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美斯达对建筑垃圾资源化利用的分析

【关键词:再生骨料;制备方法;基体差异】

   摘要:废弃混凝土的恰当利用既可以减少建筑垃圾的排放,又可以减少山石、河砂的开采。由废弃混凝土加工而得的再生骨料性能对再生混凝土影响较大。本文就制备方法和基体差异对再生骨料的影响展开了分析,得出了明确的结论,并建议建立废弃混凝土档案,记录包括强度在内的基本资料。
美斯达反击式破碎站在安徽合肥建筑垃圾处理的应用现场工作

美斯达移动破碎机对建筑垃圾进行破碎美斯达移动破碎机对建筑垃圾进行破碎

引言
  根据中国产业数据网的调查,2012年全国商品混凝土累计总产量约8.6亿[1],借鉴黄鹭娜等[2]研究结果进行粗略估计,我国混凝土的拆产比达到了22%,按此比例计算全国2012年仅住宅拆除的混凝土量高达1.9亿t,这个数值相当于2012年浙江和江苏两省全年商品混凝土总产量之和[1]。这部分混凝土废弃量还未考虑新建建筑施工及道路改扩建等产生的废弃混凝土。按照普通混凝土的配合比估算,8.6亿t混凝土共需消耗3.44亿t粗骨料(约0.77亿m3),3.01亿t的细骨料(约2.07亿m3)[3]。按照拆产比22%计算,仅就住宅拆除,2012年我国约有0.93亿t粗骨料(约0.21亿m3)和0.81亿t细骨料(约0.56亿m3)被废弃。如能将这些废弃的材料加以利用,不仅大大减少了垃圾排放量,更可以减少山石、河砂的开采,对改善生态环境而言可谓一举两得。现阶段我国各地都在大兴土木,可以预见的是,半个世纪后我国会经历一个更高建筑拆除率的时期,到那时废弃混凝土还不能加以有效利用的话,我们的子孙将生活在建筑垃圾的包围之中。因此从长远来看,有效利用废弃混凝土,利国利民,将对我国未来的发展产生积极的影响。而目前所迫切需要做的是规范废弃混凝土的排放,深化对废弃混凝土的再生性能研究,尽早制定适合我国的再生混凝土生产和使用规范,为下一个建设周期打下坚实的再生混凝土理论基础。
1 再生骨料性能参数
  将建筑废弃物中的混凝土、砂浆块和砖块回收,经破碎、清洗、分级、强化等顺序加工而得的骨料称之为再生骨料。以4.75mm的粒径为界限,大于此界限的为再生粗骨料,小于或等于此界限的为再生细骨料[4]。将再生骨料全部替代或部分替代天然骨料而制备成的混凝土称之为再生骨料混凝土[5](Recycled Aggregate Concrete,缩写为RAC),也可将再生骨料混凝土简称再生混凝土(Recycled Concrete,RC),相对于再生混凝土而言,把用来生产再生骨料的原始混凝土称为基体混凝土(Original Concrete)。
  表征再生骨料性能的参数很多,世界各国标准不一。我国相关标准对骨料的颗粒级配、泥块含量、有害物质、坚固性、表观密度、空隙率、碱集料反应等提出了具体的技术指标要求,粗骨料还有吸水率、氯离子含量和杂物含量指标要求,细骨料另有再生胶砂需水量比、再生胶砂强度比两项新指标。在众多指标中,表观密度、吸水率、压碎指标是粗骨料性能的主要指标[6]。应用于道路工程的再生骨料,还需考虑再生骨料的耐磨性能。
  大量研究表明,由于再生骨料表面不可避免地会附着一定量的硬化水泥砂浆,在破碎过程中巨大的外力又致使再生骨料表面存在着大量的微细裂缝,另外还有部分再生骨料的成份完全是砂浆等等,导致再生骨料的上述性能在多方面都不及天然骨料。而性能不足是再生骨料应用进程缓慢的主要原因之一。
2 再生骨料的制备对其性能的影响
  将废弃混凝土进行切割破碎、传送、筛分和去除杂质等工序处理后,所得的骨料称为简单破碎而得的骨料,下文简写为RA。RA表面粗糙、粒形不规则、棱角多,表面附有较多的砂浆块,这是造成RA性能低劣的重要因素。对RA进行强化处理可在一定程度上改善再生骨料的性能。
  强化方法分化学强化法和物理强化法。化学强化法是指采用不同性质的材料如有机硅防水剂、纯水泥浆等对再生骨料进行浸渍、淋洗、干燥等处理,使再生骨料得到强化。研究结果表明,化学强化法不能明显改善混凝土性能,代价过高,没有推广价值。物理强化法是指使用机械设备对简单破碎的再生骨料进一步处理,通过骨料间的相互撞击、磨削等机械作用除去表面粘附的水泥砂浆和颗粒棱角的方法。研究表明,物理强化法能大幅提高再生混凝土的抗冻性能、抗碳化性能和抗渗透性能。物理强化法主要有机械研磨强化法、加热研磨法、颗粒整形法等几种方法。颗粒整形强化法由我国学者李秋义等人最先提出,相对其它几种方法,颗粒整形设备损耗少、动耗低,设备小、操作简便,是一种经济实用的加工处理方法[7]。
  李秋义等[7]对再生骨料整形前后的性能指标进行了对比试验,试验结果表明,在5~31.5mm的粒径范围内,经颗粒整形后所得的再生粗骨料(下文简写为R'A)表观密度比整形前提高约1.17%(见图1)[7],空隙率降低约9%,吸水率和压碎指标都大幅降低,粗骨料的外观也得到明显的改善。再生骨料的吸水率随骨料粒径的减小而上升;RA的吸水率高于R'A吸水率,这个差异在粗骨料中更为明显(见图2) 。因此,要提高再生骨料性能,对RA进行整形强化很有必要。

美斯达移动破碎机破碎粒径范围

3 基体差异对再生骨料性能的影响
  基体是指再生骨料的来源,许多文献资料表明再生骨料的性能与基体情况有一定联系。回收的废旧混凝土性能的差异会导致再生骨料的品质出现差异,这种再生骨料的差异又会导致再生混凝土物理力学性能指标不同。
  基体混凝土的强度高低对再生骨料性能有明显影响。陈会凡等[8]采用了天然粗骨料和三种不同基体(龄期≥28d)的再生粗骨料进行耐磨性、坚固性、抗压强度和抗拉强度对比试验。耐磨性试验表明,所有再生骨料的磨耗率都满足规范要求(≤45%),基体混凝土的强度对再生粗骨料的耐磨性有明显影响:一般基体混凝土强度越高,磨耗率越低。四种粗骨料中,坚固性试验结论与磨耗率试验结论类似,再生骨料的坚固性与基体混凝土强度有关。抗压强度试验结果表明,在相同配合比前提下,基体强度越高,所得骨料拌制而成的再生混凝土强度越高,这种现象在配制低强再生混凝土中尤为明显。抗拉强度试验所表现的规律与抗压强度试验结论基本一致。高强基体再生骨料拌制的混凝土与原生混凝土强度差别很小。
  基体混凝土的龄期对再生骨料性能的影响较弱。郭昌生等[9]将1d、28d和111d三个不同龄期的原生混凝土分别破碎,所得的再生骨料分别再制成再生混凝土,研究了基体混凝土龄期不同所得再生骨料对再生混凝土力学性能的影响。试验表明,28d和111d两个龄期对应的再生混凝土抗压强度差异很小,而1d龄期对应的再生混凝土强度明显高于28d和111d两个龄期对应的再生混凝土强度。这是因为1d龄期的原生混凝土所得再生骨料表面水泥还未完全水化,在新拌混凝土中可以继续水化,所得再生混凝土强度与原生混凝土强度相近;而28d和111d两个龄期的原生混凝土所得再生骨料表面水泥已经基本水化完成,对再生混凝土强度贡献微小。该试验证明由28d龄期以上的基体混凝土所得再生骨料性能差异不大,绝大部分废弃混凝土龄期较长,用于生产再生骨料时不用考虑龄期影响。

美斯达移动破碎机对建筑垃圾进行破碎

应用实例:美斯达反击式移动破碎机在深圳建筑垃圾处理的应用现场工作

美斯达移动破碎机对建筑垃圾进行破碎

应用实例:美斯达移动破碎机在北京房山区建筑垃圾处理出料情况

4 小结
(1)对再生骨料的适度深加工,可有效改善再生骨料性能;
(2)基体混凝土强度越高,再生骨料性能越好,相同配合比条件下,所得再生混凝土强度越高。因此,在废弃混凝土处置上,应留存其配合比、强度及应用环境等基本资料。
(3)混凝土龄期对再生骨料性质影响不大。


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