城市建筑垃圾再生建材施工專用設(shè)備研發(fā)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

劉長(zhǎng)洋

摘要：我國(guó)土木工程行業(yè)每年產(chǎn)生的建筑垃圾量可達(dá)十?dāng)?shù)億立方米以上，如果僅僅依靠建筑垃圾消納場(chǎng)，無(wú)法從根源上解決問(wèn)題，必須探索再利用的有效方式。本文闡述了城市建筑垃圾再生建材施工專用設(shè)備設(shè)計(jì)研發(fā)的思路，圍繞土方破碎裝置、輸送進(jìn)料、攪拌、牽引行走及出料澆筑等系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行了介紹，以供參考。

關(guān)鍵詞：城市建筑垃圾;再生建材施工專用設(shè)備;研發(fā)設(shè)計(jì);土方破碎裝置

引言：在城市化深入發(fā)展的過(guò)程中，大量動(dòng)遷、改造的房屋產(chǎn)生了為數(shù)眾多的建筑建筑垃圾。與垃圾一樣，如果建筑垃圾不能得到良好的處理，很可能成為影響城市環(huán)境質(zhì)量、人民群眾生活便利程度乃至生命安全的最大障礙。因此，城市建筑垃圾再生建材專用設(shè)備對(duì)城市的發(fā)展具有重要意義，與可持續(xù)發(fā)展理念具備較高的契合度。

一、城市建筑垃圾再生建材施工專用設(shè)備設(shè)計(jì)研發(fā)思路簡(jiǎn)析

建筑垃圾，一般是指不具備原先的使用價(jià)值而作廢棄處置的土。我國(guó)土木工程行業(yè)對(duì)城市建筑垃圾的常規(guī)處理方式為，負(fù)責(zé)的部門或企業(yè)，圍繞建筑垃圾方式、調(diào)運(yùn)方案、建筑垃圾位置、坡腳加固處理方案、排水系統(tǒng)的布置及計(jì)劃安排等，形成完善的建筑垃圾施工方案，報(bào)請(qǐng)相關(guān)單位審批及復(fù)查后，運(yùn)送至建筑垃圾消納場(chǎng)，或選擇其他合適區(qū)域，將之壘成高度不大于3m，邊坡陡峭比例為1∶1.5的建筑垃圾堆，且自頂面向外需要設(shè)置不小于2%的橫坡。此種建筑垃圾處理方式，本質(zhì)上與傳統(tǒng)的建筑垃圾處理并無(wú)二致，屬于對(duì)建筑垃圾“放任不管”，并非長(zhǎng)久之計(jì)。且由于很多開(kāi)發(fā)項(xiàng)目產(chǎn)生的建筑垃圾土質(zhì)較為松散，堆積面十分陡峭，很可能對(duì)存放地的健康土壤造成嚴(yán)重侵蝕，甚至導(dǎo)致水土流失。基于此，探索城市建筑垃圾再生的可行性方案，是一種較為理想的思路。

一般來(lái)說(shuō)，建筑垃圾再生及應(yīng)用的主要方式，應(yīng)該充分結(jié)合施工類型，即施工過(guò)程產(chǎn)生的建筑垃圾，經(jīng)過(guò)處理后，應(yīng)盡量得到重新應(yīng)用。本文以城市管網(wǎng)基槽施工中產(chǎn)生的建筑垃圾作為主要分析對(duì)象，認(rèn)為“流動(dòng)化建筑垃圾再生應(yīng)用處理法”，能夠有效應(yīng)用于管網(wǎng)基槽基坑回填及縫隙填充加固。該處理模式共由五項(xiàng)系統(tǒng)組成：土方破碎、輸送進(jìn)料、攪拌、牽引式行走、破碎輸送行走。工作原理為：①使用挖掘機(jī)，對(duì)基坑挖出的泥土進(jìn)行初步篩選，清除其中的雜物及石塊;②將建筑垃圾導(dǎo)入破碎裝置中，進(jìn)行初步處理;③將初步處理的土輸送至皮帶輸送機(jī)上，借助立軸攪拌機(jī)，完成泥土、水、添加劑的攪拌，制備成可用于回填的高性能流動(dòng)化土。至此，建筑垃圾再生宣告完成。

二、城市建筑垃圾再生建材施工專用設(shè)備的具體應(yīng)用

（一）土方破碎系統(tǒng)

進(jìn)行建筑垃圾再生作業(yè)前，必須明確一項(xiàng)原理，即土木工程建筑用土，均為人工合成處理土，任何從土層中挖掘而出的土，如果未經(jīng)處理，基本無(wú)法應(yīng)用。因此，基于流動(dòng)化的城市建筑垃圾再生建材施工專用機(jī)組設(shè)備中的首要莊志偉土方破碎系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能在于，對(duì)挖掘出的建筑垃圾進(jìn)行“破碎處理”，可以選用顎式破碎機(jī)、錘石破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)等，作用對(duì)象主要為建筑垃圾中混入的小顆粒石塊、凝固程度較大的土體等（樹(shù)枝、大型石塊等在之前的清理工作中已經(jīng)被清除）。土方破碎系統(tǒng)運(yùn)行中的常見(jiàn)問(wèn)題在于，經(jīng)過(guò)碎化的泥土，極其容易附著在破碎機(jī)的管壁處，通過(guò)出料口時(shí)，出現(xiàn)堆積的可能性較大。因此，選擇破碎機(jī)時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)該將重點(diǎn)放在出料口附近是否具備能夠飛速旋轉(zhuǎn)的切削刀片，防止土料堵塞。

（二）輸送進(jìn)料系統(tǒng)

經(jīng)過(guò)破碎處理的土料，需要經(jīng)由輸送進(jìn)料系統(tǒng)，進(jìn)入攪拌系統(tǒng)中，完成關(guān)鍵性處理。與破碎系統(tǒng)及攪拌系統(tǒng)相比，輸送進(jìn)料裝置的設(shè)置難度相對(duì)較低。施工單位只需根據(jù)可支配資金情況，選擇帶式運(yùn)輸機(jī)、螺旋輸送機(jī)、鏈斗提升機(jī)等設(shè)備，完成土料自土方破碎系統(tǒng)與攪拌系統(tǒng)之間的“銜接”即可。本文選用的案例中，施工單位選擇了B650-7.7型皮帶傳送機(jī)。該設(shè)備的構(gòu)造并不復(fù)雜，能夠長(zhǎng)時(shí)間維持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn);且機(jī)組設(shè)備整體重量相對(duì)較輕，控制操作、位置調(diào)整均較為容易。此外，該型號(hào)的皮帶機(jī)運(yùn)輸寬度超過(guò)1m，每小時(shí)能夠完成100m3土料的運(yùn)輸，性價(jià)比較高[1]。

（三）攪拌系統(tǒng)

如上文所述，管網(wǎng)基槽基坑挖掘出的建筑垃圾，必須經(jīng)過(guò)精細(xì)化處理，使其性能達(dá)到或接近相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，方可投入使用，攪拌系統(tǒng)的作用正在于此。具體的操作流程為：首先，固定量的土料進(jìn)入攪拌機(jī)后，定量的水泥、水分、添加劑等也許加入其中（可由人工手動(dòng)加入，或裝配自動(dòng)化設(shè)備，基于計(jì)算機(jī)控制程序，定時(shí)定量自添加）。其次，啟動(dòng)攪拌機(jī)，對(duì)所有物料進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛⒒旌稀Ｗ詈螅瑢嚢韬蟮牧鲃?dòng)化土排出。該過(guò)程的注意事項(xiàng)為：經(jīng)過(guò)處理的流動(dòng)化土，由于添加劑和水分的滲透，已經(jīng)具備了一定的粘稠度，故很容易形成積聚粘連。特別是在攪拌不充分的情況下，添加劑和水分很可能集中作用于部分土料，導(dǎo)致性能不均。因此，攪拌速度必須達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，并配有切削刀等工具，以期對(duì)粘連而成的泥團(tuán)進(jìn)行二次碎化處理。

（四）出料澆筑系統(tǒng)及牽引式行走系統(tǒng)

出料澆筑系統(tǒng)設(shè)置于攪拌機(jī)下方，具體的操作流程為：①攪拌機(jī)對(duì)加入其中的物料進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬螅_(kāi)啟位于其底部的閥門，使已經(jīng)處于流動(dòng)化的土料，經(jīng)由溜槽回填如基坑;②攪拌機(jī)閥門與出料澆筑系統(tǒng)間應(yīng)該具備一定長(zhǎng)度的傳送帶，并與之保存一定的間隙（不可過(guò)大但也不能過(guò)小），既能夠防止土料直接落下時(shí)砸壞接觸帶，又能夠避免距離過(guò)近導(dǎo)致土料堆積;③根據(jù)管網(wǎng)基槽基坑的實(shí)際情況，對(duì)出料澆筑系統(tǒng)的長(zhǎng)度、深度進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整，使經(jīng)過(guò)處理后的流動(dòng)化土料在第一時(shí)間澆筑于目標(biāo)施工區(qū)域，從而完成建筑垃圾的再生處理及再利用[2]。

本文介紹的城市建筑垃圾再生建材施工專用設(shè)備，配以牽引式行走系統(tǒng)。即土方破碎系統(tǒng)、輸送進(jìn)料系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、出料澆筑系統(tǒng)都不具備動(dòng)力，一切能量供應(yīng)均需要外接電源設(shè)備。此種整體性的牽引式行走系統(tǒng)，具備占地面積小、靈活性高、可操作性強(qiáng)、轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，能夠針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體環(huán)境進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整，不會(huì)干擾其他施工項(xiàng)目。

三、結(jié)語(yǔ)

本文介紹的城市建筑垃圾再生建材施工專用設(shè)備，從功能層面來(lái)看，能夠達(dá)到“建筑垃圾回收再利用”這一目的。但在實(shí)際運(yùn)用中，存在動(dòng)力源缺失、自行運(yùn)轉(zhuǎn)能力不足、水泥上料過(guò)程人工干預(yù)強(qiáng)度較大、土中碎石較多（設(shè)備碾碎能力有限）等問(wèn)題，故城市建筑垃圾再生建材施工專用設(shè)備的后續(xù)研發(fā)，應(yīng)該重點(diǎn)解決上述問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛信愷，霍同乾，杜君，等.城市建筑垃圾再生建材施工專用設(shè)備研發(fā)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].中華建設(shè)，2019（12）：95-97.

[2]郭蕊.工程建筑垃圾綜合利用政策及技術(shù)淺析[J].河南建材，2017（04）：184-185.