土木工程建筑廢料處理研究

劉立新 楊楠 于明鑫 曹熙杰 葛喜瑞

摘要：建筑垃圾是在對建筑物實施新建、改建、擴建或者是拆除過程中產生的固體廢棄物。施工建筑垃圾顧名思義就是在新建、改建或擴建工程項目當中產生的固體廢棄物，而拆毀建筑垃圾就是在對建筑物拆遷拆除時產生的建筑垃圾，若將這些建筑廢料直接丟棄，不僅造成了資源的浪費，同時也會給社會環境帶來不利影響。因此，研究一種土木工程廢料用處理裝置，實現眾多建筑廢料的循環利用已成必然之勢，本研究基于現階段中國建筑行業內建筑廢料利用現狀分析，提出一種新型建筑垃圾處理裝置，希望能為相關建筑企業實現工程施工經濟效益投、保護效益及社會效益提供幫助。

關鍵詞：市政道路;改擴建;水穩固廢料;物理強化法;再生利用

0引言

在改擴建工程施工中，一定會產生大量基層廢料，傳統的處理方式是將所有廢料運輸支至堆料場，不僅會造成大量的資源浪費，還會嚴重污染環境。在這一背景下，建筑廢料的再生利用就顯得意義重大。目前西歐用于建筑廢料回收處理的工廠（站）基本有兩種形式：一種是可移動的建筑廢料回收處理站，由初級篩分設備、反擊式破碎機、磁力除鐵器和必要的轉運設備組成。另一種是固定式的建筑廢料回收處理工廠[1]。再生混凝土是通過對建筑物拆除的混凝土構件的處理以及再加工可獲得混凝土再生骨料，由于再生骨料具有孔隙率高、吸水性大、強度低等特征，這將導致再生骨料混凝土與天然骨料混凝土的性能有所不同。利用耿翠潔[2]的生命周期評價方法，對再生混凝土中粉煤灰是否摻入再生混凝土進行了環境影響評價，結果表明，再生混凝土是一種優良的環境材料，既能減輕垃圾堆積物的污染，又能減少石料的開采，有利于公路建設和資源環境的可持續發展。

學者林永毅[1]結合瀝青混合料和集料的各種路用指標，重點研究了各類可用作瀝青道路鋪筑的鋼渣、玻璃、塑料、橡膠、水泥、建筑廢料以及生活垃圾焚燒灰等廢料，并根據其不同顆粒大小、硬度、粗糙度、孔隙率、彈性等特性，分別用于道路各個層面結構中，其均現出與天然集料和礦粉相同甚至更優越的路用性能。高惠等[4]通過調查發現，2010年上海世博園區內60%以上的路面由建筑垃圾和鋼渣制成，標志著這一方式的可行性和國際關注程度。本研究基于一種土木工程用建筑廢料處理裝置現有技術不足之處分析，提出一種新型土木工程用建筑廢料處理裝置，有效解決了壓實后的廢料排出時出料口堵塞問題，現將研究結果匯報如下。

1建筑廢料產生狀況

1.1建筑廢料的概念

目前，對建筑廢料的概念的確定尚無統一標準。根據建設部2005年3月頒布的《城市建筑垃圾管理規定》中第二條第二款規定，建筑廢料是指“建筑單位、施工單位新建、改建、擴建和拆除各類建筑物、構筑物、管網等以及居民裝飾裝修房屋過程中所產生的渣土、棄料及其他廢棄物統稱為建筑廢料”。

1.2建筑廢料的分類

依據建筑廢料的產生的來源進行分析，建筑廢料主要來自于兩個環節：第一是施工環節;第二是建筑物廢棄后的拆除環節，故將建筑廢料分為兩大類：施工廢料和拆除廢料。據調查顯示，在工程項目整個施工過程中產生的建筑廢料占到了整個建設工程所使用的建材的重量的10%～20%。施工廢料主要來源于兩個方面，一個是在工程項目施工過程中由于施工技術不高或者施工現場管理不當產生的建筑廢料;另一個是在施工過程中對建筑材料加工時操作不當導致的損耗產生的建筑廢料。對于拆除產生的建筑廢料，主要是由于該工程項目使用壽命到期無法正常使用下去，或者是由于城市化發展進程需要對城中村進行改建以及自然災害導致的建筑物破壞所導致的建筑物拆除所產生的建筑廢料，這是建筑廢料產生所占的比重最大的一部分。

2建筑廢料的處理方法及再生利用

通過研究，目前對建筑廢料的處理及再生利用研究主要包括以下三個方面：

2.1對建筑廢料進行簡單的填埋。對建筑廢料進行簡單的填埋是比較簡單原始的處理方法，這些原始的處理方式不但會占用大面積的農用耕地，而且也會造成大量的可循環利用資源的浪費，還會嚴重污染生態環境，因為簡單填埋后的建筑廢料在經過雨水滲透和腐蝕后會將有害物質溶出，隨著雨水流入水域會對地表水和地下水造成污染，影響飲用水質量。

2.2通過使用建筑廢料處理裝置對建筑廢料進行加工處理。目前西歐用于建筑廢料回收處理的工廠（站）基本有兩種形式：一種是可移動的建筑廢料回收處理站，由初級篩分設備、反擊式破碎機、磁力除鐵器和必要的轉運設備組成。另一種是固定式的建筑廢料回收處理工廠。通過使用建筑廢料處理裝置對建筑廢料進行加工處理成具有一定要求的顆粒狀物進行再利用，再利用的途徑主要有：用于綠化種植、填充材料、用做道路墊層、用于抗凍防護工程等方面[5]。

2.3再生混凝土技術研究

再生混凝土是通過對建筑物拆除的混凝土構件的處理以及再加工可獲得混凝土再生骨料，由于再生骨料具有孔隙率高、吸水性大、強度低等特征，這將導致再生骨料混凝土與天然骨料混凝土的性能有所不同。相關學者通過混凝土再生骨料的性質研究、再生混凝土的相關實驗研究和再生骨料的經濟性分析，分析了混凝土再生骨料的優越性和實用性。

3國內建筑固廢料利用現狀

我國每年產生的固廢物達到100多億噸，僅2020年建筑廢棄物就達到26億噸，使我國成為世界上建筑固體廢棄物排放量最多的國家之一，而從資源利用來看，我國建筑垃圾的資源化率不足10%，遠低于歐美國家的90%、日韓的95%，處理方式還處于粗放式的填埋和堆放階段[6]。

4一種高效建筑廢料處理裝置介紹

4.1裝置結構

本研究所提出的土木工程廢料用處理裝置如圖1所示。

1罐體，2矩形腔，3漏斗形腔，4箱體，5正反電機，6支撐桿，7支撐桿6，8主錐齒輪，9第一從錐齒輪，10第二從錐齒輪，11固定板，12螺紋桿，13螺紋座，14推送板1，15絲桿，16螺紋套筒，17限位孔，18限位桿，19進料管，20振動板，22凹槽，23電動伸縮桿，24L形擋板，25供水管，26噴頭，27水箱，28水泵，29過濾網板，30隔板，31壓碎輥，32第一電機，33上滑軌，34下滑軌，35滾輪，36壓輥。

4.2應用優勢

為了實現上述目的，本實用新型通過正反電機上的主錐齒輪分別帶動第一從錐齒輪和第二從錐齒輪轉動，兩者轉動的同時分別帶動兩個螺紋桿進行轉動，兩個螺紋桿轉動時帶動其上受滑槽和滑塊限位的螺紋座進行移動，而在兩個螺紋桿轉動的同時，正反電機也同時通過支撐桿帶動箱體整體進行轉動，所以在螺紋座向中心移動的同時，螺紋桿也以箱體為中心帶動螺紋座進行旋轉，螺紋座在旋轉推送的過程中，將漏斗形腔內部的廢料進行打散，并將內部的廢料推送向出料口處，同時主錐齒輪也帶動絲桿轉動，絲桿轉動時帶動受導向桿限位的螺紋套筒向下移動，將兩個推送板推送過來的廢料再推送出出料口，同時也避免了出料口發生堵塞，影響出料效果。此外，該裝置創新之處在于裝置能夠保證磨合、攪拌、過濾、噴淋同時進行，物料圓盤在上下移動的同時進行旋轉，并旋轉過程中將過濾后的原料經送料道旋轉送出，同時清水經水泵的抽取從噴灑頭噴出，與過濾后的和分散開的原料進行混合，使砂漿原料與清水混合程度更高，使砂漿攪拌時固液混合比例控制更加嚴謹，給攪拌工作提供便利的同時提高攪拌質量。

5結束語

市政改擴建工程建設過程中，所產生的垃圾廢料，無論是在填埋或堆放時，均會對日益緊張的土地資源造成影響，而對于建筑廢料的再生利用研究，無論從節約自然資源還是減少環境污染方面考慮，都具有重要意義和價值。

參考文獻

李密芳.建筑廢料的回收處理方法及利用途徑——西歐研究文獻及資料綜述[J].磚瓦，2009（2）38-46.

[2]耿翠潔;陳德珍;施惠生.道路建設中廢料再生利用的綜合環境效益評估指標體系[J].公路交通科技，2012（10）.

[2]林永毅.道路基層廢料再生利用的實踐與思考[J].居舍，2020（08）.

[3]高惠;劉念平.回收廢料用于瀝青道路鋪筑的研究與展望[J].公路交通技術，2012（04）.

[4]吳賢國，郭勁松.建筑廢料的再生利用研究[J].建材技術與應用，2004（1）：21-23.

[5]劉瀅，崔琳琳，譚大璐.談建筑廢料的分類及利用[J].山西建筑，2012（1）：217-218.

基金項目：

校級大學生創新創業項目，項目編號：202113208112