梅州市建筑废弃物再生利用研究

邓棣元，张灵辉，郑媛，丁晓灿

（嘉应学院土木工程学院，广东梅州514015）

梅州市建筑废弃物再生利用研究

邓棣元，张灵辉，郑媛，丁晓灿

（嘉应学院土木工程学院，广东梅州514015）

研究分析梅州市混凝土运输车洗涮废水和废弃混凝土对新拌混凝土力学性能的影响。结果表明：洗车废水呈碱性，将其替代部分自来水拌制混凝土，会引起新制混凝土强度降低；在流动度恒定的条件下，用火灾后废弃混凝土作骨料时，混凝土用水泥浆体量增加而强度则降低，建议掺入量以小于35%为宜。

建筑废弃物；洗涮废水；混凝土；强度

建筑废弃物是城市快速发展的附产物，包括建筑弃土、废旧砖头、废旧混凝土块、散落的砂浆及混凝土、少量的钢材、木材、玻璃、塑料和各种包装材料，除了钢材、塑料和部分木材及包装材料被回收利用外，其中的绝大部分均被作为垃圾处理。按照目前的处理方式，不仅耗费大量土地资源，并且对周边土壤、空气和地下水有不同程度污染，严重破坏当地生态环境[1-4]。因此，如将废弃物作为资源再利用，则对于减少能耗、保护环境和实现可持续发展具有重要意义。

随着梅州市社会经济的快速发展，建筑业也获得了巨大的发展，从“十一五”—“十二五”期间培育壮大了一批本土建筑企业，并引进碧桂园、万达、富力等大型建筑企业来梅州开展投资活动。在建筑业发展的同时，也应注意到建筑业所带来的资源及能耗的困惑，特别是目前梅州市正积极推进江南新城和嘉应新区的建设活动，所面临的建筑废弃物产生及处理问题。通过走访调查方式对施工现场和拆迁现场的建筑废弃物产生情况进行调查分析，如果建筑废弃物按照每1万m2施工面积产生5 000～6 000 t，拆除1 m2产生1.3 t，装修1 m2产生0.1～0.4 t测算，再加上滑坡等灾害不可抗拒力造成的部分[5]，根据梅州市目前施工技术水平相对落后的现状，对施工和装修产生的废弃物量取值为上限，装修面积按当年竣工面积的50%计算。则从2008—2013年梅州市建筑废弃物累计产生达到1亿t。2008—2013年梅州市房屋建设及废弃物产生情况如表1所示。

表12008 —2013年梅州市房屋建设及废弃物产生情况

梅州市建筑废弃物的处理采用最直接的露天填埋或堆放方式，占用了大量的土地资源，这与梅州山多地少的现状形成矛盾，因此，从探索混凝土运输车洗涮废水和废弃混凝土再利用的工艺参数开始，实现建筑废弃物的再生利用就很有必要，以期对梅州地区建筑废弃物资源化提供参考。

1 实验

1.1实验材料

水泥：梅州八环水泥厂生产的复合硅酸盐水泥（P·C 42.5）；

标准砂：厦门艾思欧标准砂有限公司生产的ISO标准砂，编号GB/T17671；

天然砂：取自梅州市区某混凝土搅拌站天然河砂，细度模数为2.7的中砂；

混凝土洗涮水：取自梅州市区某搅拌站内混凝土运输车冲洗沉淀池的废水；

废弃混凝土：房屋拆迁、道路重修过程中产生的废弃混凝土碎块。

1.2实验方法

再生骨料制备：首先废弃混凝土用机械式破碎机进行破碎处理，并用清水冲洗干净后在烘干箱内100℃烘干1 h，保持干燥。参照GB/T25176-2010《混凝土和砂浆用再生细骨料》要求，对废弃混凝土各粒径颗粒进行人工级配，使其符合中砂要求，结果如表2所示。然后再将人工级配完善的废弃混凝土骨料置于高温炉中，分别于800℃、600℃和300℃煅烧1 h后冷却作为骨料，模拟火灾后混凝土作再生骨料。

表2 颗粒级配

试块制备：参照《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T 17671-1999）、《混凝土和砂浆用再生细骨料》对胶砂的实验要求，制成40 mm×40 mm×160 mm试块，置于标准养护箱内养护，并测试28 d强度。

2 实验结果与讨论

2.1骨料需水量比及强度比

再生骨料的需水量比及强度比是其适用性的两个重要指标。保持流动度在130±5 mm范围内，根据再生胶砂用水量与基准胶砂用水量之比可获得再生骨料的需水量比，并分别测定28 d抗压强度，可求得强度比（再生胶砂28 d抗压强度/基准胶砂28 d抗压强度），结果如表3所示。

表3 再生骨料的强度比和需水量比

从表3中可得，胶砂比为1∶2.5条件下，再生废砼作为骨料时，需水量比随着再生骨料用量增加而增大，而强度却呈下降趋势。需水量比从1增加到1.47时，强度比从1下降至0.61，强度损失了39%。设计配合比时骨料按中砂配置，由表4可知，100%采用再生骨料时，需水量比为1.47，强度比为0.61，达不到表4中所规定的次之（Ⅲ）类中砂应大于0.75的要求；只有当废弃混凝土骨料掺入量小于35%时，需水量比及强度比两个指标才能高于次之（Ⅲ）类，并符合中等（Ⅱ）类中砂的要求。但总的来看水泥需用量会较大。

表4 再生胶砂的需水量比及强度比规定

2.2洗刷水对再生混凝土性能的影响

根据建筑用混凝土用水标准（JGJ63-2006）的要求，将取自搅拌站内混凝土运输车冲洗沉淀池的洗涮水静置后，取其上清液进行水质相关指标测试，结果如表5所示。

表5 洗涮水的水质指标测试

由表5可知，洗涮水上清液酸碱度（PH值）、硫酸根离子（SO42-）浓度、氯离子（Cl-）浓度指标满足钢筋混凝土用水要求，但其中的pH值较高，为8.28。当采用含有碱活性骨料时,会比较容易形成碱集料反应,从而将导致混凝土强度降低[6]。

表6 洗涮水对混凝土强度的影响

根据表6可得，洗涮水会造成混凝土强度的降低。随着洗刷水掺量的增加，抗折强度由4.5 MPa降至4.1 MPa，抗压强度基本上是在C30左右，能达C30的要求。但当全部分采用洗涮水时混凝土抗折和抗压强度都有大幅下降，抗压强度只有28.7 MPa。因此，混凝土洗刷水应用对混凝土强度还是有一定影响。抗压强度与抗折强度之间关系比较符合洗涮水与自来水的比例（1∶3）。即参考掺量≤30%比较合适。这与其他研究结果相同[7]。

2.3废弃混凝土骨料对再生混凝土的影响

废弃混凝土破碎后，用水洗干净置于100℃烘干1 h，保持干燥。然后进行人工级配，使其符合中砂要求，并将其放入高温炉中，分别于800℃、600℃和300℃煅烧1 h后冷却，模拟混凝土受火灾作用后再生利用对混凝土的影响，结果如表7所示。

表7 再生骨料对混凝土性能的影响

由表7可得，经过较高温度煅烧后的混凝土作为再生骨料，使新拌混凝土抗压强度降低，随着温度的升高强度呈下降趋势。并且用火灾废弃砼作为再生骨料时，为保证胶砂流动度在130±5 mm范围内，水泥的用量需达到510 g以上，其中800℃煅烧后的用量更高达590 g，此时，混凝土28 d抗压强度才能达到C20要求。并且比常温废弃砼作骨料时的强度（37.6 MPa）低。主要是由于再生骨料破碎过程中在外力作用下，使其孔隙增大，裂纹增多。另一方面，废弃混凝土骨料外表面包裹着水泥水化产物，被封闭的气泡在热力作用下破裂，孔隙也会增加。虽然有足够多的水泥浆体包覆骨料，但在振捣时水泥浆体还是不易进入孔隙内或者渗透进孔隙胶结也较为疏松，造成整体强度较低现象。

废弃混凝土掺入量对再生混凝土抗压强度会产生影响，如图1可知，随着掺入量的增加，强度呈现下降趋势。掺入量与强度下降幅度之间不构成线性关系，为曲线变化。因此，从掺入量来看，对再生骨料的应用会造成影响，根据实验，废弃混凝土作为再生骨料时掺入量以小于35%为宜，否则水泥用量会大幅上升。

图1 掺入量对强度的影响

3 结论

（1）废弃混凝土破碎后经过人工级配能符合建筑

用中砂的要求，可再生用于拌制混凝土。但强度比较低，需水量比较大，为满足流动度要求，会增加水泥的总用量。

（2）洗涮水酸碱度（pH值）、硫酸根离子（SO42-）浓度、氯离子（Cl-）浓度指标能满足钢筋混凝土用水要求，但其中的PH值较高。当采用含有碱活性骨料时会比较容易形成碱集料反应，从而将导致混凝土强度降低。

（3）再生骨料掺入量对混凝土抗压强度会产生影响，随着掺入量的增加，强度呈现下降趋势。根据实验情况，废弃混凝土作为再生骨料时，掺入量以小于35%为宜。

[1]仓定仲，仓定稳.再生混凝土研究现状[J].科技经济市场，2014 (1):69-70.

[2]权宗刚.地震后建筑垃圾资源化技术及其在重建中的应用探讨[J].房建材料与绿色建筑，2008(9):92-95.

[3]孙丽蕊，陈家珑.欧洲建筑垃圾资源化利用现状及效益分析[J].建筑技术，2012(7):598-600.

[4]吕智英.混凝土再生骨料的研究动态与发展趋势[J].混凝土，2010(6):77-82.

[5]孙金颖，张国东，冯建华，等.国外建筑垃圾回收回用政策对我国的借鉴研究[C].第十届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集，2014:1-7.

[6]苏达根.土木工程材料[M].北京:高等教育出版社，2012.

[7]李小玲.搅拌站废水对不同强度等级的泵送混凝土性能影响研究[D].西安:西安建筑科技大学，2011.

浙江丰利废塑料利用装备进入浙江高端装备发展重点领域（2015）

日前，浙江省经信委发布了《浙江省高端装备制造业发展重点领域（2 0 1 5）》的通知，旨在进一步推动全省高端装备制造业发展，加快重点领域突破，提升装备制造业整体水平。国家高新技术企业浙江丰利粉碎设备有限公司研发的“废塑料复合材料回收处理成套设备及综合利用技术装备”入选其中，列为第五类大型环保、节能及资源综合利用设备，成为重点发展的资源综合利用技术装备。

这是该装备相继入选《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录（2 0 1 4年版）》、《产业结构调整指导目录》（2 0 1 3修正）、《环保装备“十二五”发展规划》、2 0 1 2年浙江省装备制造业重点领域首台（套）之后的又一荣誉。

废塑料回收再利用是典型的循环经济产业，当前我国塑料废弃量呈现逐年增加态势。废塑料复合材料更是一座亟待开发的富矿，其蕴含丰富的塑料、金属（铝）、纤维等多种可利用物。废塑料、废橡胶、废弃电器电子产品的资源化利用等资源循环利用重点领域技术和装备，已列入了国家发改委、科技部、工信部等六部委发布的《重要资源循环利用工程（技术推广及装备产业化）实施方案》，进行重点研发和推广，前景看好。

此次入选的项目突破了粉体化回收废塑料技术（不会改变化学成分，造成二次环境污染）；高压静电分选技术；智能化自动控制技术和贵金属提取技术等关键技术。从而有效破解铝塑复合膜、铝塑板、塑料复合膜、光缆电缆等复合制品的回收处理这一亟待解决的社会化问题，攻克了国内无法用物理方法来解决废塑料复合材料回收利用的技术难题，实现资源再生综合利用，为废塑料复合材料回收利用提供强有力技术支撑的绿色环保装备。回收后的塑料组分具有纯度高、性能好、金属（铝等）回收率及纯度高等特点，是废铝塑复合材料回收利用技术发展的方向。项目市场产业化前景广阔，不但实现了资源再生综合利用，还解决了废塑料造成的“白色污染”。（吴红富）

Reuse of construction waste in Meizhou

DENG Diyuan,ZHANG Linghui,ZHENG Yuan,DING Xiaocan
（Jiaying University,Meizhou 514015,China）

The effects on the concrete mechanical properties of transport cart washing waste water and waste concrete were studied.The results showed that washing waste water,which was alkaline,would cause strength reduction of concrete prepared;Under the condition of constant fluidity,when waste concrete from fire was used,the strength would reduce with increasing waste material,so it suggested the mixed quantity would be less than 35%.

construction waste;waste water;concrete;strength

X799.1

A

1674-0912（2015）03-0038-04

2015－01－24）

2014年广东省质量工程项目（GDJG20142451）；2013年广东省大学生创新创业训练项目（1058213047）

邓棣元（1992-），男，广东惠州人，本科生，专业方向：土木工程

张灵辉（1974-），男，广东梅州人，博士研究生，讲师，研究方向：土木工程管理教学及研究。