梅州市建筑廢棄物再生利用研究

鄧棣元，張靈輝，鄭媛，丁曉燦

（嘉應學院土木工程學院，廣東梅州514015）

梅州市建筑廢棄物再生利用研究

鄧棣元，張靈輝，鄭媛，丁曉燦

（嘉應學院土木工程學院，廣東梅州514015）

研究分析梅州市混凝土運輸車洗涮廢水和廢棄混凝土對新拌混凝土力學性能的影響。結果表明：洗車廢水呈堿性，將其替代部分自來水拌制混凝土，會引起新制混凝土強度降低；在流動度恒定的條件下，用火災后廢棄混凝土作骨料時，混凝土用水泥漿體量增加而強度則降低，建議摻入量以小于35%為宜。

建筑廢棄物；洗涮廢水；混凝土；強度

建筑廢棄物是城市快速發展的附產物，包括建筑棄土、廢舊磚頭、廢舊混凝土塊、散落的砂漿及混凝土、少量的鋼材、木材、玻璃、塑料和各種包裝材料，除了鋼材、塑料和部分木材及包裝材料被回收利用外，其中的絕大部分均被作為垃圾處理。按照目前的處理方式，不僅耗費大量土地資源，并且對周邊土壤、空氣和地下水有不同程度污染，嚴重破壞當地生態環境[1-4]。因此，如將廢棄物作為資源再利用，則對于減少能耗、保護環境和實現可持續發展具有重要意義。

隨著梅州市社會經濟的快速發展，建筑業也獲得了巨大的發展，從“十一五”—“十二五”期間培育壯大了一批本土建筑企業，并引進碧桂園、萬達、富力等大型建筑企業來梅州開展投資活動。在建筑業發展的同時，也應注意到建筑業所帶來的資源及能耗的困惑，特別是目前梅州市正積極推進江南新城和嘉應新區的建設活動，所面臨的建筑廢棄物產生及處理問題。通過走訪調查方式對施工現場和拆遷現場的建筑廢棄物產生情況進行調查分析，如果建筑廢棄物按照每1萬m2施工面積產生5 000～6 000 t，拆除1 m2產生1.3 t，裝修1 m2產生0.1～0.4 t測算，再加上滑坡等災害不可抗拒力造成的部分[5]，根據梅州市目前施工技術水平相對落后的現狀，對施工和裝修產生的廢棄物量取值為上限，裝修面積按當年竣工面積的50%計算。則從2008—2013年梅州市建筑廢棄物累計產生達到1億t。2008—2013年梅州市房屋建設及廢棄物產生情況如表1所示。

表12008 —2013年梅州市房屋建設及廢棄物產生情況

梅州市建筑廢棄物的處理采用最直接的露天填埋或堆放方式，占用了大量的土地資源，這與梅州山多地少的現狀形成矛盾，因此，從探索混凝土運輸車洗涮廢水和廢棄混凝土再利用的工藝參數開始，實現建筑廢棄物的再生利用就很有必要，以期對梅州地區建筑廢棄物資源化提供參考。

1 實驗

1.1實驗材料

水泥：梅州八環水泥廠生產的復合硅酸鹽水泥（P·C 42.5）；

標準砂：廈門艾思歐標準砂有限公司生產的ISO標準砂，編號GB/T17671；

天然砂：取自梅州市區某混凝土攪拌站天然河砂，細度模數為2.7的中砂；

混凝土洗涮水：取自梅州市區某攪拌站內混凝土運輸車沖洗沉淀池的廢水；

廢棄混凝土：房屋拆遷、道路重修過程中產生的廢棄混凝土碎塊。

1.2實驗方法

再生骨料制備：首先廢棄混凝土用機械式破碎機進行破碎處理，并用清水沖洗干凈后在烘干箱內100℃烘干1 h，保持干燥。參照GB/T25176-2010《混凝土和砂漿用再生細骨料》要求，對廢棄混凝土各粒徑顆粒進行人工級配，使其符合中砂要求，結果如表2所示。然后再將人工級配完善的廢棄混凝土骨料置于高溫爐中，分別于800℃、600℃和300℃煅燒1 h后冷卻作為骨料，模擬火災后混凝土作再生骨料。

表2 顆粒級配

試塊制備：參照《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》（GB/T 17671-1999）、《混凝土和砂漿用再生細骨料》對膠砂的實驗要求，制成40 mm×40 mm×160 mm試塊，置于標準養護箱內養護，并測試28 d強度。

2 實驗結果與討論

2.1骨料需水量比及強度比

再生骨料的需水量比及強度比是其適用性的兩個重要指標。保持流動度在130±5 mm范圍內，根據再生膠砂用水量與基準膠砂用水量之比可獲得再生骨料的需水量比，并分別測定28 d抗壓強度，可求得強度比（再生膠砂28 d抗壓強度/基準膠砂28 d抗壓強度），結果如表3所示。

表3 再生骨料的強度比和需水量比

從表3中可得，膠砂比為1∶2.5條件下，再生廢砼作為骨料時，需水量比隨著再生骨料用量增加而增大，而強度卻呈下降趨勢。需水量比從1增加到1.47時，強度比從1下降至0.61，強度損失了39%。設計配合比時骨料按中砂配置，由表4可知，100%采用再生骨料時，需水量比為1.47，強度比為0.61，達不到表4中所規定的次之（Ⅲ）類中砂應大于0.75的要求；只有當廢棄混凝土骨料摻入量小于35%時，需水量比及強度比兩個指標才能高于次之（Ⅲ）類，并符合中等（Ⅱ）類中砂的要求。但總的來看水泥需用量會較大。

表4 再生膠砂的需水量比及強度比規定

2.2洗刷水對再生混凝土性能的影響

根據建筑用混凝土用水標準（JGJ63-2006）的要求，將取自攪拌站內混凝土運輸車沖洗沉淀池的洗涮水靜置后，取其上清液進行水質相關指標測試，結果如表5所示。

表5 洗涮水的水質指標測試

由表5可知，洗涮水上清液酸堿度（PH值）、硫酸根離子（SO42-）濃度、氯離子（Cl-）濃度指標滿足鋼筋混凝土用水要求，但其中的pH值較高，為8.28。當采用含有堿活性骨料時,會比較容易形成堿集料反應,從而將導致混凝土強度降低[6]。

表6 洗涮水對混凝土強度的影響

根據表6可得，洗涮水會造成混凝土強度的降低。隨著洗刷水摻量的增加，抗折強度由4.5 MPa降至4.1 MPa，抗壓強度基本上是在C30左右，能達C30的要求。但當全部分采用洗涮水時混凝土抗折和抗壓強度都有大幅下降，抗壓強度只有28.7 MPa。因此，混凝土洗刷水應用對混凝土強度還是有一定影響。抗壓強度與抗折強度之間關系比較符合洗涮水與自來水的比例（1∶3）。即參考摻量≤30%比較合適。這與其他研究結果相同[7]。

2.3廢棄混凝土骨料對再生混凝土的影響

廢棄混凝土破碎后，用水洗干凈置于100℃烘干1 h，保持干燥。然后進行人工級配，使其符合中砂要求，并將其放入高溫爐中，分別于800℃、600℃和300℃煅燒1 h后冷卻，模擬混凝土受火災作用后再生利用對混凝土的影響，結果如表7所示。

表7 再生骨料對混凝土性能的影響

由表7可得，經過較高溫度煅燒后的混凝土作為再生骨料，使新拌混凝土抗壓強度降低，隨著溫度的升高強度呈下降趨勢。并且用火災廢棄砼作為再生骨料時，為保證膠砂流動度在130±5 mm范圍內，水泥的用量需達到510 g以上，其中800℃煅燒后的用量更高達590 g，此時，混凝土28 d抗壓強度才能達到C20要求。并且比常溫廢棄砼作骨料時的強度（37.6 MPa）低。主要是由于再生骨料破碎過程中在外力作用下，使其孔隙增大，裂紋增多。另一方面，廢棄混凝土骨料外表面包裹著水泥水化產物，被封閉的氣泡在熱力作用下破裂，孔隙也會增加。雖然有足夠多的水泥漿體包覆骨料，但在振搗時水泥漿體還是不易進入孔隙內或者滲透進孔隙膠結也較為疏松，造成整體強度較低現象。

廢棄混凝土摻入量對再生混凝土抗壓強度會產生影響，如圖1可知，隨著摻入量的增加，強度呈現下降趨勢。摻入量與強度下降幅度之間不構成線性關系，為曲線變化。因此，從摻入量來看，對再生骨料的應用會造成影響，根據實驗，廢棄混凝土作為再生骨料時摻入量以小于35%為宜，否則水泥用量會大幅上升。

圖1 摻入量對強度的影響

3 結論

（1）廢棄混凝土破碎后經過人工級配能符合建筑

用中砂的要求，可再生用于拌制混凝土。但強度比較低，需水量比較大，為滿足流動度要求，會增加水泥的總用量。

（2）洗涮水酸堿度（pH值）、硫酸根離子（SO42-）濃度、氯離子（Cl-）濃度指標能滿足鋼筋混凝土用水要求，但其中的PH值較高。當采用含有堿活性骨料時會比較容易形成堿集料反應，從而將導致混凝土強度降低。

（3）再生骨料摻入量對混凝土抗壓強度會產生影響，隨著摻入量的增加，強度呈現下降趨勢。根據實驗情況，廢棄混凝土作為再生骨料時，摻入量以小于35%為宜。

[1]倉定仲，倉定穩.再生混凝土研究現狀[J].科技經濟市場，2014 (1):69-70.

[2]權宗剛.地震后建筑垃圾資源化技術及其在重建中的應用探討[J].房建材料與綠色建筑，2008(9):92-95.

[3]孫麗蕊，陳家瓏.歐洲建筑垃圾資源化利用現狀及效益分析[J].建筑技術，2012(7):598-600.

[4]呂智英.混凝土再生骨料的研究動態與發展趨勢[J].混凝土，2010(6):77-82.

[5]孫金穎，張國東，馮建華，等.國外建筑垃圾回收回用政策對我國的借鑒研究[C].第十屆國際綠色建筑與建筑節能大會論文集，2014:1-7.

[6]蘇達根.土木工程材料[M].北京:高等教育出版社，2012.

[7]李小玲.攪拌站廢水對不同強度等級的泵送混凝土性能影響研究[D].西安:西安建筑科技大學，2011.

浙江豐利廢塑料利用裝備進入浙江高端裝備發展重點領域（2015）

日前，浙江省經信委發布了《浙江省高端裝備制造業發展重點領域（2 0 1 5）》的通知，旨在進一步推動全省高端裝備制造業發展，加快重點領域突破，提升裝備制造業整體水平。國家高新技術企業浙江豐利粉碎設備有限公司研發的“廢塑料復合材料回收處理成套設備及綜合利用技術裝備”入選其中，列為第五類大型環保、節能及資源綜合利用設備，成為重點發展的資源綜合利用技術裝備。

這是該裝備相繼入選《國家鼓勵發展的重大環保技術裝備目錄（2 0 1 4年版）》、《產業結構調整指導目錄》（2 0 1 3修正）、《環保裝備“十二五”發展規劃》、2 0 1 2年浙江省裝備制造業重點領域首臺（套）之后的又一榮譽。

廢塑料回收再利用是典型的循環經濟產業，當前我國塑料廢棄量呈現逐年增加態勢。廢塑料復合材料更是一座亟待開發的富礦，其蘊含豐富的塑料、金屬（鋁）、纖維等多種可利用物。廢塑料、廢橡膠、廢棄電器電子產品的資源化利用等資源循環利用重點領域技術和裝備，已列入了國家發改委、科技部、工信部等六部委發布的《重要資源循環利用工程（技術推廣及裝備產業化）實施方案》，進行重點研發和推廣，前景看好。

此次入選的項目突破了粉體化回收廢塑料技術（不會改變化學成分，造成二次環境污染）；高壓靜電分選技術；智能化自動控制技術和貴金屬提取技術等關鍵技術。從而有效破解鋁塑復合膜、鋁塑板、塑料復合膜、光纜電纜等復合制品的回收處理這一亟待解決的社會化問題，攻克了國內無法用物理方法來解決廢塑料復合材料回收利用的技術難題，實現資源再生綜合利用，為廢塑料復合材料回收利用提供強有力技術支撐的綠色環保裝備。回收后的塑料組分具有純度高、性能好、金屬（鋁等）回收率及純度高等特點，是廢鋁塑復合材料回收利用技術發展的方向。項目市場產業化前景廣闊，不但實現了資源再生綜合利用，還解決了廢塑料造成的“白色污染”。（吳紅富）

Reuse of construction waste in Meizhou

DENG Diyuan,ZHANG Linghui,ZHENG Yuan,DING Xiaocan
（Jiaying University,Meizhou 514015,China）

The effects on the concrete mechanical properties of transport cart washing waste water and waste concrete were studied.The results showed that washing waste water,which was alkaline,would cause strength reduction of concrete prepared;Under the condition of constant fluidity,when waste concrete from fire was used,the strength would reduce with increasing waste material,so it suggested the mixed quantity would be less than 35%.

construction waste;waste water;concrete;strength

X799.1

A

1674-0912（2015）03-0038-04

2015－01－24）

2014年廣東省質量工程項目（GDJG20142451）；2013年廣東省大學生創新創業訓練項目（1058213047）

鄧棣元（1992-），男，廣東惠州人，本科生，專業方向：土木工程

張靈輝（1974-），男，廣東梅州人，博士研究生，講師，研究方向：土木工程管理教學及研究。