城市建筑垃圾再生建材施工專用設備研發設計及應用研究

劉長洋

摘要：我國土木工程行業每年產生的建筑垃圾量可達十數億立方米以上，如果僅僅依靠建筑垃圾消納場，無法從根源上解決問題，必須探索再利用的有效方式。本文闡述了城市建筑垃圾再生建材施工專用設備設計研發的思路，圍繞土方破碎裝置、輸送進料、攪拌、牽引行走及出料澆筑等系統設備的設計及應用進行了介紹，以供參考。

關鍵詞：城市建筑垃圾;再生建材施工專用設備;研發設計;土方破碎裝置

引言：在城市化深入發展的過程中，大量動遷、改造的房屋產生了為數眾多的建筑建筑垃圾。與垃圾一樣，如果建筑垃圾不能得到良好的處理，很可能成為影響城市環境質量、人民群眾生活便利程度乃至生命安全的最大障礙。因此，城市建筑垃圾再生建材專用設備對城市的發展具有重要意義，與可持續發展理念具備較高的契合度。

一、城市建筑垃圾再生建材施工專用設備設計研發思路簡析

建筑垃圾，一般是指不具備原先的使用價值而作廢棄處置的土。我國土木工程行業對城市建筑垃圾的常規處理方式為，負責的部門或企業，圍繞建筑垃圾方式、調運方案、建筑垃圾位置、坡腳加固處理方案、排水系統的布置及計劃安排等，形成完善的建筑垃圾施工方案，報請相關單位審批及復查后，運送至建筑垃圾消納場，或選擇其他合適區域，將之壘成高度不大于3m，邊坡陡峭比例為1∶1.5的建筑垃圾堆，且自頂面向外需要設置不小于2%的橫坡。此種建筑垃圾處理方式，本質上與傳統的建筑垃圾處理并無二致，屬于對建筑垃圾“放任不管”，并非長久之計。且由于很多開發項目產生的建筑垃圾土質較為松散，堆積面十分陡峭，很可能對存放地的健康土壤造成嚴重侵蝕，甚至導致水土流失。基于此，探索城市建筑垃圾再生的可行性方案，是一種較為理想的思路。

一般來說，建筑垃圾再生及應用的主要方式，應該充分結合施工類型，即施工過程產生的建筑垃圾，經過處理后，應盡量得到重新應用。本文以城市管網基槽施工中產生的建筑垃圾作為主要分析對象，認為“流動化建筑垃圾再生應用處理法”，能夠有效應用于管網基槽基坑回填及縫隙填充加固。該處理模式共由五項系統組成：土方破碎、輸送進料、攪拌、牽引式行走、破碎輸送行走。工作原理為：①使用挖掘機，對基坑挖出的泥土進行初步篩選，清除其中的雜物及石塊;②將建筑垃圾導入破碎裝置中，進行初步處理;③將初步處理的土輸送至皮帶輸送機上，借助立軸攪拌機，完成泥土、水、添加劑的攪拌，制備成可用于回填的高性能流動化土。至此，建筑垃圾再生宣告完成。

二、城市建筑垃圾再生建材施工專用設備的具體應用

（一）土方破碎系統

進行建筑垃圾再生作業前，必須明確一項原理，即土木工程建筑用土，均為人工合成處理土，任何從土層中挖掘而出的土，如果未經處理，基本無法應用。因此，基于流動化的城市建筑垃圾再生建材施工專用機組設備中的首要莊志偉土方破碎系統。該系統的主要功能在于，對挖掘出的建筑垃圾進行“破碎處理”，可以選用顎式破碎機、錘石破碎機、圓錐破碎機等，作用對象主要為建筑垃圾中混入的小顆粒石塊、凝固程度較大的土體等（樹枝、大型石塊等在之前的清理工作中已經被清除）。土方破碎系統運行中的常見問題在于，經過碎化的泥土，極其容易附著在破碎機的管壁處，通過出料口時，出現堆積的可能性較大。因此，選擇破碎機時，技術人員應該將重點放在出料口附近是否具備能夠飛速旋轉的切削刀片，防止土料堵塞。

（二）輸送進料系統

經過破碎處理的土料，需要經由輸送進料系統，進入攪拌系統中，完成關鍵性處理。與破碎系統及攪拌系統相比，輸送進料裝置的設置難度相對較低。施工單位只需根據可支配資金情況，選擇帶式運輸機、螺旋輸送機、鏈斗提升機等設備，完成土料自土方破碎系統與攪拌系統之間的“銜接”即可。本文選用的案例中，施工單位選擇了B650-7.7型皮帶傳送機。該設備的構造并不復雜，能夠長時間維持穩定運轉;且機組設備整體重量相對較輕，控制操作、位置調整均較為容易。此外，該型號的皮帶機運輸寬度超過1m，每小時能夠完成100m3土料的運輸，性價比較高[1]。

（三）攪拌系統

如上文所述，管網基槽基坑挖掘出的建筑垃圾，必須經過精細化處理，使其性能達到或接近相關標準后，方可投入使用，攪拌系統的作用正在于此。具體的操作流程為：首先，固定量的土料進入攪拌機后，定量的水泥、水分、添加劑等也許加入其中（可由人工手動加入，或裝配自動化設備，基于計算機控制程序，定時定量自添加）。其次，啟動攪拌機，對所有物料進行充分攪拌、混合。最后，將攪拌后的流動化土排出。該過程的注意事項為：經過處理的流動化土，由于添加劑和水分的滲透，已經具備了一定的粘稠度，故很容易形成積聚粘連。特別是在攪拌不充分的情況下，添加劑和水分很可能集中作用于部分土料，導致性能不均。因此，攪拌速度必須達到一定標準，并配有切削刀等工具，以期對粘連而成的泥團進行二次碎化處理。

（四）出料澆筑系統及牽引式行走系統

出料澆筑系統設置于攪拌機下方，具體的操作流程為：①攪拌機對加入其中的物料進行充分攪拌后，開啟位于其底部的閥門，使已經處于流動化的土料，經由溜槽回填如基坑;②攪拌機閥門與出料澆筑系統間應該具備一定長度的傳送帶，并與之保存一定的間隙（不可過大但也不能過小），既能夠防止土料直接落下時砸壞接觸帶，又能夠避免距離過近導致土料堆積;③根據管網基槽基坑的實際情況，對出料澆筑系統的長度、深度進行針對性調整，使經過處理后的流動化土料在第一時間澆筑于目標施工區域，從而完成建筑垃圾的再生處理及再利用[2]。

本文介紹的城市建筑垃圾再生建材施工專用設備，配以牽引式行走系統。即土方破碎系統、輸送進料系統、攪拌系統、出料澆筑系統都不具備動力，一切能量供應均需要外接電源設備。此種整體性的牽引式行走系統，具備占地面積小、靈活性高、可操作性強、轉向結構簡單等特點，能夠針對施工現場的具體環境進行針對性調整，不會干擾其他施工項目。

三、結語

本文介紹的城市建筑垃圾再生建材施工專用設備，從功能層面來看，能夠達到“建筑垃圾回收再利用”這一目的。但在實際運用中，存在動力源缺失、自行運轉能力不足、水泥上料過程人工干預強度較大、土中碎石較多（設備碾碎能力有限）等問題，故城市建筑垃圾再生建材施工專用設備的后續研發，應該重點解決上述問題。

參考文獻：

[1]薛信愷，霍同乾，杜君，等.城市建筑垃圾再生建材施工專用設備研發設計及應用[J].中華建設，2019（12）：95-97.

[2]郭蕊.工程建筑垃圾綜合利用政策及技術淺析[J].河南建材，2017（04）：184-185.