建筑垃圾在生态砖瓦生产中的再利用

寿光市鑫弘规划技术服务有限公司 卢传强

生态砖瓦的出现在一定程度上减少了日常砖瓦生产过程中产生的建筑垃圾，这是由于日常砖瓦生产过程中会产生不满足要求的产品，比如废砖瓦等建筑垃圾，但是在第二次材料添加过程中，会通过材料粉碎成耐火的细粒，取代好的原料进行再次利用。但是当前的废旧砖瓦等建筑垃圾在日常的砖瓦原料添加中含量较低，从而导致建筑垃圾的利用率特别低，很多建筑垃圾会被直接当作废料处理，这无疑给环境治理增加了较大的难度。随着人们环保意识的提高，如何更高效地利用建筑垃圾进行砖瓦的生产已经渐渐实现，希望通过本文的介绍，可以让大家对建筑垃圾的产生以及危害有一定的认识，与此同时，也能够进一步提高人们对生态砖瓦生产工艺的认识，更好地推动建筑垃圾的回收利用。

一、建筑垃圾的组成及其危害

（一）建筑垃圾的组成

近几十年来，我国建筑类型多种多样，建筑垃圾的主要成分也从混凝土转变为砖块再转变为混凝土，碎片通常包括来自旧建筑物的碎片和建筑残渣。在石材建筑中，砖和砾石是主要的废物，其余的主要包括木材、玻璃和矿渣。当前的建筑结构形式多是由混凝土制成，混凝土废料占建筑废料的50%至60%，其余为金属和塑料废料。目前垃圾填埋处理较为普遍，处理时间过长，无法使垃圾产生和处理形成平衡。埋在地下的垃圾通过化学和物理作用产生大量污染物，降低地下水、河流、土壤和空气的质量，增加污染物的扩散半径。

（二）关于建筑垃圾的严重危害

建筑垃圾的低回收率和处置率进一步加剧了垃圾数量和规模，严重危害了世界生态系统的平衡，从而造成了极大的破坏，其产生的危害主要体现在以下几个方面：（1）占用大量土地资源，污染土壤。我国人口稠密，建筑垃圾回收非常有限。目前，这些处理垃圾填埋场建筑垃圾的大型方法占用了大量土地，进一步减少了人均可用面积。同时，建筑垃圾的堆积严重破坏了土壤结构，增加了土壤中重金属的含量，对植物的生长产生负面影响，降低了土壤生产力。（2）地表水和地下水的污染。渗滤液经自然发酵浸泡在天然水介质中，雨水和垃圾填埋场的渗滤液呈高碱性、高污染，富含重离子。这些渗滤液进入地表水和地下水，污染天然水体，破坏水生生物的生长环境，进入食物链，对人体健康产生一定影响。我国大部分垃圾填埋场在郊区和农村，如果这些残留物堆积不能及时处理，就会产生异味，沙尘还会严重破坏城市的外观和景观，堆积的区域是一个庞大的卫生盲区[1-2]。

二、建筑垃圾再生利用的重要性

我国城镇住房年建筑面积超过6.5亿平方米，随着建筑规模的不断增加，建筑垃圾日益增多，将达到500-7亿立方米，施工过程中仅堆积500顿至600吨碎石。我国现有建筑总面积超过400亿平方米，预计到2030年新增建筑面积500亿平方米左右。以此推算，我国现有建筑面积将至少产生20亿吨建筑垃圾。

三、发展生态砖瓦是实现低碳经济的需要

（一）节能

所谓绿色建筑包括“节能、节水、节地、节材”四个主要内容，其主要目的是有效提高整个建筑的性能和舒适度。换言之，绿色建筑是以保证建筑的功能性和舒适性为前提，以经济为主，发展与经济并举。一系列的规划、设计、施工、使用和维护，最大限度地减少能源、土地、水、材料等资源的消耗，让资源只要需要就可以满足绿色建筑资源节约和循环利用的目标。

科学的建筑规划和实用的功能分区，可以通过规划设计适应建筑的朝向，提高建筑外层的保温性能，从而降低能耗。

（二）节地

（1）合理规划建设用地，尽可能少地使用耕地、使用休耕地等。

（2）在保证建筑舒适、功能齐全的前提下，合理规划居住区，提高单元建筑的土地利用率。

（3）通过设计优化和改进建筑结构，增加有效占地面积；善用地下空间，改善土地利用；延长建筑寿命，减少重复施工；合理管理建筑体型，集约有效利用土地资源。

（4）合理分配居民区绿地，增加单位绿地数量。开发立体空间，减少停车位，创造更大的生活空间。

四、建筑垃圾再利用处理工艺及流程设计

（一）破碎工艺

初级破碎是拆解垃圾处理的第一步，破碎是重要的辅助任务之一，废料被切碎成大小均匀的小块，物料之间的距离相对越小，节省的空间越大、运输量越大。此外，破碎的建筑垃圾对于提高后续分拣作业的效率和质量非常重要。由于材料的不同，磨床的种类也不同，根据工作对象、结构和原理的不同，可将破碎工艺分为粗加工、中加工以及精加工。破碎工艺主要用于破碎工作，一次可处理直径1m以上的碎石，主要用于散状物料的初级破碎。中型破碎一般需要对直径350毫米以下的建筑垃圾进行加工、破碎，破碎速度在3到20左右，有的高达30。大中型粉碎机也可用于细磨，破碎机用于破碎粒度为2-60毫米的废颗粒，破碎后的粒度为0.1mm至0.3mm，破碎速度超过1000。

（二）筛分工艺

筛分是建筑垃圾回收过程中不可或缺的一部分。根据建筑垃圾颗粒物的回收利用要求，主要目的是对粒径范围为0mm至45mm的颗粒物进行分级。筛选是初筛和复筛之间的一个中间过程，在初筛之前要经过多次筛选。辅助筛在预粉碎前后过滤细粉，并将其转化为可重复使用的原料，不符合再利用规范的废物将被切碎或分类三遍，以达到回收和再利用的标准。破碎后的筛分主要是从最终破碎的物料中分离出大小颗粒，得到不同规格的可重复使用的原料。特别是破碎时的筛分不仅可直接得到细颗粒，而且防止过度破碎，提高破碎效率。分选和破碎选项用于再生骨料的分选。筛分工作有两种，即布料筛分和湿式筛分。对低水分含量进行干式筛分，在筛分前将载水喷洒在高水分含量或高污泥骨料上，以降低内部沉积物的粘度。在进行从细筛到层筛的筛分作业时，细筛时用料较多，增加了筛分设备的结构和位置要求。

五、生态砖瓦制造工艺

制造过程是通过反复调查获得的，一个重要的工艺是将块状黏土原料、硅灰石和石灰中的至少一种用于制作水泥，并将其用于废砖瓦球团（以下称为废球团）和砖瓦。黏土混合成白色，然后干燥并烧成砖瓦。水泥材料的用量占废弃颗粒、水泥材料和黏土总量的3%至15%，其中废弃颗粒占总量的15%至55%。

其工艺流程为：废粒料+胶泥料+黏土混合物→加水混合→坯料成型→干燥→焙烧。废料颗粒是通过将主要成分为黏土的砖瓦废料研磨和筛分制成的。由于废球团已经处于烧结状态，所以含有废球团的砖体的燃烧收缩率为9%至10%，低于没有废球团的砖体。粉碎后的废颗粒过筛，使用粒径小于1mm的颗粒。如果粒度大于1mm，瓷砖表面会出现轻微的凹凸不平，影响美观。剩余骨料粒度高于其他两种来源，例如混凝土中的砂骨料，这增加了砖瓦的强度。正如刚才提到的，废弃颗粒的百分比为原料总量的15%至55%，优选约30%。如果含量低于15%，则残砖不能完全再利用，容易导致坯体变脆、易损坏、不易成型、坯体表面凹凸不平，影响美观（表1显示了所用黏土的化学成分）。

胶泥材料使用至少一种木块黏土、硅灰石或石灰，这些可以单独或混合在一起，胶凝材料与原料混合以弥补因使用废粒料而造成的可塑性损失，并保证生坯的形成。粗黏土是一种含碳化植物的高塑性黏土（其化学成分见表2）使用黏土时，其含量应占三种原料总和的10%至15%（表2显示了硅灰石的化学成分）。

表2 木节黏土和硅灰石化学组成（%）

使用硅灰石时，其比例优选为三种原料总和的3%至5%。所用石灰为熟石灰或生石灰，可单独混合或多种混合，混合量优选为三种原料总量的10%至15%。简单地说，水泥材料的用量为批料总量的3%至15%。低于3%，坯料塑性没有得到充分改善，15%以上有改善效果，但原料成本较高。

将上述材料放入搅拌机中搅拌均匀，坯料通过压缩机或真空挤出机成型为所需的形状，然后送入干燥箱在35℃下干燥30小时，之后将其放入隧道窑中，在1150℃下烧制24小时以制成砖。

根据上述工艺要求，首先，坯料使用水泥材料可以防止包括废球团在内的原材料的可塑性降低，它也可以用来代替一些黏土原料，以保持砖瓦的独特性能。其次，混凝土中的废骨料起到砂骨料的作用，增加了砖瓦的强度，小烧焦产品的大小几乎保持不变。第四，由于废球团多为黏土成分，部分砖瓦所用黏土可随时更换和回收利用。[3]

为了说明具体的废颗粒回收利用，下面举一个例子。三组实施例中，将废料、砖、瓦按照表3所示的原料配比与黏土、砾石混合，加水处理，在℃下干燥30个小时。然后送入隧道窑，在1150℃下烘烤24小时，制成烧结砖，按相关工程标准测定各项性能指标，观察表面状况。由表3可知，实施例1至3的抗弯强度高于常用的黏土砖，砖的吸水率为4%至6%。关于瓷砖表面状况，实施例1的瓷砖表面状况是光滑的，而实施例2和3的瓷砖表面由于废弃颗粒量的增加情况略差。

表3 原料配比及性能

六、建筑垃圾再生利用的其他途径

（一）建筑垃圾可应用于道路工程建设

用碎石筑路是一种普遍有效的方法。众所周知，道路建设不仅有很多特色，而且需要大量的建筑材料。所以，如果能因地制宜、物尽其用，这就是道路规划的基本原则。

与其他建筑材料相比，建筑垃圾具有优势，其数量更多、成本更低、质量更好。施工现场固定材料的方法不仅显著降低了道路建设成本，还有效提高了道路质量。因此，建筑垃圾在道路建设中是一种有效的方法。

以上海世博会的道路建设为例。大家都知道，世博园区建在上海市中心的黄浦江边，后来被用作工业区。为了重建世博园区，不得不拆除原厂区。毫无疑问，当一个工厂被拆除时，会产生大量的建筑垃圾，这是瓦砾和原始土壤的混合物，如何处理这些混合物是世博会建设中的一个重要课题，同时为进出口园区的建设提供筑路材料和道路施工[4-5]。

（二）建筑垃圾可应用于生产粗细骨料

随着城市化进程的加快，一些地区每天消耗天然骨料，骨料价格不断上涨，供应稀缺，这将进一步增加建设项目的成本，给建设者带来巨大的资金压力。现在，人们正在寻找既能节约天然砂石资源，又能有效利用混凝土废料减少环境污染的方法。换言之，建筑垃圾中所含的混凝土废料转化为使用过的混凝土骨料，并用天然砾石骨料代替，混凝土废料变成可回收材料，混凝土废料变成混凝土废料。建筑垃圾无论是新的还是拆除的，都可以分离并粉碎成所需的尺寸，留下有用的碎片。

建材行业从根本上解决了旧混凝土的报废问题，正在利用旧混凝土对新建筑、墙体材料和预制件进行再利用，也可通过相关设备加工成适当粒度的混凝土，用作混凝土骨料，然后用于包覆土和细混凝土，或用于道路等建筑工程的混凝土。再生混凝土在我国道路建设中被广泛使用，此外也可用于地下室、人行道、铺路石和层压砖的制作。

七、结语

本文通过大篇幅介绍生态垃圾的危害以及应用价值，旨在说明建筑垃圾在生态砖瓦利用方面的前景更为广阔，通过具体的制作工艺，使人们能够更真切地体会到在生态砖瓦生产过程中建筑垃圾所发挥的巨大作用。此外，建筑垃圾在生态砖瓦生产过程中的再利用也代表着我国绿色可回收技术的进步，有效提高了材料的利用率，最终实现绿色中国发展的目标[6]。