建筑垃圾在生態磚瓦生產中的再利用

壽光市鑫弘規劃技術服務有限公司 盧傳強

生態磚瓦的出現在一定程度上減少了日常磚瓦生產過程中產生的建筑垃圾，這是由于日常磚瓦生產過程中會產生不滿足要求的產品，比如廢磚瓦等建筑垃圾，但是在第二次材料添加過程中，會通過材料粉碎成耐火的細粒，取代好的原料進行再次利用。但是當前的廢舊磚瓦等建筑垃圾在日常的磚瓦原料添加中含量較低，從而導致建筑垃圾的利用率特別低，很多建筑垃圾會被直接當作廢料處理，這無疑給環境治理增加了較大的難度。隨著人們環保意識的提高，如何更高效地利用建筑垃圾進行磚瓦的生產已經漸漸實現，希望通過本文的介紹，可以讓大家對建筑垃圾的產生以及危害有一定的認識，與此同時，也能夠進一步提高人們對生態磚瓦生產工藝的認識，更好地推動建筑垃圾的回收利用。

一、建筑垃圾的組成及其危害

（一）建筑垃圾的組成

近幾十年來，我國建筑類型多種多樣，建筑垃圾的主要成分也從混凝土轉變為磚塊再轉變為混凝土，碎片通常包括來自舊建筑物的碎片和建筑殘渣。在石材建筑中，磚和礫石是主要的廢物，其余的主要包括木材、玻璃和礦渣。當前的建筑結構形式多是由混凝土制成，混凝土廢料占建筑廢料的50%至60%，其余為金屬和塑料廢料。目前垃圾填埋處理較為普遍，處理時間過長，無法使垃圾產生和處理形成平衡。埋在地下的垃圾通過化學和物理作用產生大量污染物，降低地下水、河流、土壤和空氣的質量，增加污染物的擴散半徑。

（二）關于建筑垃圾的嚴重危害

建筑垃圾的低回收率和處置率進一步加劇了垃圾數量和規模，嚴重危害了世界生態系統的平衡，從而造成了極大的破壞，其產生的危害主要體現在以下幾個方面：（1）占用大量土地資源，污染土壤。我國人口稠密，建筑垃圾回收非常有限。目前，這些處理垃圾填埋場建筑垃圾的大型方法占用了大量土地，進一步減少了人均可用面積。同時，建筑垃圾的堆積嚴重破壞了土壤結構，增加了土壤中重金屬的含量，對植物的生長產生負面影響，降低了土壤生產力。（2）地表水和地下水的污染。滲濾液經自然發酵浸泡在天然水介質中，雨水和垃圾填埋場的滲濾液呈高堿性、高污染，富含重離子。這些滲濾液進入地表水和地下水，污染天然水體，破壞水生生物的生長環境，進入食物鏈，對人體健康產生一定影響。我國大部分垃圾填埋場在郊區和農村，如果這些殘留物堆積不能及時處理，就會產生異味，沙塵還會嚴重破壞城市的外觀和景觀，堆積的區域是一個龐大的衛生盲區[1-2]。

二、建筑垃圾再生利用的重要性

我國城鎮住房年建筑面積超過6.5億平方米，隨著建筑規模的不斷增加，建筑垃圾日益增多，將達到500-7億立方米，施工過程中僅堆積500頓至600噸碎石。我國現有建筑總面積超過400億平方米，預計到2030年新增建筑面積500億平方米左右。以此推算，我國現有建筑面積將至少產生20億噸建筑垃圾。

三、發展生態磚瓦是實現低碳經濟的需要

（一）節能

所謂綠色建筑包括“節能、節水、節地、節材”四個主要內容，其主要目的是有效提高整個建筑的性能和舒適度。換言之，綠色建筑是以保證建筑的功能性和舒適性為前提，以經濟為主，發展與經濟并舉。一系列的規劃、設計、施工、使用和維護，最大限度地減少能源、土地、水、材料等資源的消耗，讓資源只要需要就可以滿足綠色建筑資源節約和循環利用的目標。

科學的建筑規劃和實用的功能分區，可以通過規劃設計適應建筑的朝向，提高建筑外層的保溫性能，從而降低能耗。

（二）節地

（1）合理規劃建設用地，盡可能少地使用耕地、使用休耕地等。

（2）在保證建筑舒適、功能齊全的前提下，合理規劃居住區，提高單元建筑的土地利用率。

（3）通過設計優化和改進建筑結構，增加有效占地面積；善用地下空間，改善土地利用；延長建筑壽命，減少重復施工；合理管理建筑體型，集約有效利用土地資源。

（4）合理分配居民區綠地，增加單位綠地數量。開發立體空間，減少停車位，創造更大的生活空間。

四、建筑垃圾再利用處理工藝及流程設計

（一）破碎工藝

初級破碎是拆解垃圾處理的第一步，破碎是重要的輔助任務之一，廢料被切碎成大小均勻的小塊，物料之間的距離相對越小，節省的空間越大、運輸量越大。此外，破碎的建筑垃圾對于提高后續分揀作業的效率和質量非常重要。由于材料的不同，磨床的種類也不同，根據工作對象、結構和原理的不同，可將破碎工藝分為粗加工、中加工以及精加工。破碎工藝主要用于破碎工作，一次可處理直徑1m以上的碎石，主要用于散狀物料的初級破碎。中型破碎一般需要對直徑350毫米以下的建筑垃圾進行加工、破碎，破碎速度在3到20左右，有的高達30。大中型粉碎機也可用于細磨，破碎機用于破碎粒度為2-60毫米的廢顆粒，破碎后的粒度為0.1mm至0.3mm，破碎速度超過1000。

（二）篩分工藝

篩分是建筑垃圾回收過程中不可或缺的一部分。根據建筑垃圾顆粒物的回收利用要求，主要目的是對粒徑范圍為0mm至45mm的顆粒物進行分級。篩選是初篩和復篩之間的一個中間過程，在初篩之前要經過多次篩選。輔助篩在預粉碎前后過濾細粉，并將其轉化為可重復使用的原料，不符合再利用規范的廢物將被切碎或分類三遍，以達到回收和再利用的標準。破碎后的篩分主要是從最終破碎的物料中分離出大小顆粒，得到不同規格的可重復使用的原料。特別是破碎時的篩分不僅可直接得到細顆粒，而且防止過度破碎，提高破碎效率。分選和破碎選項用于再生骨料的分選。篩分工作有兩種，即布料篩分和濕式篩分。對低水分含量進行干式篩分，在篩分前將載水噴灑在高水分含量或高污泥骨料上，以降低內部沉積物的粘度。在進行從細篩到層篩的篩分作業時，細篩時用料較多，增加了篩分設備的結構和位置要求。

五、生態磚瓦制造工藝

制造過程是通過反復調查獲得的，一個重要的工藝是將塊狀黏土原料、硅灰石和石灰中的至少一種用于制作水泥，并將其用于廢磚瓦球團（以下稱為廢球團）和磚瓦。黏土混合成白色，然后干燥并燒成磚瓦。水泥材料的用量占廢棄顆粒、水泥材料和黏土總量的3%至15%，其中廢棄顆粒占總量的15%至55%。

其工藝流程為：廢粒料+膠泥料+黏土混合物→加水混合→坯料成型→干燥→焙燒。廢料顆粒是通過將主要成分為黏土的磚瓦廢料研磨和篩分制成的。由于廢球團已經處于燒結狀態，所以含有廢球團的磚體的燃燒收縮率為9%至10%，低于沒有廢球團的磚體。粉碎后的廢顆粒過篩，使用粒徑小于1mm的顆粒。如果粒度大于1mm，瓷磚表面會出現輕微的凹凸不平，影響美觀。剩余骨料粒度高于其他兩種來源，例如混凝土中的砂骨料，這增加了磚瓦的強度。正如剛才提到的，廢棄顆粒的百分比為原料總量的15%至55%，優選約30%。如果含量低于15%，則殘磚不能完全再利用，容易導致坯體變脆、易損壞、不易成型、坯體表面凹凸不平，影響美觀（表1顯示了所用黏土的化學成分）。

膠泥材料使用至少一種木塊黏土、硅灰石或石灰，這些可以單獨或混合在一起，膠凝材料與原料混合以彌補因使用廢粒料而造成的可塑性損失，并保證生坯的形成。粗黏土是一種含碳化植物的高塑性黏土（其化學成分見表2）使用黏土時，其含量應占三種原料總和的10%至15%（表2顯示了硅灰石的化學成分）。

表2 木節黏土和硅灰石化學組成（%）

使用硅灰石時，其比例優選為三種原料總和的3%至5%。所用石灰為熟石灰或生石灰，可單獨混合或多種混合，混合量優選為三種原料總量的10%至15%。簡單地說，水泥材料的用量為批料總量的3%至15%。低于3%，坯料塑性沒有得到充分改善，15%以上有改善效果，但原料成本較高。

將上述材料放入攪拌機中攪拌均勻，坯料通過壓縮機或真空擠出機成型為所需的形狀，然后送入干燥箱在35℃下干燥30小時，之后將其放入隧道窯中，在1150℃下燒制24小時以制成磚。

根據上述工藝要求，首先，坯料使用水泥材料可以防止包括廢球團在內的原材料的可塑性降低，它也可以用來代替一些黏土原料，以保持磚瓦的獨特性能。其次，混凝土中的廢骨料起到砂骨料的作用，增加了磚瓦的強度，小燒焦產品的大小幾乎保持不變。第四，由于廢球團多為黏土成分，部分磚瓦所用黏土可隨時更換和回收利用。[3]

為了說明具體的廢顆粒回收利用，下面舉一個例子。三組實施例中，將廢料、磚、瓦按照表3所示的原料配比與黏土、礫石混合，加水處理，在℃下干燥30個小時。然后送入隧道窯，在1150℃下烘烤24小時，制成燒結磚，按相關工程標準測定各項性能指標，觀察表面狀況。由表3可知，實施例1至3的抗彎強度高于常用的黏土磚，磚的吸水率為4%至6%。關于瓷磚表面狀況，實施例1的瓷磚表面狀況是光滑的，而實施例2和3的瓷磚表面由于廢棄顆粒量的增加情況略差。

表3 原料配比及性能

六、建筑垃圾再生利用的其他途徑

（一）建筑垃圾可應用于道路工程建設

用碎石筑路是一種普遍有效的方法。眾所周知，道路建設不僅有很多特色，而且需要大量的建筑材料。所以，如果能因地制宜、物盡其用，這就是道路規劃的基本原則。

與其他建筑材料相比，建筑垃圾具有優勢，其數量更多、成本更低、質量更好。施工現場固定材料的方法不僅顯著降低了道路建設成本，還有效提高了道路質量。因此，建筑垃圾在道路建設中是一種有效的方法。

以上海世博會的道路建設為例。大家都知道，世博園區建在上海市中心的黃浦江邊，后來被用作工業區。為了重建世博園區，不得不拆除原廠區。毫無疑問，當一個工廠被拆除時，會產生大量的建筑垃圾，這是瓦礫和原始土壤的混合物，如何處理這些混合物是世博會建設中的一個重要課題，同時為進出口園區的建設提供筑路材料和道路施工[4-5]。

（二）建筑垃圾可應用于生產粗細骨料

隨著城市化進程的加快，一些地區每天消耗天然骨料，骨料價格不斷上漲，供應稀缺，這將進一步增加建設項目的成本，給建設者帶來巨大的資金壓力。現在，人們正在尋找既能節約天然砂石資源，又能有效利用混凝土廢料減少環境污染的方法。換言之，建筑垃圾中所含的混凝土廢料轉化為使用過的混凝土骨料，并用天然礫石骨料代替，混凝土廢料變成可回收材料，混凝土廢料變成混凝土廢料。建筑垃圾無論是新的還是拆除的，都可以分離并粉碎成所需的尺寸，留下有用的碎片。

建材行業從根本上解決了舊混凝土的報廢問題，正在利用舊混凝土對新建筑、墻體材料和預制件進行再利用，也可通過相關設備加工成適當粒度的混凝土，用作混凝土骨料，然后用于包覆土和細混凝土，或用于道路等建筑工程的混凝土。再生混凝土在我國道路建設中被廣泛使用，此外也可用于地下室、人行道、鋪路石和層壓磚的制作。

七、結語

本文通過大篇幅介紹生態垃圾的危害以及應用價值，旨在說明建筑垃圾在生態磚瓦利用方面的前景更為廣闊，通過具體的制作工藝，使人們能夠更真切地體會到在生態磚瓦生產過程中建筑垃圾所發揮的巨大作用。此外，建筑垃圾在生態磚瓦生產過程中的再利用也代表著我國綠色可回收技術的進步，有效提高了材料的利用率，最終實現綠色中國發展的目標[6]。