再生骨料生產(chǎn)模式研究

0缺少再生混凝土的技術(shù)指標歐洲、美國和日本等國家對再生混凝土進行了長期研究，將殘混凝土的使用減少到相當大的范圍內(nèi)。中國北京、上海等大城市對廢物混凝土處理的要求越來越緊迫，需要設(shè)計合理且可大規(guī)模使用的再生骨料生產(chǎn)工藝。在中國的大多數(shù)中部和城市，也存在大量的建筑垃圾。然而，由于缺乏相關(guān)的節(jié)能混凝土示范技術(shù)，殘余混凝土難以回收和使用，不斷堆積的建筑垃圾給社會帶來了巨大壓力。此外,目前一些大規(guī)模的適用于固定生產(chǎn)的再生骨料工藝流程,由于初次投入費用高,很難在一些中小型城市與企業(yè)單位實施。因此,有必要對再生骨料的生產(chǎn)作進一步研究,尋找經(jīng)濟、適用、合理的生產(chǎn)方法。1風力機再破碎法根據(jù)有關(guān)資料報道,國外再生骨料的生產(chǎn)工藝基本為:首先對廢棄混凝土預處理,然后通過兩次破碎、兩次篩分得到不同粒徑范圍的再生骨料。日本學者提出了采用高溫預處理后再進行破碎的工藝。我國一些學者[3~4]提出了采用風力設(shè)備進行再生骨料分級,可得到0.15mm以下微粉;李惠強與杜婷等建議對廢棄混凝土進行二級破碎、篩分,然后對再生骨料進行強化后再利用;肖建莊建議的再生骨料生產(chǎn)工藝,對廢棄混凝土進行了三次破碎、篩分,并強調(diào)了對再生骨料的沖洗作用。上述國內(nèi)外學者建議的生產(chǎn)工藝,大都需建立龐大而固定的骨料加工中心,包括對不同來源的廢棄混凝土進行集中回收和加工處理,并不適合在中小型城市及各類企業(yè)中采用,從而使得再生骨料的推廣運用極為緩慢。2生產(chǎn)工藝中殘留骨料的要點2.1再生骨料的預處理廢棄混凝土中常常含有眾多雜質(zhì),如鋼筋、塑料、玻璃、木材、瀝青、泥砂、有機物等。首先,可以通過人工方法去除大塊雜質(zhì),如剝離鋼筋等;其次,在初次破碎后,可通過磁性篩選、非磁性篩選方法除去再生骨料中的大部分雜質(zhì);然后,利用篩分機對再生骨料進行多次篩分,以清除5mm以下碎料;最后,可利用沖洗法除去附著泥屑、有機物質(zhì)等。對于來源較特殊的廢棄混凝土,如常常使用除冰鹽的公路混凝土、海洋工程所用混凝土等,往往含有較多的氯化物,可根據(jù)氯離子水溶性高的特點,用水對再生骨料進行反復沖洗,使氯化物含量降低。2.2廢棄混凝土破碎在清除再生骨料中雜質(zhì)的同時,合理的破碎與強化工藝是提高再生骨料品質(zhì)的重要保證。根據(jù)目前研究情況,提高再生骨料品質(zhì)的可行方法有以下幾種:(1)加熱后再破碎。再生骨料加熱到適當溫度后,其中的水泥砂漿部分會變脆,與原來的天然骨料的粘結(jié)力降低,再破碎時,可以將薄弱的水泥砂漿有效分離,合適的加熱溫度為300℃。但這種方法也存在產(chǎn)品質(zhì)量控制、能耗、成本問題。(2)進行多次破碎。在廢棄混凝土破碎過程中,天然骨料-水泥砂漿界面處往往容易形成裂紋,使粘結(jié)力降低,通過多次破碎,可以盡可能地將天然骨料與水泥砂漿分離。此外,通過多次破碎及篩分,可以消除較弱的再生骨料,降低砂漿附著量,使壓碎指標值降低,改善顆粒表面形態(tài)以及減少針片狀含量。(3)化學強化。可采用一些材料(如聚合物、有機硅防水劑、純水泥漿、外摻Kim粉、外摻Ⅰ級粉煤灰等)對再生骨料進行浸漬、淋洗、干燥等處理,使再生骨料得到強化。3結(jié)合移動和分類的特殊生產(chǎn)模式的提出3.1凝土加工技術(shù)目前,再生骨料生產(chǎn)多采用龐大而固定的加工中心,然而這種生產(chǎn)模式具有很大的局限性:一方面廢棄混凝土的來源廣,分布的離散性大,回收困難且成本較高;另一方面,建立龐大的固定加工中心需要較多設(shè)備與一次性投資。而建立小型、簡單、臨時、可移動的生產(chǎn)加工車間具有節(jié)約成本、減少污染等優(yōu)點。由此,筆者提出了移動式再生骨料生產(chǎn)模式與分類專門化生產(chǎn)模式,同時也可用這兩種模式相結(jié)合進行生產(chǎn)。3.2素質(zhì)型再生混凝土車間移動式再生骨料生產(chǎn)模式,即在大規(guī)模建筑物拆遷地點建立起小型、臨時、活動的生產(chǎn)車間,可以就近對廢棄混凝土進行加工,通過雜質(zhì)清除、破碎、篩分等工序,生產(chǎn)出再生骨料。這種模式具有靈活、簡單的優(yōu)點,可根據(jù)再生骨料的應用要求選擇適當?shù)纳a(chǎn)工藝流程。3.3同生產(chǎn)工藝流程進行加工制作分類專門化生產(chǎn)模式,即對不同類型廢棄混凝土分類回收,采用不同的生產(chǎn)工藝流程進行加工制作。這種方法可以減少不必要的相關(guān)工藝,針對薄弱環(huán)節(jié)重點改進,可以有效節(jié)約成本、提高骨料性能。筆者根據(jù)廢棄混凝土中的雜質(zhì)情況,將廢棄混凝土分為四類,見表1。4各種殘余混凝土的生產(chǎn)工藝建議4.1回收廢水處理裝置這類廢棄混凝土性能較好,主要來源有攪拌站、各類實驗室、施工單位等留置及試壓后的混凝土試塊及其它純混凝土塊。這類廢棄混凝土往往定期來源于一些固定地點,回收方便,且存有一定的數(shù)量積累。由于這類廢棄混凝土基本無雜質(zhì)、尺寸較小,可以減少因人工破碎、篩分、磁性分選、雜物分選等帶來的昂貴費用,但回收過程中需控制好對這類廢棄混凝土的質(zhì)量。以混凝土試塊為例,其中如若有作氯鹽滲透等試驗的試塊,必須作為第Ⅱ類或第Ⅳ類廢棄混凝土來處理;含有鋼筋的應作為第Ⅲ類廢棄混凝土處理。建議此類再生骨料生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。4.2廢棄路面混凝土的利用這類混凝土常常含有塑料、木料、瀝青、泥砂等雜質(zhì),主要來源有維修、改造路面混凝土塊。這類廢棄混凝土數(shù)量巨大,國內(nèi)已經(jīng)對這類混凝土進行過利用,如對合寧高速公路、湖北襄樊市改造中的廢棄路面混凝土的應用。這類廢棄混凝土可以減少人工篩分、磁性分選等工藝,但考慮到路面混凝土有可能因除冰鹽影響導致氯化物含量過高的特點,可以通過多次沖洗與長期暴露放置的方法來降低氯化物含量。建議此類再生骨料生產(chǎn)工藝流程如圖2所示。4.33廢棄混凝土這類廢棄混凝土雜質(zhì)較多,且內(nèi)部存有鋼筋,所以清除工藝較復雜。筆者提出了一套生產(chǎn)工藝流程,見圖3。4.4盡量選用具有良好性能的再生骨料這類廢棄混凝土常常含有大量不易清除的雜質(zhì),如含有大量泥漿、木屑、石膏等雜質(zhì)及氯鹽、硫酸鹽、氧化鎂等有害物質(zhì),性能差。若要制成較高品質(zhì)的再生骨料,必然會大大增加投入。筆者建議不宜采用這類廢棄混凝土制造的再生骨料配置混凝土。在進行一次性破碎、篩分后,即可對它們進行低級利用,如鋪設(shè)場地、改良土壤等。4.5定的問題與困難，有的改目前,上述再生骨料生產(chǎn)模式在實踐中有一些運用,但進行大量推廣和運用仍存在一定的問題與困難。一方面,目前尚缺少有關(guān)再生骨料的規(guī)范與標準,企業(yè)對再生骨料的制造與應用還存有疑慮;另一方面,就經(jīng)濟效益而言,其生產(chǎn)工藝需要一定的初期投入,而后期廢棄混凝土的回收利用會存在一定的變數(shù),缺少可供參考的相關(guān)應用先例。5再生骨料生產(chǎn)工藝設(shè)計(1)建議采用移動式和分類專門化的模式來生產(chǎn)再生