建筑廢棄物的多元化再生利用*

鐘 恩，蔡慶軍，李天隆，鄭少星，常 亮

(中國建筑第八工程局有限公司華南分公司，廣東 廣州 510663)

1 建筑廢棄物概況

深圳寶安國際機場衛星廳及配套工程位于該機場T3航站樓北側，其中衛星廳占地面積約16.3萬m2， 總建筑面積23.89萬m2，建筑高度27.65m，屬于公共交通建筑。根據設計圖紙和施工現場需求，本項目在施工中產生混凝土等建筑廢棄物約10萬m3，主要來源既有隧道、既有地下連續墻、混凝土內支撐、場內臨時道路、堆場硬化等。在環保形勢日趨嚴峻的大環境下，各級政府相繼出臺建筑廢棄物分類管理和減量排放政策與要求。基于項目產生大量建筑廢棄物的情況，創新建筑廢棄物處理方式，提高建筑廢棄物的資源化利用迫在眉睫。

2 建筑廢棄物再生利用現狀調查

項目最初將地下連續墻、內支撐、樁頭等大塊廢棄混凝土塊采用炮機破碎解體，用作臨時道路路基后再被破除外運。而大部分堆場、臨時道路硬化產生的廢棄混凝土無法被利用，破除后只能當作建筑垃圾被外運，此途徑單一且利用率低(見表1)。同時深圳市建筑垃圾受納場容量有限，垃圾外運成本高昂，亦會帶來環境保護等問題。

表1 混凝土廢料處理方式和利用率

3 建筑廢棄物減量化及資源化方向

經多次考察和調研，為降低建筑垃圾外運成本且綠色環保，決定借鑒房屋拆除項目中破碎篩分的經驗，引進移動式破碎機進入施工現場，對整個施工過程中產生的固體建筑廢棄物進行減量化處理。經過探索和試驗，最終實現建筑廢棄物減量化破碎、再生石粉全自動壓磚、再生碎石混凝土、再生水泥穩定碎石集配等技術，可對建筑廢棄物進行綜合再生利用，拓寬建筑廢棄物資源化利用方向。建筑廢棄物減量化和資源化利用如圖1所示。

圖1 建筑廢棄物減量化和資源化利用

4 建筑廢棄物減量化破碎技術應用

建筑廢棄物減量化破碎技術是利用炮機、破碎機等機械外力，破碎和篩分大體積的建筑廢棄物，將固體廢棄物中包裹的廢舊鋼筋、集料等目標產物分離出來的技術，是實現建筑廢棄物再生利用的基礎。廢棄混凝土通過建筑廢棄物減量化破碎車間，按照炮機→鄂式破碎機→圓錐破碎機和錘破機的順序進行分級破碎篩分后，拓展再生粗集料及細集料應用范圍，逐步提升可再生利用率。

1)炮機 在場外使用炮機將大體積廢棄混凝土塊解體后，挑選出鋼筋。炮機破除后，廢棄混凝土塊大致為300～500mm，基本滿足后續各種機械加工處理要求。喂料合適尺寸為600～3 000mm，破碎出料尺寸為150～500mm，因炮機破碎后集料尺寸較大，故主要可用于臨時道路路基等。

2)鄂式破碎機 采用鄂式破碎機對經炮機處理過的廢棄混凝土進行再一次破碎篩分。鄂式破碎機工作方式為曲動擠壓型，隨著電動機連續轉動而破碎機動鄂作周期運動壓碎和排泄物料，實現流水線生產。喂料合適尺寸為100～300mm，破碎出料尺寸若為20～50mm，可用作換填、道路水穩層、場坪回填級配石等；若為石粉，可用于機電管溝周邊回填、再生磚等。

3)圓錐破碎機、錘破機 采用圓錐破碎機和錘破機將鄂式破碎機破碎后的混凝土碎石，進行再次破碎篩分，將剩余粒徑較大的物料在圓錐破碎腔中進行全方位的擠壓、剪切和揉搓，以達到物料破碎和自碎的目的，然后將物料分級篩選成粗集料和細集料等。圓錐破碎機、錘破機可通過更換定錐襯板、動錐襯板、篩網等適應大范圍產品粒度要求。喂料合適尺寸為30～50mm，破碎出料尺寸為15～30mm，可用于換填、道路水穩層、場坪回填級配石、再生混凝土集料等。

破碎站由炮機+鄂式破碎機+圓錐破碎機+篩分機+錘破機等組合而成，廢棄混凝土處理量達500～700m3/h，可高效處理建筑固體垃圾。可將建筑垃圾經破碎加工篩分后的粗細集料用作再生免燒磚、再生混凝土集料、道路基層填鋪料等。

5 再生石粉全自動壓磚技術應用

再生石粉全自動壓磚技術是破碎建筑廢棄物后，產出石粉、碎渣等細集料的技術。通過配料機、壓磚機、疊磚機等機械進行深加工處理，將細集料、水泥、水按不同比例配合，生成多品種免燒再生磚，如標準磚、承重空心磚、輕集料空心磚、步道車道組合免燒再生磚、草坪免燒再生磚、護岸免燒再生磚等，可按需要的形狀和尺寸制作模具。

本項目壓磚機每小時可生產約10 000塊再生免燒水泥磚。因配合比的原因，抗壓、抗折指標達不到設計要求，最開始生產的磚僅能用于臨時排水溝、集水井等臨時設施。通過專家指導，經多次試配驗證后得到合適的配合比，提升產品性能，最終達到MU15設計強度要求，再生免燒磚經檢測合格后應用于現場砌體工程。

6 再生碎石混凝土技術應用

再生碎石混凝土技術是指將建筑廢棄物經過破碎、篩分、清洗后，部分或全部代替砂石等天然粗集料，再按比例加入水、水泥等膠凝材料，與級配混合生產出新混凝土的材料再生技術。再生集料配料由裝載車上料，配料機給料；雙臥軸強制式攪拌機進行攪拌；由水泥筒倉儲存水泥，螺旋機輸送；水泵供給水，整個過程由電控系統自動完成。

本項目再生混凝土攪拌站生產能力約30m3/h，同時因再生粗細集料性能不佳，易出現離析、強度增長慢等情況，需選擇合適的粒徑驗證配合比和試壓，通過檢測坍落度、進行多次適配、添加外加劑等措施，試壓強度等指標達到C20標準。主要應用于臨時道路、場地、臨時建筑基礎等硬化中。

7 再生水泥穩定碎石集配技術

再生水泥穩定碎石集配技術采用配料供給系統、自動供水系統、攪拌系統、電氣系統、水泥供給倉、斜皮帶機、成品儲料倉裝置系統等，組成模塊化水穩生產線。整個過程由電氣系統自動完成，WCZ-600型再生碎石水穩站生產能力約600t/h(見圖2)。經配合比設計和試驗，該再生水泥穩定碎石基層的壓實度、彎沉值、7d無側限抗壓強度等指標均滿足要求。該項目中小市政管井、管道周邊約3.5萬m3石粉回填、服務車道約6.5萬m3的水泥穩定碎石集料，均由此生產提供。

圖2 再生碎石水穩站生產線

8 實施效果

通過分階段組合搭配鄂式破碎機、圓錐破碎機、錘破機、壓磚機、攪拌機、水穩站等，形成建筑廢棄物減量化破碎核心技術。將固體廢棄物再生的粗細集料用于再生免燒磚、再生碎石混凝土、再生水泥穩定碎石基層等，初步實現就地取材、就地消化，實現固體廢棄物的零排放。

目前項目對廢棄混凝土塊的再生利用，已從破碎回收低利用率與低附加值的方式，變為用作再生免燒磚、再生碎石混凝土、再生道路水穩層等高附加值的再生利用方式，大大提高綜合利用率。如堆場硬化的廢棄混凝土再生利用率為94%，臨時道路硬化的廢棄混凝土再生利用率為96%，隧道地下連續墻、內支撐拆除廢棄再生利用率為98%，破樁頭再生利用率為95%，既有結構被拆除廢棄混凝土再生利用率為98%，零星硬化再生利用率為92%。

建筑廢棄物減量化破碎技術，及再生石粉全自動壓磚、再生碎石混凝土、再生水泥穩定碎石集配技術，使建筑固體垃圾的處理率>95%，既解決建筑垃圾，又促進成本回收，是實現建筑垃圾減量化、無害化、資源化的重要途徑。

壓磚機壓制成的再生免燒磚、攪拌機攪拌制成的再生碎石混凝土、水穩站生產的再生水泥穩定碎石集料的原材料及制造成本較低，且質量有保證、綠色無污染，符合當代綠色施工、資源節約、可持續發展的建筑理念。

9 結語

建筑廢棄物常通過破碎機生產再生石粉和碎石，經濟附加值不高，故對再生材料進行深加工，生產高附加值產品，是建筑廢棄物再生利用的探索方向。

建筑廢棄物產生的再生材料，其強度、吸水率較其他膠凝材料的水化反應等性能，呈不穩定及不確定缺陷。如何通過技術手段，保證再生材料的性能穩定，是再生材料資源化利用的難點。

再生材料應具備相應檢測報告、合格證等，且征得設計單位允許，但目前相關依據及檢測標準并不完備，國家需在政策層面給予支持。

建立建筑廢棄物再生利用綜合處理中心，需要足夠的原材料及生產場地、同時還需要豐富的再生料使用需求，才能實現從原材料→生產→項目的閉環鏈條，實現零排放。同時由于對噪聲、揚塵等管控要求高，在城市內很難找到符合條件的生產場地，普通項目難以同時具備上述條件。若想規范管理建筑廢棄物從減量化處理到資源化利用，再到市場化運作的方向，可從政府層面進行集中規劃，探索區域市場化運營模式。