綠色建筑理念下建筑垃圾制備再生骨料的工藝研究

摘 要：將建筑垃圾高效轉化為再生骨料，是實現建筑材料循環利用的關鍵。基于此，圍繞建筑垃圾制備再生骨料的原理、關鍵技術及工藝的預處理、初級處理、二級處理、深度處理和后處理階段進行了深入探討，提出了一套系統的處理流程。

關鍵詞：綠色建筑；建筑垃圾；再生骨料；制備工藝

中圖分類號：TU528.041 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）08-0098-03

1 建筑垃圾制備再生骨料的原理

建筑垃圾制備再生骨料的原理，主要基于建筑垃圾的物理性質和化學成分進行分析和處理。建筑垃圾需要經過分類和分選，將混合在一起的不同材料（如混凝土、磚塊、砂漿等）分離出來。經過粉碎技術進行破碎，將其變成適合作為再生骨料的顆粒狀物料[1]。接著對再生骨料進行質量檢測，確保其符合相應標準和要求。清潔和處理技術則用于去除雜質和有害物質，以提高再生骨料的質量和可靠性。最后采用粒徑分級和整形工藝，實現再生骨料的規格統一和優化，以適應不同的建筑應用需求。

經過以上處理步驟，建筑垃圾被有效轉化為具有一定強度和穩定性的再生骨料，可為綠色建筑提供可持續發展的支持。建筑垃圾制備再生骨料的流程圖，如圖1所示。

2 建筑垃圾制備再生骨料的關鍵技術

2.1 建筑垃圾原料分選技術

建筑垃圾原料分選技術能有效地將建筑垃圾中的各種材料分離出來，提高再生骨料的質量和可靠性。

2.1.1 物理分選技術

其是利用建筑垃圾中材料的物理特性差異進行分離。它利用篩分技術進行物理分選，使用不同尺寸的篩網將建筑垃圾按照顆粒大小進行分離，即利用物料的密度差異來實現分離。

2.1.2 化學分選技術

其是利用建筑垃圾中材料的化學性質差異進行分離。例如，利用化學試劑使某些特定材料發生溶解、浸提等化學反應，從而將它們與其他材料分離開來[2]。利用酸堿法和浸漬法等化學處理方法分離特定成分的建筑垃圾，將建筑垃圾中的不同材料有選擇性地提取出來，實現資源的回收和再利用。

2.2 建筑垃圾粉碎破碎技術

建筑垃圾粉碎破碎技術能夠將建筑垃圾中的硬質材料進行有效的碾磨和破碎，使其達到所需的顆粒大小和形狀。

2.2.1 機械粉碎技術

機械粉碎技術利用破碎機、研磨機等設備對建筑垃圾進行物理碾磨和破碎。要選擇合適的破碎機型號和破碎參數，控制碾磨時間和碾磨力度，將建筑垃圾中的硬質材料破碎成所需的顆粒大小和形狀。

2.2.2 化學破碎技術

化學破碎技術使用化學方法對建筑垃圾中的某些材料進行破碎。例如，酸堿溶解能使某些材料發生溶解反應，將其轉化為可進一步處理的形式。合理控制化學試劑的種類和濃度，能調節建筑垃圾材料的破碎程度。

2.3 再生骨料質量檢測技術

再生骨料質量檢測技術能夠確保再生骨料符合相關標準和要求。

2.3.1 物理性能檢測技術

物理性能檢測技術是對再生骨料的物理性能進行評估和測試，常見的物理性能包括顆粒大小、顆粒形狀、密度、水含量等指標。采用顆粒分析儀、顯微鏡、密度計、水分儀等設備可對再生骨料進行粒度分布、顆粒形狀、密度和水含量等的測定。

2.3.2 化學成分檢測技術

化學成分檢測技術是對再生骨料的化學成分進行分析和檢測。化學成分對于再生骨料的質量和適用性具有重要影響，常見的化學成分包括硅酸鹽、氧化物、氯離子等。使用化學分析儀器如元素分析儀、熒光光譜儀等對再生骨料中主要成分的含量進行定量分析。

2.4 再生骨料清潔與處理技術

應用再生骨料清潔與處理技術是為了提高再生骨料的質量和可靠性。清洗技術即清洗再生骨料的表面，去除其中的雜質和污染物，提高再生骨料的潔凈度和可用性。常見的清洗方法有水洗、酸洗、堿洗等。合理選擇清洗劑的配比和溫度等參數，能有效地去除再生骨料表面的油污、粘結物等雜質，提高再生骨料的質量。

為了改善再生骨料的性能和適用性，可對其進行進一步的處理。常見的處理方法包括熱處理、添加劑處理等。加熱再生骨料能改善其顆粒表面的物理特性，增強與水泥基體的粘結性能。添加劑處理是利用化學反應改變再生骨料的表面特性，提高其力學性能和穩定性。

3 綠色建筑理念下建筑垃圾制備再生骨料工藝

3.1 預處理技術

3.1.1 建筑垃圾的分選技術

在綠色建筑理念下，建筑垃圾制備再生骨料的工藝中，建筑垃圾的分選技術能將建筑垃圾中的雜質和不同類型的材料進行分離，從而提高再生骨料的質量和可靠性。一方面，基于物理特性的分選技術，利用建筑垃圾中材料的物理特性差異進行分離。另一方面，基于化學特性的分選技術，利用建筑垃圾材料的化學特性差異進行分離。

3.1.2 建筑垃圾的清洗方法

在綠色建筑理念下，建筑垃圾制備再生骨料的工藝中，清洗會去除建筑垃圾表面的污染物和雜質，提高再生骨料的質量和可用性。

水洗法即利用水流沖洗建筑垃圾，以物理沖刷效果去除表面的塵土、泥沙和其他污染物。水洗法簡單易行且成本較低，廣泛應用于建筑垃圾清洗工藝中。其不僅能清洗建筑垃圾的外表，還能去除雜質和表面粘結物，提高再生骨料的潔凈度。

化學洗法即添加特定的化學清洗劑，利用化學反應作用去除建筑垃圾表面的附著物和污染物。

3.1.3 建筑垃圾的破碎工藝

在綠色建筑理念下，建筑垃圾制備再生骨料的工藝中，建筑垃圾的破碎工藝會將建筑垃圾中的硬質材料進行有效的碾磨和破碎，使其達到所需的顆粒大小和形狀。機械破碎技術利用破碎機、研磨機等設備對建筑垃圾進行物理碾磨和破碎。選擇合適的破碎機型號和破碎參數，控制碾磨時間和碾磨力度，可將建筑垃圾中的硬質材料破碎成所需的顆粒大小和形狀，提高再生骨料的品質。

化學破碎技術利用化學方法對建筑垃圾中的某些材料進行破碎。例如，酸堿溶解使某些材料發生溶解反應，將其轉化為可進一步處理的形式。合理控制化學試劑的種類和濃度，有助于調節建筑垃圾材料的破碎程度，滿足再生骨料制備的要求[4]。

3.2 初級處理技術

3.2.1 建筑垃圾中的雜質去除

在綠色建筑理念下，建筑垃圾制備再生骨料的工藝中，去除建筑垃圾中雜質是初級處理的重要環節。去除雜質能提高再生骨料的純凈度和質量。物理去除技術即利用物理原理和設備對建筑垃圾中的雜質進行分離。例如，采用重力分選法調整斜度和振動頻率，將重質雜質與輕質再生骨料分離。又如磁力分離法利用磁性材料和磁力場對含鐵雜質進行分離，提高再生骨料的純凈度。

篩分和分級技術利用篩分和分級設備，用于將建筑垃圾中的顆粒按照大小和形狀進行分離[5]。合理布置不同粒徑的篩網和調整振動參數，將建筑垃圾中的細顆粒和粉塵剔除出去，并將粒徑過大的雜質進行剔除，可保證再生骨料的粒徑分布符合要求。

3.2.2 建筑垃圾中的有害物質檢測與處理

在綠色建筑理念下，建筑垃圾制備再生骨料的工藝中，檢測和處理建筑垃圾中的有害物質是初級處理階段的任務，能確保再生骨料符合環境和健康要求，保護人類和生態環境的安全。

一方面，有害物質的檢測技術，可利用化學分析、光譜分析、質譜分析等方法對建筑垃圾中的有害物質進行檢測和分析。常見的有害物質包括重金屬、有機污染物等。其采集建筑垃圾樣品，并運用質量檢測儀器和技術對有害物質的種類、含量進行準確、全面的分析，以為后續的處理提供依據。

另一方面，對于檢測出的有害物質，需要進行適當的處理，以達到環境和健康要求。常見的處理方法包括物理、化學和生物處理等。

3.3 二級處理技術

3.3.1 再生骨料的粒徑分級方法

在綠色建筑理念下，對再生骨料進行粒徑分級，可以調整再生骨料的顆粒大小和分布，使其滿足不同工程需求。篩分技術采用不同粒徑的篩網或篩面，對再生骨料進行篩分，按照一定規格和要求分離出不同粒徑級別的再生骨料。篩分技術根據工程需要，分離出細骨料、中等骨料和粗骨料，以滿足不同強度等級混凝土的配合比要求。篩分技術可將過大或過細的顆粒剔除，優化再生骨料的顆粒分布，提高混凝土的工作性能和抗裂性能。

氣流分級技術利用氣流對再生骨料進行分離，根據顆粒的密度和形狀，將再生骨料分為不同尺寸的組分，調整氣流速度和分級設備的設計，可實現對再生骨料粒徑的準確分級[6]。氣流分級技術適用于粗骨料和細骨料的分離，尤其適用于一些顆粒形狀復雜、難以通過篩分的再生骨料。

3.3.2 再生骨料的整形工藝

在綠色建筑理念下，對再生骨料進行整形，以調整其顆粒形狀和表面狀態，可提升其力學性能和工程應用性。

破碎和強化工藝使用破碎設備對再生骨料進行粗碎、中碎和細碎等處理，使其顆粒大小符合要求。利用拋光和摩擦等方式，對再生骨料進行強化處理，可使其顆粒表面更光滑、均勻，提高與水泥膠凝體的結合性和粘附性。破碎和強化工藝能調整再生骨料的物理形態和顆粒形狀，提升其力學強度和耐久性。

表面修飾工藝通過添加氟硅石、硅烷偶聯劑等表面修飾劑，對再生骨料進行涂覆或混合處理，以改善其表面性質和與水泥基體的相容性。表面修飾工藝能增加再生骨料的親水性和分散性，減少其與水泥粒子間的不相容性，從而提高混凝土的力學性能和耐久性。

3.4 深度處理技術

3.4.1 再生骨料的強化處理

在綠色建筑理念下，對再生骨料進行強化處理、深度處理，能提升其性能和適用范圍。

化學處理技術通過添加特定的化學物質，如硅酸鹽膠凝材料、活性礦物摻合料等，促進再生骨料內部結構的變化和致密化，增強其力學性能和穩定性。化學處理能改善再生骨料的分散性和界面結合力，提高再生骨料與水泥基體的粘附性能，從而提升混凝土的整體性能。

熱處理技術通過高溫處理再生骨料，以改善其晶體結構和孔隙結構，從而減少內部應力集中，提高抗壓強度和耐久性。熱處理過程中的結晶和再結晶作用有助于優化再生骨料的微觀結構，減少缺陷和裂紋，提高其抗拉強度和抗凍性能，使其更適用于復雜工程環境。

3.4.2 再生骨料的表面改性

在綠色建筑理念下，進行再生骨料的表面改性，能改善再生骨料與水泥基體的粘結性能和穩定性。接枝改性技術是在再生骨料表面接枝聚合物、改性劑等物質，形成保護膜或接觸層，增強再生骨料與水泥基體的結合力。接枝改性技術可提高再生骨料的親水性和分散性，減少其與水泥粒子之間的不相容性，從而改善混凝土的力學性能和耐久性。

表面涂覆技術采用涂覆劑或者涂覆材料對再生骨料進行表面包覆，使其形成一層保護膜，從而改善再生骨料表面性質和與水泥基體的結合情況。涂覆技術即增加再生骨料的表面粗糙度、抗壓性和耐久性，并提高其在混凝土中的分散性和穩定性。

3.5 后處理：包裝與貯存

3.5.1 再生骨料的包裝方法

在綠色建筑理念下，對再生骨料進行合適的包裝是后處理的重要環節，可確保再生骨料的運輸和儲存安全。采用適合材料的包裝袋，即選擇符合環保標準且具有足夠強度和密封性的包裝袋，例如環保塑料袋、編織袋或紙質袋等。在將再生骨料裝入包裝袋后，應采取適當的封口方式，如焊接、縫合或封口膠等，確保包裝袋密封性良好，避免再生骨料與外界濕氣、灰塵等物質接觸。

3.5.2 再生骨料的貯存要求

在綠色建筑理念下，對再生骨料進行合適的貯存，能確保再生骨料的質量和可持續利用。一方面，要避免暴曬和潮濕環境，即再生骨料在貯存過程中應放置在干燥通風的環境中，避免暴曬和雨淋，以免影響其質量和性能，特別是對于易吸水的再生骨料，應采取防潮措施。

另一方面，要定期檢查和保養，即定期對存放的再生骨料進行檢查，發現異常情況及時處理，確保貯存環境干凈整潔，無雜物混入，應定期翻堆或攪拌再生骨料，促進通風和減少結塊。

4 結束語

建筑垃圾制備再生骨料經過優化的預處理、初級處理、二級處理和深度處理步驟，能有效地將建筑垃圾轉變為符合標準的再生骨料。此過程有效降低了原材料消耗，減輕了環境負擔，也提高了建筑垃圾的資源化利用率。后續應進一步探索更高效的分選、清潔和破碎技術，以提升再生骨料的性能，并降低生產成本。同時應制定嚴格的質量控制標準和應用指南，推廣再生骨料在綠色建筑中的使用。

參考文獻

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[2] 范曉玲，孔文藝，李鋒.建筑垃圾資源化利用的實踐與展望[J].住宅產業，2023（12）：65-68.

[3] 耿聞澤，李可娜，張錦峰.混凝土再生粗骨料改性方法綜述[J].工業建筑，2023，53（S2）：657-662.

[4] 陳廷柱，王昀韜，劉濤，等.建筑垃圾再生骨料性能研究與應用進展[J].水泥工程，2023（5）：70-74.

[5] 魏紅俊，王鑫焱，岳公冰.低水泥再生骨料透水磚制備及性能研究[J].低溫建筑技術，2023，45（4）：34-37.

[6] 陳華.淺析建筑垃圾再生成材料的研究與應用現狀[J].城市道橋與防洪，2023（4）：232-233+245+26.