廢棄混凝土回收與利用設備的研究

楊 陽

(山東泰安建筑工程集團有限公司，山東 泰安 271000)

我國建筑行業(yè)的井噴式發(fā)展，對于建筑材料需求也在增加。我國對于廢棄混凝土再利用的研究相對來說較晚，大部分是初步適應階段。我國政府極度重視廢棄混凝土的戰(zhàn)略研究，鼓勵在建筑中使用再生材料，并提供了大量的支持和科技的研發(fā)。目前，我國廢棄混凝土回收再利用沒有相關的指標和規(guī)范，也缺少立法的支持。如何結合現(xiàn)有的廢棄物進行大規(guī)模的處理是需要進行研究的。混凝土作為建筑材料中重要的材質(zhì)，對于整個建筑設計施工具有不可替代的作用。廢棄建筑物的拆遷和改造過程中，廢棄的混凝土也成為了建筑垃圾中的頂梁柱。據(jù)目前的統(tǒng)計來看，每年所累積下來的廢棄混凝土數(shù)額高達上千億噸，國家統(tǒng)計局預計2020年我國廢棄混凝土將達到 6.38億t，數(shù)量驚人。絕大多數(shù)都未經(jīng)過處理直接運至鄉(xiāng)村、郊區(qū)等地方進行填埋，這樣的處理方式不但會耗費大量的運費，還會造成環(huán)境的污染和資源的浪費，因此本文主要針對這些廢棄混凝土的回收再利用進行分析，提出有效的回收和利用建議。

1 廢棄混凝土回收設備

1.1 廢棄混凝土回收設備運作分析

廢棄混凝土設備的使用分為粉碎系統(tǒng)和設置過濾系統(tǒng)。首先，在粉碎系統(tǒng)運作過程中，采取攪拌機的攪拌，使原料在攪拌桶內(nèi)受到連續(xù)螺旋葉的分工擠壓時，將廢料粉碎，通過篩分在端口處裝置一個噴霧式的裝置用于凈化物料，以免在廢料內(nèi)部翻滾時產(chǎn)生的粉塵對外發(fā)散，引起空氣污染。其次，在粉碎系統(tǒng)流出之后，選取不同大小口徑的混凝土碎塊進行篩分處理，由旋轉(zhuǎn)葉片和不同粒徑的篩網(wǎng)組成，將粒徑15～30mm的粗骨料進行回收利用，將1～15mm的細骨料進行回收，反復地進行廢舊混凝土的收集再利用，可以達到所有廢料零排放的目的。在廢棄混凝土回收設備的基礎上對廢棄混凝土進行粉碎分離處理，能夠進一步使廢棄混凝土有效利用，為混凝土的再利用提供條件。

1.2 廢棄混凝土回收利用的效率分析

圖1 粉碎系統(tǒng)

建筑行業(yè)快速發(fā)展的情況下，混凝土需求量在不斷地增加，每年所消耗的原材料不斷增長。然而地球所能提供的天然原材料數(shù)量有限，如果毫無節(jié)制地開采，材料短時間內(nèi)能夠滿足供應需求，長期必會造成自然環(huán)境的破壞。目前，部分地區(qū)由于過度開采自然資源所造成的水土流失、土地荒漠化嚴重和土壤損失等問題日漸顯現(xiàn)。同時生產(chǎn)混凝土需要消耗大量的水泥、石子、細沙等原料，生產(chǎn)水泥還會在空氣內(nèi)散發(fā)硫化物、氮化物、二氧化碳等有害物質(zhì)，影響到大氣的質(zhì)量分析和廢棄混凝土的再利用。廢棄混凝土再利用可以有效節(jié)約自然資源，減少空氣污染，最重要的是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。

1.3 混凝土廢棄物的處理工藝

混凝土廢棄物主要是通過破碎機進行搗碎，除去小的水泥和漿砂的顆粒，得到再生骨料。目前國內(nèi)處理混凝土廢棄物的機械設備有FC30型混凝土廢棄物處理設備、PE、PEX系列顎式破碎機、多錘頭破碎機等破碎機。本文主要是基于錘式破碎機的基礎上，結合其自身的工作原理，分析其靠沖擊作用來破壞物料所獲得的粒度產(chǎn)品。一般來說，混凝土廢棄物處理時，再生粗骨料和再生細骨料所占的比例分別為76%和42%，其中再生細骨料的含量較少。

2 廢棄混凝土再利用設備的應用前景

2.1 混凝土再生水泥

廢棄混凝土中含有大量的水泥顆粒，將其分離過程中進行處理，就能夠生產(chǎn)再生水泥。2014年韓國“利福姆系統(tǒng)”公司研發(fā)出來的這項技術，其核心就是對混凝土中的水泥顆粒和粗細骨料進行分離。高溫環(huán)境下，對于水泥顆粒通過加熱處理和特殊添加劑的融合，有效生產(chǎn)出再生水泥實驗，表明這種方式不僅能夠提升水泥的性能及強度，也可以達到國家所要求的標準，生產(chǎn)成本低，具有循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展效應。

2.2 路面基層、底基層

路面基層比底基層對于攪拌骨料強度要求較高，通過粉碎處理后的再生骨料表面的紋路多，混雜著雜質(zhì)，強度相對來說較低，能夠有效應用于路面的底層處理，有效發(fā)揮底部的吸水率和壓縮墻的優(yōu)點，又可以節(jié)省天然骨料的應用，避免存在材料浪費。結合相應的數(shù)據(jù)顯示，再生混凝土骨料的運用在道路的墊層內(nèi)，如果頂級配置的混凝土再生骨料也可以配置于路面的底層進行鋪設。

2.3 再生混凝土多孔空心磚

經(jīng)過粉碎處理的再生混凝土骨料，其表面上雖然有眾多的細紋，強度有所下降，不能適合高強度的混凝土，但其中加入水泥石灰添加劑等拌合可以用于部分的框架結構和填充墻。這種多孔型空心磚的生產(chǎn)工藝簡單、密度輕，所用原料既不需要破壞耕地，同時又能夠提高生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。

2.4 再生集料

再生集料是將廢棄混凝土進行簡單地機械破碎、磨細或者煅燒后再利用。其工藝簡單、處理成本較低。通過簡單的機械破碎能夠得到混凝土碎塊，但強度較低不能用。影響工程的承重構件，僅能運用在對構件要求較低的工程中，例如填筑海岸、充當?shù)缆泛徒ㄖ锏幕A墊層，土地平整。將混凝土磨碎或煅燒后的產(chǎn)物，由于其獨特的物理化學性質(zhì)可用作土壤的改性劑等。

2.5 再生膠凝材料

廢棄混凝土先將骨料進行分離，再生出來的骨料和剩下的水泥將可以用作地基改性材料。廢棄混凝土借助低溫煅燒的處理，然后分離出來水泥石粉末，制備出來一定水化活性的再生膠凝材料。結合煅燒溫度，基于650℃煅燒制備能夠得到再生膠凝。或者直接利用石灰石為骨料的廢棄混凝土煅燒制備膠凝材料。廢棄混凝土樣品中破碎組的顆粒中含有的石灰石含量為75%，能夠有效合成配置水泥的生料。過程中所包含的 SiO2，做部分硅質(zhì)原料。再生水泥制造的混凝土整體再生合成的成本較低，生產(chǎn)過程中不含CO2。

3 結語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑行業(yè)的人均利息比重不斷增加，廢棄混凝土的產(chǎn)生量也在增加。因此，通過廢棄混凝土再生設備的處理，有效促進了廢棄混凝土的再生利用，減少環(huán)境污染和資源浪費。