引言
据对砖混结构、现浇结构和框架结构等建筑的施工材料损耗的粗略统计,在每万平方米建筑施工过程中,就会产生~吨建筑垃圾;而每拆除一万平方米旧建筑,将产生~吨建筑垃圾。我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%~40%。
大量地建筑垃圾不能科学地加以利用,不符合我国发展循环经济和可持续发展的国策,且给环境治理造成了很大的危害。如何科学有效的解决当前的建筑垃圾问题,实现建筑垃圾的资源化,是一个急迫需要解决的问题。
建筑垃圾的再利用
(1)旧木材、木屑的再利用。从建筑物拆卸下来的废旧木材,一部分可以直接当木材重新利用。对于施工产生的多余木料(木条),可加工成楼梯、栏杆(或栅栏)、室内地板、护壁板和装饰条等、也可加入粘合剂支撑复合板材。建筑垃圾中的碎木、锯末和木屑,可作为燃料堆肥原料和侵蚀防护工程中的覆盖物。如没有经过防腐处理的废木料、无油漆的废木料,可直接作为燃料利用其燃烧释放的能量。废木料用于生产黏土、木料、水泥复合材料,与普通混凝土相比,具有质量轻、导热系数小等优点,因而可作为特殊的绝热材料使用。
(2)旧砖、瓦的再利用。早期的砖混结构和砖瓦结构房屋现在被大量的拆除,产生了废旧粘土砖和陶瓦材料,如直接应用会降低混凝土强度。可在粗分之后将其破碎,充当轻型砌块骨料。旧砖瓦还可制成地面砖材料、做免烧砌筑水泥原料、水泥混合材。或在粘土砖碎粒中加入石灰,在道路路基工程中使用。
(3)旧沥青的再利用。在屋面拆除和道路翻修后会产生大量沥青、混凝土的混合物,经过分选分离之后,沥青材料还可以循环使用。旧沥青路面经过破碎筛分,和再生剂、新骨料、新沥青材料按适当比例重新拌合,形成具有一定路用性能的再生沥青混凝土,用于铺筑路面面层或基层。屋面沥青材料也可回收应用于路面沥青的冷拌和热拌施工。沥青屋面材料含有高等级的矿质填料,它们能替换冷拌、热拌沥青中的一部分骨料。
(4)旧混凝土的再利用。混凝土块约占建筑垃圾总量的30%左右,是回收利用价值较大的组分,混凝土块经过破碎后,可用于生产再生混凝土、再生水泥,路基材料,或与碎砖、石灰混合用于夯扩桩。旧混凝土的回收利用研究目前已经比较成熟。
再生混凝土技术是将混凝土块破碎、清洗、分级后,按一定比例混合形成再生骨料(WCA),部分或全部代替天然骨料的配置新混凝土的技术。再生骨料按来源可分为道路再生骨料和建筑再生骨料,按粒径大小可分为再生粗骨料,粒径5~25mm;再生细骨料,粒径0.15~5mm;利用再生骨料作为部分或全部骨料配置的混凝土,称为再生混凝土。
将废弃混凝土与石灰石按一定比例混合,磨细后入窑烧制可得到不同标号的再生水泥,据有关学者的研究,随着废弃混凝土的使用比例的增高,水泥(熟料+石膏)强度逐渐降低。用废弃混凝土为原料生产水泥,可节省大量的石灰石、天然石子以及铁粉资源,还可少燃烧煤炭,但需要大量人力对废弃混凝土进行分拣,以除去其中的杂物。
(5)建筑垃圾混合使用。建筑垃圾除上述几种主要成分单独使用外,还可混合使用。建筑垃圾具有足够的强度和耐久性,置于地基中,可不受外界影响,不会产生风化而变为酥松体,能够长久的起到骨料的作用。
资源化利用的工艺及设备
(1)破碎工艺及设备。破碎作业的对象主要是混凝土材料和石材,目的是减小颗粒尺寸,增大其形状的均匀度,以便后续处理工序的进行。对破碎后的建筑垃圾进行筛选、风选、磁选等分离处理时,由于其粒度均匀,流动性增加,能较大的提高分选效率和质量,破碎处理后的建筑垃圾还有利于高密度的填埋处理,节省填埋场空间。
破碎处理要用到破碎机,按照它的作业对象或结构及工作原理,可分以下三种:粗碎机:用于大块物料的第一次破碎,能处理的最大物料块直径允许达l米以上,主要以压碎方式工作,粉碎比不大,一般小于6;中碎机:处理的物料粒径通常不大于mm,主要以击碎或压碎方式工作。这一类破碎机通常包括细碎的作业在内,粉碎比比较大,一般为3~20,个别可达30以上。细磨机:用于磨碎粒径在2~60mm的物料颗粒,其产品尺寸不超过0.1~0.3mm,最细可达0.lmm以下,粉碎比可达以上。
(2)分选工艺及设备。通过分选将有用的充分选出来加以利用,将有害的充分分离出来,还有一个重要功能是将建筑垃圾分成不同的粒度级别,供不同的再生利用工艺使用。根据不同性质,分选包括手工捡选、筛分、重力分选、磁力分选,浮力分选、光学分选等。
筛分是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面,而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上,完成粗、细物料分离的过程,该分离过程可看作是由物料分层和细粒透筛两个阶段。在建筑垃圾处理中常用的筛分设备有固定筛、振动筛和滚筒筛三种类型。
(3)资源化利用的系统工艺流程及设备。目前应用最广泛的建筑垃圾处理站主要有:就地再生和厂破碎再生两种方式。
就地再生:采用移动式设备在建筑垃圾现场进行处理。这种方式的优势在于各种设备可以任意移动靠近加工点,减少了运输成本及避免了二次污染;各种移动设备可以根据需要相互组合,生产各种再生骨料。
厂破碎再生:采用固定式设备在工厂处理建筑垃圾。该方式可以建成大型建筑垃圾处理生产线,并且在封闭的车间里生产,彻底杜绝各种污染;可生产各种骨料,做到零排放。
移动式破碎站和挖掘机配合完成喂料和破碎,这两种机械的可随意移动,使得建筑垃圾破碎能够连续满负荷进行。移动式破碎站以及运输车配合将破碎后骨料进行筛分,可实现现场建筑垃圾转换为分类骨料。
建筑垃圾资源化系统工艺利用处理流程:
第一步:用挖掘机与破碎锤将原始改造道路或拆迁建筑物破碎成大块骨料;
第二步:由挖掘机给移动破碎设备喂料;
第三步:移动式破碎设备将骨料粉碎后直接喂料;
第四步:可筛分出三种规格骨料;
第五步:由装载机打堆或直接填埋;
产业前景
发达国家将建筑垃圾处理当成一种新兴产业来打造,据统计,20世纪末发达国家再生资源产业规模为2亿美元,到本世纪初已增至0亿美元,年可达亿美元。在未来30年间,将出现“十大新兴技术”,发达国家将其中有关“垃圾处理”的新兴技术列为第二位。
合理利用建筑废弃物不仅环保节能,而且其中蕴藏着巨大的经济价值。专家表示,建筑废弃物被作为再生资源可成为资源循环的新起点,今后必将会成为循环经济的重要组成部分。对建筑废弃物回收加工利用,不但能解决资源短缺问题,同时还可以降低垃圾排放,正可谓“一举多得”。建筑废弃物综合利用是一项长期的、复杂的、系统的工作,涉及社会的各个层面。
本文作者:于凤军、刘光辉、王桂东、刘文俊
来源:中国城市环境卫生