 28d 强度 3. 2再生干混砂浆 再生干混砂浆的抗压强度和保水性指标如表 3 所示。由表 3 可以看出 以 50 比例替代天然砂的 再生砌筑砂浆 ZSQ 和再生抹面砂浆 ZSM 的抗压 强度和保水性均满足标准要求。 表 3再生干混砂浆的抗压强度和保水性指标 抗压强度 /MPa保水性 / 试样 ZSQ8. 2 70 试样 ZSM8. 6 75 标准要求≥5. 0≥70 3. 3再生无机混合料 再生水泥稳定无机混合料的 7 d 无侧限抗压强 度如图 3 所示， 根据 JTJ 0342000公路路面基层施 工技术规范 ， 二级和二级以下公路水泥稳定基层材 下转第 143 页 711 环境工程 2013 年 6 月第 31 卷第 3 期 方 350 m 以内的人员。 3 建议在公司内醒目位置设置风向、 风速指示 器， 以利于对突发性事故情况下进行指挥救援， 同时 有必要进行重特大事故下的人员疏散模拟演练。 本研究对高斯烟团模式进行了基本简介， 指明了 它的适用性和基本原理， 同时通过对项目风险的识别 与分析， 在主要计算参数选取及确定等各方面详细给 出了利用高斯烟团模式解决问题的一般方法和步骤， 最后根据计算结果给出了相应的建议， 对于今后利用 高斯烟团模式解决问题有一定参考作用， 但由于参数 设置比较理想， 模拟出来的结论与实际情况可能有差 异， 应用时应注意结合实际情况进行处理。 参考文献 ［1］刘伟民， 杨冬． 低压闪蒸液滴温度与相变过程的研究［J］． 应用 基础与工程科学学报， 2005， 13 4 381- 387． ［2］潘旭海， 蒋军成． 重气云团瞬时泄露扩散的数值模拟研究［J］． 南京工业大学化学工程学报， 2003， 31 1 35- 39． ［3］王颖． 基于高斯模型的有毒气体瞬时泄露的伤害范围［J］． 消 防科学与技术， 2010， 29 11 1002- 1004． ［4］丁丽霞． 重气瞬时泄露扩散模型［D］． 上海 华东理工大学， 2006 5- 12． ［5］李又绿， 姚安林， 李永杰． 天然气管道泄漏扩散模型研究［J］． 天然气工业， 2004， 24 8 102- 104． ［6］徐志胜， 邓云云， 姜学鹏． 城市天然气管道泄 露的危害分析 ［J］． 工业安全与环保， 2006， 32 9 38- 39． ［7］刘蕾， 彭量， 张静雯． 多烟团模式在环境风险 评 价中的应用 ［J］． 气象科技， 2010， 38 6 684- 688． ［8］崔辉， 徐志胜． 有毒气体危害区域划分之临界浓度标准研究 ［J］． 防灾科学与技术研究所， 2008 81- 85． ［9］高建华． 能源结构改变对兰州市大气污染的影响［D］． 兰州 兰 州工业大学， 2001． 作者通信处李冰晶730000兰州大学大气科学学院环境质量影 响评价中心 11 级硕士兰州大学大气科学学院研究生信箱 E- maildowhatiw_635988908 qq． com 2012 － 09 － 04 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 117 页 料的 7d 无侧限抗压强度应达到 2. 5 ～ 3. 0 MPa 以上。 再生水泥稳定无机料的强度均达到了 3. 0 MPa 以上， 可以用于二级和二级以下公路。 图 3再生无机混合料的 7d 无侧限抗压强度 综上所述， 废弃混凝土再生骨料具有较好的性 能， 在满足 GB/T 251772010、 GB/T 251762010 的 前提下， 可以大比例掺入混凝土、 干混砂浆、 道路无机 混合料中使用。 4结论 1 建筑垃圾资源化利用具有减少占地、 降低环 境污染、 减少天然砂石开采等优点， 利用移动式破 碎 － 磁选 － 筛分设备生产的再生粗、 细骨料， 其指标 均达到相关标准要求。 2 以建筑垃圾再生骨料替代天然砂石料， 制备 混凝土、 干混砂浆、 道路无机混合料， 检测结果表明， 再生制品性能可满足使用要求， 再生骨料替代比例可 达到 50 以上。 参考文献 ［1］李大华， 盛洲发． 我国建筑垃圾的现状和资源化处置的对策商 榷［J］． 安徽建筑工业学院学报， 2006， 14 6 67- 70． ［2］孙耀东， 肖建庄． 再生混凝土骨料［J］． 混凝土， 2004 6 33- 36． ［3］冷发光， 何更新， 张仁瑜， 等． 国内外建筑垃圾资源化现状及发 展趋势［J］． 商品混凝土， 2009 3 20- 23． ［4］Kou S C， Poon C S． Properties of self-compacting concrete prepared with coarse and fine recycled concrete aggregates ［J］． Cement ＆ Concrete Composites， 2009， 31 622- 627． ［5］杨晓光， 黄渊， 尹素花． 建筑垃圾配制再生混凝土的试验研究 ［J］． 粉煤灰综合利用， 2010 1 42- 44． ［6］薛森森， 王爱勤． 建筑垃圾生产建筑砂浆的配合比优化［J］． 商 品混凝土， 2012 12 31- 39， 48． ［7］张铁志， 张彤． 建筑垃圾与尾矿在道路基层中的应用［J］． 公 路， 2009 7 337- 339． ［8］宋少民， 王林． 建筑垃圾再生混凝土配合比实验研究［J］． 武汉 理工大学学报， 2009， 31 7 56- 59． 作者通信处马刚平100041北京市石景山区石景山路 68 号首钢 总公司能源环保产业事业部 E- mailmagangping vip． sohu． com 2012 － 12 － 22 收稿 341 环境工程 2013 年 6 月第 31 卷第 3 期