綜合利用尾礦和建筑垃圾生產的再生磚

晏丹輝

（商洛市尾礦資源綜合利用中心，陜西 商洛 726000）

目前我國尾礦和建筑垃圾綜合利用生產再生磚技術已達到了較高的水平，利用尾礦和建筑垃圾生產的水泥磚、透水磚、免燒磚已被廣泛的應用在各大工程中。與傳統粘土磚相比，再生磚具有更高的強度和抗裂性，而且低碳環保。在城市道路鋪設、工程建設等方面都有著良好的應用。再生磚不但降低了資源的浪費，而且解決了尾礦和建筑垃圾造成的環境污染問題，具有良好的發展前景。基于此，本文理論結合實踐，先分析了尾礦和建筑垃圾的特性，接著探討尾礦和建筑垃圾綜合利用技術的發展現狀，最后以尾礦和建筑垃圾生產再生磚的強度為評價指標，對再生磚的配比進行研究，希望對我國尾礦和建筑垃圾綜合利用生產再生磚的發展提供一定的參考和借鑒。

1 尾礦和建筑垃圾的特性

尾礦：是由礦體的部分圍巖和夾石，以及礦石中的脈石礦物共同組成，尾礦的化學成分不但受到礦體主巖巖性的影響，而且和礦化種類及圍巖蝕變等因素有關系。近年來，我國礦產資源飛速發展，尾礦儲量越來越多，對周圍生態環境造成了較大影響。尾礦經粉碎處理后，可作為再生磚的骨料，既能緩解尾礦儲量不斷增加的問題，而且還能降低其他資源消耗量。

建筑垃圾：包括碎石、磚瓦碎塊、混凝土塊、廢砂漿、渣土、廢棄鋼筋、廢棄鐵絲等。在我國城市化進程不斷推進的背景下，建筑垃圾越來越多，傳統填埋的方法，已對環境造成了一定影響。利用建筑垃圾制作再生磚和傳統實心黏土磚相比，同樣生產1.5億快標準磚，可節約占地面積24萬㎡，同時消納建筑垃圾40多萬t，節約土地面積340余畝，再生磚制作中還能消納4萬余噸粉煤灰，節約標準煤1.5～1.8萬t，二氧化硫的排放量可將少360多噸。

2 尾礦和建筑垃圾綜合利用的發展現狀

實現尾礦和建筑垃圾的資源化，不但具有良好的環境效益，而且還會產生巨大的經濟效益。專家預測表示，2020年底，我國新產生的建筑垃圾將達到前所未有的50億t，如果將這些建筑垃圾和尾礦，全部轉化為綠色生態建材，可創造出1～1.6萬億的價值。但就目前發展現狀而言，我國從事尾礦和建筑垃圾綜合利用的企業只有幾十家，尾礦和建筑垃圾再生利用率還不足20%。而歐洲一些發達國家，每年尾礦和建筑垃圾資源化再生利用率早已超過90%，日本、德國、韓國更是早已達到97%以上。從這幾組數據中可以看出，我國尾礦和建筑垃圾再生利用率還有很大的提升空間。近年來，工信部逐步出臺了一系列支持建筑垃圾和尾礦資源化、再生利用的扶持政策，為我國尾礦和建筑垃圾綜合利用提供了良好的發展條件。

3 尾礦和建筑垃圾綜合利用生產的再生磚

3.1 再生磚生產的原材料選擇

再生磚生產用到的原材料包括三大類，一是水泥，二是再生骨料，三是尾礦。

水泥：可選擇普通硅酸鹽水泥，以減低水泥水化熱對再生磚質量造成的影響，保證再生磚質量，控制溫度應力裂縫。尾礦和建筑垃圾綜合利用生產再生磚工藝對水泥性能的要求如下：3天抗壓強度為16.2MPa；3天抗折強度為5.1MPa；80μm篩余為0.5%；初凝時間為195min，終凝時間為255min。

再生骨料：再生磚生產中可選用建筑垃圾做為再生骨料，為滿足再生磚質量和性能的要求，廢棄的建筑垃圾要進行破碎處理，破碎后的粒徑可分為四個級別，0～1.18mm、1.18～2.36mm、2.36～4.75mm、4.75～8mm。四個級別再生骨料的性能指標有較大差異，主要體現在以下幾個方面： 粒徑在0～1.18mm之間的再生骨料，細度模數為0.84，石粉含量占微粉含量的10.64%；粒徑在1.18～2.36mm之間的再生骨料，細度模數為1.56，石粉含量占微粉含量的5.47%；粒徑在2.36～4.75mm之間的再生骨料，細度模數為3.77，石粉含量占微粉含量的5.32%；粒徑在4.75～8mm的再生骨料，石粉含量占微粉含量的4.98%［1］。

尾礦：尾礦盡量選擇銅尾礦，其性能指標為：含水率12.1%，0.08μm篩余為47.58%。

3.2 再生磚生產過程

尾礦和建筑垃圾綜合利用生產再生磚常用的設備為自動地磚砌塊成型機，可用于生產200×100×60mm等規格的再生路面磚，強度不低于C40。按以往的經驗，再生磚生產中的基準配合比為水泥250kg、粒徑在4.75～8mm之間的再生骨料100kg、粒徑在0～4.75mm之間的再生骨料1350kg、細河砂300kg、濕度控制在14%左右。這些材料稱量之后，放入攪拌機加入一定的水，通過濕度來控制水灰比，加入細河砂的主要目的是提升再生磚的密實度和強度［2］。再生骨料0～4.75mm沒有進一步篩分。為確定最佳的配合比，需要將再生骨料0～4.75再篩分為三個等級，具體配比情況如表1所示：

表1 尾礦和建筑垃圾綜合利用生產再生磚配合比

在尾礦和建筑垃圾綜合利用生產再生磚配合比確定中要綜合考慮以下幾方面：

第1，在再生磚生產基準配合比中，細河砂的主要作用是填縫，保證再生磚具有充足的密實度。尾礦的粒徑非常小，完全可替代細河沙，可降低細河砂使用量，使用尾礦可減少尾礦儲量持續增多造成的環境壓力。可將集中配比中0～4.75mm的再生骨料，按照生產所得到的比例進行合理拆分，然后進行下一步調整【3】。在尾礦和建筑垃圾綜合利用生產再生磚配合比確定中，可參考《混凝土和砂漿用再生細骨料》規范中對細骨料的級配要求。

3.3 再生磚的強度指標分析

再生磚生產完成之后，在自然條件下養護28天，然后按照《混凝土砌塊和磚試驗方法》中的相關規定，對磚塊進行抗壓強度檢測，檢測結果為10塊再生磚的平均值，具體強度檢測結果如表2所示：

表2 再生磚養護28天后強度表

配合比對再生磚生產的質量影響較大，現有的基準配合比中物料級配的偏差較大，生產的再生磚密實度不足，再生磚內部空氣多且大，不利于強度的提升。主要原因是再生磚生產中的廢棄混凝土多為干硬性混凝土，在拌和過程中沒有形成水泥漿液。

為保證尾礦和建筑垃圾綜合利用生產的再生磚具有足夠的強度、性能指標滿足工程需求，需要對配合比進行科學合理的調整。可適當降低水泥用量，如再生透水磚生產中，主要以再生骨料、水泥等為主要原料，加入適量的外加劑、顏料、加水攪拌后壓制成型，經自然養護或蒸汽養護而成的具有較強透水性能的鋪地磚【4】。可按照不同的需求設計不同規格的再生透水磚，以調整水泥用量來控制抗壓強度在C20～C60內的變化，滿足對再生磚不同強度的要求。

4 結語

綜上所述，本文理論結合實踐分析了如何利用尾礦和建筑垃圾生產再生磚。分析結果表明，利用尾礦和建筑垃圾生產再生磚具有可行性，不但可以滿足建筑業發展對磚體的要求，還可緩解尾礦、建筑垃圾帶來的環境問題。綜合利用尾礦和建筑垃圾生產的再生磚具有成本低、經濟環保、可替代粘土磚的優點，市場前景廣闊。經LCA分析，其比粘土磚節能57.9%，CO2、CO、SO2、NOx、粉塵排放量分別減少35.1%、99.0%、86.4%、99.8%和94.2%。具有良好的發展前景，值得大范圍推廣應用。