利用城建拆出垃圾生產混凝土復合摻合料

尹 靜

（貴州省建筑材料科學研究設計院有限責任公司，貴州 貴陽 550002）

目前，我國天然骨料資源日益匱乏，而隨著城市升級改造快速發展，每年都有數億噸建筑垃圾產生，并且排放量呈現出逐年增加的趨勢，而這些建筑垃圾往往是未經過處理，直接將其填埋或者露天存放，不僅占用了土地資源，而且還破壞了水資源，影響了生態環境，嚴重制約著社會的可持續發展。不僅如此，在城市升級改造過程中，其需要使用大量的砂石骨料，而隨著砂石骨料的大量開采使用，其嚴重破壞了自然資源和土地資源，使得環境受到嚴重的破壞，而且隨著自然砂石的不斷開采和使用，其自然資源日益匱乏，使用自然砂石作為骨料生產混凝土產品，其成本較高。

本項目研究著手于建筑廢棄物轉化成綠色化混凝土用復合摻合料的研究，這種建筑廢棄物的再生利用及產業化研究能夠解決我省預拌混凝土行業高質量發展過程中混凝土用原材料的低性價比問題，也能讓建筑廢棄物的轉化成果形成完整的產業鏈條，轉化產品的結構更加科學合理；同時，建筑廢棄物的轉化研究對于提升生態脆弱區的環境質量有著重要的現實意義。因此，以推進其資源化利用進程，開展建筑廢棄物綠色化、產業化利用的系統化研究，首先是具有很好的社會效益，尤其是對減少土地占用、凈化城市環境、節約資源、促進節能減排、發展綠色化建材循環經濟具有重要意義；其次是具有良好的經濟效益，建筑廢棄物集中再利用項目示范性將帶動相關延伸產業的投資，項目推廣應用后將帶動區域內經濟的發展、財政收入、當地相關產業的發展和解決勞動力就業等方面將起到積極的推動作用。

本研究利用城建拆除垃圾集中處理，經過分選除雜、除鐵后并經一級顎破，經二級反擊破后，進行篩分精選與一定比例活性礦渣入超細粉磨機粉磨成混凝土復合摻合料。

1 城建拆除垃圾的主要組成

城建拆除垃圾的主要成分有：泥土、廢鋼筋、廢鐵絲和各種鐵質配件、管線廢料、木屑、各種木質裝飾材料、混凝土、碎磚、碎瓦、加氣混凝土砌塊及石子和塊石等，這些材料約占建筑拆除垃圾總量的80%。建筑拆除垃圾經過分撿、剔除以及粉碎后，絕大多數可作為再生資源綜合利用。廢磚、廢石、廢混凝土及廢砌塊等廢料經破碎后，再加入一定活性的礦物摻料一起粉磨，得到的微粉即可用于混凝土摻合料［1］。

2 城建拆除垃圾生產摻合料的步驟

2.1 再生骨料的生產

1）將大件廢棄鋼材選出，再采用板鏈式運輸機將建筑垃圾廢棄物輸送到顎式破碎機中破碎；

2）將顎式破碎機中破碎物料經過皮帶輸送機輸送到反擊式破碎機中破碎；

3）將反擊式破碎機中破碎物料經過皮帶輸送機送到振動篩上，將篩底料作為再生骨料，存入骨料倉；篩面料經過皮帶輸送機輸送帶立式研磨機中研磨，獲得微粉，存入微粉倉。采用顎式破碎機、反擊式破碎機聯合破碎廢棄建筑物物料，主要是使獲得的細骨料中的針片狀物料含量大幅度的降低，改善了制備的細骨料的質量，確保了在替代天然骨料配制成混凝土之后，其能夠有效的穩定混凝土的性能，提高混凝土質量；尤其將反擊式破碎機中破碎出來的物料，經過振動篩處理，促進了對骨料的整形、塑性形，進一步的降低了骨料中的針片狀成分含量，提高了骨料品質。

4）其中在皮帶輸送機上端安裝有橫向滾動式磁鐵。該橫向滾動式磁鐵的設置，使得從皮帶輸送機上吸附出來的鐵屑等物料，經過橫向滾動式磁鐵甩出皮帶運輸機上，實現清除皮帶輸送機上的鐵屑的功能，能耗低，效率高。

所述的振動篩，將再生骨料分篩成粗骨料、中骨料、細骨料和細粉料，其中：粗骨料粒徑大小為（9－30）mm，中骨料粒徑大小為（4.75－9）mm，細骨料粒徑大小為（1.35－4.75）mm，細粉料粒徑大小為（0－1.35）mm。實現了將建筑垃圾固體廢棄物制備再生骨料過程中，將制備的再生骨料進行分級處理，獲得多種粒徑大小的骨料成分；將細骨料、細粉料分離開來，實現降低制備的細骨料中粉塵含量以及針片狀物料成分，提高細骨料的可控性能。得到的再生骨料性能如表1所示：

表1 再生骨料性能指標表

2.2 復合摻合料的生產

振動篩的篩面經過皮帶輸送機與立式研磨機入口連通；立式研磨機的出口端與微粉倉連通。皮帶輸送機的上端設置有橫向滾動式磁鐵。經過將磁鐵設置成橫向，并按照橫向滾動，利用磁鐵滾動過程的作用力，實現了將皮帶運輸機上的鐵屑吸附并甩出皮帶運輸機范圍，使得鐵屑進入到鐵屑倉，得到存儲，實現回收利用。

所述的立式研磨機，在入口處設置有吊式吸鐵器。確保物料中的鐵屑成分在進入最后一個設備中前，能夠被大幅度清除，避免對立式研磨機的損壞，延長立式研磨機的使用壽命，確保微粉研磨效果較佳。活性礦渣經計量后進入立式磨機，與上述經二級破碎后的篩上料一起粉磨，即獲得混凝土復合摻合料。

3 生產工藝流程

利用城建拆除垃圾生產混凝土復合摻合料工藝流程如圖1所示：

圖1 復合摻合料工藝流程圖

4 關鍵技術點

根據城建拆除廢棄物的組分波動大的特性，找出合理可用的分選工藝、破碎工藝及設備、篩分篩選和除鐵等技術工藝，選擇合理適當的改性或矯正材料來保證產品質量穩定性，合理優化城建拆除廢棄物分選加工料的投料比例，制研成合格的、質量穩定的混凝土用復合摻合料，并分析其應用在混凝土及其制品中的耐久性最佳效果。

由于城建拆除廢棄物包含有磚、砌塊、加氣砌塊、混凝土及其制品、有機物、鋼筋、硬化砂漿、瓷粉及石膏板等較多品種，有效的物理分選是生產復合摻合料的技術難點之一；城建拆除廢棄物中部分品種還含有化學物質及潛在化學性質物質，如加氣混凝土砌塊中殘留的化學物質鋁粉等在本項目成果研究應用于綠色化混凝土中時有不利因素，如何有效抑制或科學轉化這些殘留物質也是生產復合摻合料的技術難點之一；由于城建拆除廢棄物的物理組分復雜，各批次來料組分含量波動也較大，分選處理、投料比例、產品質量穩定性和產品應用等的要求更加嚴格，因此，如何對城建拆除廢棄物的加工后篩分、對綠色化混凝土用摻合料的制備工藝及均化矯正工藝也是技術難點之一。

5 結語

其與制備普通石灰石粉用的原料有很大區別。本文采用經過精細化分選、破碎、篩分后的城建拆除廢棄物垃圾再生骨料為主要原料，添加適量活性礦渣、或石灰石等物質矯正或改性，通過調整各種物質的添加量來生產符合國家標準JG／T486－2015《混凝土用復合摻合料》、或JGJ／T318－2014《石灰石粉在混凝土中應用技術規程》、GB／T30190－2013《石灰石粉混凝土》等中的技術要求。

本文著手于建筑廢棄物轉化成綠色化混凝土用復合摻合料的研究，這種建筑廢棄物的再生利用及產業化研究能夠解決我省預拌混凝土行業高質量發展過程中高性能混凝土用原材料的低性價比問題，也能讓建筑廢棄物的轉化成果形成完整的產業鏈條，轉化產品的結構更加科學合理；同時，建筑廢棄物的轉化研究對于提升生態脆弱區的環境質量有著重要的現實意義。因此，以推進其資源化利用進程，開展建筑廢棄物綠色化、產業化利用的系統化研究，首先是具有很好的社會效益，尤其是對減少土地占用、凈化城市環境、節約資源、促進節能減排、發展綠色化建材循環經濟具有重要意義；其次是具有良好的經濟效益，建筑廢棄物集中再利用項目示范性將帶動相關延伸產業的投資，項目推廣應用后將帶動區域內經濟的發展、財政收入、當地相關產業的發展和解決勞動力就業等方面將起到積極的推動作用。