建筑垃圾的循環(huán)再生是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及到建(構(gòu))筑物的拆除、回收與加工。
1.1建(構(gòu))筑物的拆除
拆除是建筑垃圾循環(huán)再生的基礎(chǔ)和前期工作。根據(jù)建(構(gòu))筑物類型、拆除要求、現(xiàn)場環(huán)境等選擇拆除方案。常用的拆除方法有整體爆破、無聲破碎、局部(部分)爆破和機械拆除等。
整體爆破一般用于拆除整個建(構(gòu))筑物,通常會對周圍建筑物產(chǎn)生一定程度的損傷,適用于周圍沒有重要建筑群的大型建(構(gòu))筑物的拆除;無聲破碎是在舊建(構(gòu))筑物中埋置大量的無聲破碎劑,通過超量膨脹使舊結(jié)構(gòu)破裂的一種新型拆除技術(shù)。它對周圍建筑沒有影響,適用于整體或局部拆除,但效率較低;鉆孔炸藥爆破是局部切割和部分拆除混凝土結(jié)構(gòu)的有效方法,通常拆除結(jié)構(gòu)的厚度超過200mm~300mm才有價值;從安全、對周圍環(huán)境和建筑的破壞、成本等綜合考慮.常用機械拆除。
建筑垃圾再生率取決于其雜質(zhì)含量和再生產(chǎn)品應(yīng)用要求,前者尤為關(guān)鍵。拆除建(構(gòu))筑物時可能混雜有豁土或其它廢料,也可能被其它雜質(zhì)污染。因此,拆除期間采取適宜的防護措施,增加拆除建筑垃圾再生的可能性,提高再生價值。例如,在結(jié)構(gòu)拆除前,先去除各種裝修材料、防水材料、木材、渣土、鋼和金屬構(gòu)件等非常必要。顯然,選擇性拆除措施是保證建筑垃圾再生產(chǎn)品質(zhì)量,提高建筑垃圾再生率的重要保障。
1.2建筑垃圾的回收
為提高建筑垃圾再生率和再生產(chǎn)品質(zhì)量,建筑垃圾本身質(zhì)量至關(guān)重要。建筑垃圾質(zhì)量通常與建(構(gòu))筑物的結(jié)構(gòu)體系、建設(shè)年代、拆除方式、回收方式、堆放形式和管理有關(guān)。上世紀八十年代以前,我國建筑結(jié)構(gòu)以磚混結(jié)構(gòu)為主,在現(xiàn)階段舊城改造和城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)期間,排放的建筑垃圾渣土含量高,廢混凝土和廢磚瓦含量相對較低。因此就目前我國建筑垃圾的組成和再生技術(shù)工業(yè)化技術(shù)水平而言,有必要從四個方面控制回收建筑垃圾質(zhì)量:選擇性拆除、選擇性回收、分類回收、建立檔案。
選擇性回收可使建筑垃圾再生率達到95%以上,甚至100%。無論從技術(shù)上還是經(jīng)濟上,這是現(xiàn)階段再生企業(yè)應(yīng)采用的回收方式。如選擇性回收廢磚,通過再生處理成為再生原料,用于生產(chǎn)磚渣混凝土砌塊,再生原料利用率達60%。選擇性回收廢磚和廢混凝土塊,100%再生為再生原料和再生骨料,分別用于生產(chǎn)砌筑用混凝土磚和市政制品。
分類回收建筑垃圾同樣非常必要,通常按水泥基、燒結(jié)類和天然石材類材料分類回收、堆放。水泥基類建筑垃圾以普通混凝土為主,再生產(chǎn)品以再生骨料為主,可用作低強度等級混凝土及制品的骨料。若經(jīng)過強化處理,成為高品質(zhì)再生骨料,可以用于制備高強混凝土或高性能混凝土。廢磚瓦為主的燒結(jié)類建筑垃圾,再生骨料質(zhì)量較差,通常只能用于生產(chǎn)低強度等級墻體材料。
1.3建筑垃圾的再生加工
建筑垃圾是一種多組分混合物,除廢混凝土、廢磚瓦等無機硬質(zhì)組分外,還含有其它組分,如木材、瀝青、廢金屬(鋼、鐵、鋁等)、廢橡膠和廢塑料等,分離后可作為相應(yīng)工業(yè)原材料。當然還含有一定的雜質(zhì),甚至是有毒或有污染的成分,不但無法再生利用,而且需要進行特別處理。如果采用選擇性拆除、選擇性回收措施,雜質(zhì)和其它組成含量將很少。
加工建筑垃圾可在固定的再生工廠內(nèi)實施,也可以采用移動式建筑垃圾再生生產(chǎn)線在施工現(xiàn)場進行。再生工廠通過成套生產(chǎn)線將建筑垃圾加工成給定顆粒尺寸的骨料,這與使用天然原料生產(chǎn)骨料的采石場基本相同,此外還有去除雜質(zhì)的裝置。生產(chǎn)線通常包括不同類型的破碎機、篩分和輸送設(shè)備、去除雜質(zhì)的裝置等。按再生工藝及裝備組合不同,再生工廠可分為三類:①除用于分離鋼筋和其他金屬材料的磁鐵外,這類工廠沒有其他去除雜質(zhì)的附屬設(shè)備,通常用于道路重建和再生工程。②在好的類再生工廠基礎(chǔ)上,破碎之前使用機械或手工方法除去大塊雜質(zhì)(包括金屬、木材、硬質(zhì)纖維板、塑料、涂層和各種不同類型的屋面材料),破碎、篩分之后采用干法或濕法凈化破碎產(chǎn)品。該工藝流程適用于含有少量雜質(zhì)的情況,再生產(chǎn)品質(zhì)量較高。③所有建筑垃圾均在再生工廠內(nèi)加工處理,然后全部變成原料或成品,無論是拆除現(xiàn)場還是再生工廠均不產(chǎn)生二次廢料,從環(huán)境和經(jīng)濟角度而言,這是建筑垃圾資源化再生的最終目標。目前國內(nèi)外建立的再生工廠均屬于前兩類。
1.4再生骨料的強化
再生混凝土骨料顆粒棱角多,表面粗糙,表面含有硬化水泥砂漿,破碎過程中因損傷累積在內(nèi)部造成大量微裂紋,導(dǎo)致再生骨料存在孔隙率大、吸水率大、堆積密度小、壓碎指標值好的不足。與普通骨料相比,利用再生骨料制備新混凝土的用水量偏高、硬化后的強度和彈性模量低、收縮率較大。
相關(guān)研究表明,在添加水泥和水之前先干拌再生骨料,發(fā)現(xiàn)選用再生骨料的混凝土抗壓強度、抗拉強度和彈性模量比沒有進行干拌的混凝土要高得多。究其原因,干拌效應(yīng)發(fā)揮了較好的作用:改善了粗骨料的形狀;粘附于再生骨料表面的舊砂漿脫附;脫附的舊水泥細顆粒加速了新拌水泥的水化,起到化學(xué)成核劑作用。因此,近年來在建筑垃圾循環(huán)再生工藝中增加了再生骨料強化工序,目的在于改善骨料粒形態(tài)、除去再生骨料表面所附著的硬化水泥石,提高普通再生骨料的品質(zhì)。目前常用的再生骨料強化技術(shù)為機械強化。
1.5再生產(chǎn)品的存放
鑒于再生產(chǎn)品品質(zhì)的多樣性和特殊性,其存放和管理應(yīng)注意四個方面:①用不同質(zhì)量建筑垃圾和不同方法生產(chǎn)的再生產(chǎn)品應(yīng)分別堆放。不但要按再生原料、再生粗骨料、再生細骨料等種類分別堆放,即使同是再生粗骨料也需按質(zhì)量等級分別存放;②再生骨料在堆放和運輸時應(yīng)按規(guī)定進行,以防再生骨料斷裂和分離,進而改變再生骨料質(zhì)量。③再生粗骨料吸水率較大,在使用時通常應(yīng)處于飽和面干狀態(tài),因此應(yīng)保持所需濕度條件。再生細骨料中通常含有少量未水化水泥和水化石灰,遲早會結(jié)塊,因此不宜長期存放;④再生骨料應(yīng)與其他種類的骨料分開存放。