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新疆生态环保产业协会
大力发展建筑废渣再生建材是时代的呼唤
2018-08-15 / :82
一、建筑废渣已经成为重要资源
(一)我国既有建筑数量巨大建筑废物排放持久
我国城市和农村既有建筑约1000亿平米(房屋建筑约800亿平米、道路建筑约200亿平米),折重量约1000亿吨。建筑是有寿命的。我国既有建筑按照100年使用寿命计,年产生10亿吨建筑废物;按照50年使用寿命,年产生20亿吨建筑废物。因此城市永远处在“建设——拆除——建设”循环往复之中。
根据欧洲常年人均产生建筑废物0.8-1吨/人/年推算,我国常年人均产生建筑废物1-1.5吨/人/年。我国到2030年之前还将要产生150-200亿吨建筑废物,其中废旧混凝土、废旧粘土烧结砖、废旧陶瓷、废旧玻璃等建筑废渣废旧硅酸盐材料约占95%,金属物约占1%,其他废木头、废塑料、废织物、贴墙布、贴墙纸等轻质混杂物约占4%。
(二)各种建筑废渣适宜作为轻质建材原料使用
建筑废渣具有空隙率高、质量轻等特点,且经过了几十年的热胀冷缩和干湿变化,材料稳定性较好,特别适宜作为轻质建材制品原料。废旧混凝土再生砂粉,实现砂石与水泥石的分离和分类再生,此时的再生砂就是机制砂,此时的再生粉就是再生水泥,适宜拌制砂浆;废旧粘土烧结砖再生砂就是“淘砂”、再生粉体就是火山灰质辅助胶凝材料,都是轻质建材优质原料;其他废旧工业灰渣制品粉煤灰砖块、炉渣砖块、加气混凝土砖块、石粉砖块等等,制成再生砂粉可以生产各种非承重轻质混凝土制品。因此,再生砂粉属于新型再生建筑材料,可以广泛用于各种建筑砂浆和轻质混凝土及其板块砖制品的生产。
《重要资源循环利用工程实施方案》(发改环资【2014】3052号)已经把建筑废物列为重要资源,并把“建筑废物资源化再生关键装备、新型再生建筑材料应用技术工艺”列为关键技术。国家发改委、工信部、住建部、商务部、科技部、环保部、财政部等十三部委联合发布的《循环发展引领行动》(发改环资【2017】751号)更是明确要求“ 建立再生产品和再生原料推广使用制度”,“推进大宗固体废物替代建材原料,限制同类天然建材原料开采”,“ 推广建筑垃圾再生产品,在政府投资的公共建筑或道路中,支持使用一定比例的建筑垃圾再生产品”。
二、水泥砂石价格高涨,再生砂粉基绿色建材发展正当时
(一)大力开发再生砂粉砂浆,促进绿色砂浆产业发展
目前我国建筑废渣再生粗集料在预拌混凝土中应用困难重重,这是因为预拌混凝土正在朝着高标号混凝土方向发展,砂石粗细骨料正在朝着精品石子、精品砂方向发展,显然建渣再生粗集料不符合这一发展方向要求。
研究和实践表明,再生砂粉在建筑砂浆中应用大有发展前途。陈家陇教授对再生砂浆的发展给予了充分肯定,其在《对我国建筑垃圾资源化利用技术的认识和希望》一文中指出“再生砂浆技术,对骨料没有限制,用再生砂适量替代天然砂可以改善骨料的级配,再生细粉可以起到填充作用,高的吸水能力利于水泥的水化和强度的持续发展,较多孔隙不仅降低砂浆自重,对砂浆的保温隔热能力有所提高,稠而不粘的特性易于施工,又不存在安全顾虑,因此,再生砂浆近几年发展较快,易于接受与推广”。
我国年产23亿吨水泥。根据水泥产量至少15%转化为建筑砂浆的比率测算,我国约有3.5亿吨水泥用于砂浆生产;根据建筑砂浆水泥与细集料比例1∶4测算,我国至少年消耗13亿吨建筑砂浆。目前我国预拌砂浆(包括湿砂浆和干砂浆)总产量不足1亿吨,所以预拌砂浆产业发展空间巨大。研究发现,建筑废渣在粗处置阶段(即生产粗集料加工阶段),很难实现清洁生产,再生粗集料轻质混杂物含量波动大,建筑废渣细处置阶段(即生产砂粉深加工阶段),既有利清洁生产、又提高附加值。大力发展再生砂粉砂浆,将全面提升我国建筑废渣再生利用水平,又大幅度提升我国建筑砂浆绿色生产水平和绿色施工水平。
1、大幅度提升预拌砂浆绿色原料生产水平
混凝土搅拌站技改协同实施再生砂粉砂浆,所使用的建筑废渣再生砂粉联合粉磨装置,为全封闭立体钢结构半移动装置(固定在钢板上拆装方便),占地100平米,总高度15-20米,设备布置地上一半地下一半,负压生产(粉尘向里吸),可干法生产也可湿法生产(湿磨),基本可以做到无粉尘噪音污染。再生砂粉联合粉磨装置是全粒径再生,再生砂粉从毫米材料到微米材料全覆盖。即建筑砂浆所需要的何种粒径砂、粉,联合粉磨装置都能生产出来。
大力发展机制砂和实现“废旧砂灰粉的活化”已经上升为国家战略。实质上建筑废渣再生砂就是机制砂,再生粉就是火山灰质胶凝材料。建筑废渣深加工生产再生砂粉,混杂的建渣在粉磨过程中,强度高的砂石成为研磨介质,磋磨强度低的粘土烧结砖、粉煤灰砖等,促使“熟料”率先成为粉体,实现了砂石与水泥石的“生熟”分类再生。
2、大幅度提高预拌砂浆普及发展水平
地坪砂浆和抹灰砂浆属于大宗建筑砂浆,约占建筑砂浆总需求量的70%。长期以来,由于我国工业预拌砂浆不够普及,现场人工拌制的建筑砂浆离析现象严重,机械喷涂砂浆上墙后产生“飞溅”现象,且砂浆迅速脱水不利于砂浆抹平,致使砂浆工业化施工(即泵送砂浆和机喷砂浆)并不普及。从成都震强砂浆公司使用都江堰地震建渣再生砂粉反馈看,再生砂粉砂浆中的砖粉保水性好、粘度适宜,在砂浆施工过程中再生砂粉不断的释放水,有利于机械喷涂和抹平施工,大受砂浆生产企业和施工队的欢迎。
再生砂粉砂浆还具有功能砂浆优势:再生砂粉砂浆由于再生砂空隙率高,其呼吸性能、透气性能优于天然砂砂浆,适宜用于内墙抹灰;再生砂粉砂浆再生砂空隙率高,其保温性能优于天然砂砂浆,适宜用于地坪抹灰。应当充分发挥再生砂粉优势,丰富预拌砂浆品种,推动预拌砂浆技术进步。
(二)大力开发再生砂粉基轻质混凝土,促进绿色混凝土产业发展
建渣再生砂粉基绿色混凝土,就是以再生砂粉作为基本材料(掺兑率70%或以上)而生产的无粗骨料轻质混凝土。建筑废渣再生砂粉基绿色混凝土密度小于1900kg/m³属于法定的轻集料混凝土,用于房屋工程墙体材料和道路工程路基材料,大约降低房屋建筑和道路建筑荷载20%,具有重大节能、节材意义。
1、再生砂粉混凝土适宜作为填充墙体材料使用
房屋建筑的梁、柱、楼板等结构承重型混凝土不适宜使用再生砂粉基绿色混凝土外,其他分户、分室和厨房卫生间隔断墙体材料都适宜使用再生砂粉基绿色混凝土。无粗骨料的再生砂粉基绿色混凝土就是“超级自密实混凝土”和“液态混凝土”,特别适宜浇筑管线密布的分室、分户墙体,大量减少管线铺设凿墙产生建筑垃圾。研究和实践表明,再生砂粉已经经过几十年的热胀冷缩和干湿变化,其收缩值较低,制成强度等级5-7.5MPa、密度等级1000-1400级(kg/m³)的再生砂粉混凝土,特别适宜作为房屋建筑分户、分室墙体填充混凝土使用,其隔声量、吊挂力、收缩值相对应,且恰如其分。
2、再生砂粉混凝土适宜作为路基稳定材料使用
道路工程路基稳定材料就是沥青混凝土下部的路基材料,标准强度要求3.5-5MPa,再生砂粉混凝土很容易做到,而且节约水泥。最近泡沫混凝土道路应用大放异彩(降低道路荷载避免路基下沉产生“搓板路”),给再生砂粉路基稳定混凝土应用技术创新以重要启示:再生砂粉路基稳定混凝土重量轻于传统水泥稳定碎石,有利于降低道路荷载,具有巨大的发展潜力;且无粗骨料的再生砂粉混凝土属于“超级自流平混凝土”,用于城市车行道和人行道的路基铺设,具有绿色施工特点,无需碾压,无粉尘噪音污染(这一点在打赢蓝天保卫战特别重要)。同继锋,马眷荣编著的《绿色建材》指出“建筑垃圾主要由碎混凝土、碎砖瓦、碎砂石等无机物构成。其化学成分硅酸盐、氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫化物和硫酸盐等,性能优于粘土、粉性土、甚至优于砂土和石灰土,具有较好的硬度、强度、耐磨性、韧性、抗冻性、水稳定性、化学稳定性,且遇水不收缩,冻胀危害小,是公路工程难得的水稳定性好的建筑材料”。
发泡型和非发泡型再生砂粉基绿色混凝土,还可以广泛用于城市地下管廊建设等地下工程填充混凝土使用,以及城市立体绿化预制混凝土保湿砌块、保湿墙板等使用等等。我国泡沫混凝土奠基人之一陈忠平教授认为,随着我国节能、节材、节水、节地四节建筑发展以及绿色矿山发展,泡沫混凝土的需求量将超过结构混凝土。
(三)大力发展再生砂粉混凝土板块砖联合生产,促进绿色墙材技术进步
深圳绿发鹏程公司再生砂粉混凝土板块砖制品全线飘红、全部供不应求,表明市场已经全面接受建筑废渣再生建材制品,建筑废渣再生建材大有发展前途。从深圳绿发公司实施再生砂粉混凝土板块砖联合生产成功经验看,再生砂粉混凝土板块砖联合生产将成为大中城市建筑废渣再生建材重要发展方向,有如下优点:
丰富了再生建材品种
建筑废渣再生建材工厂生产的各种再生材料,有的再生材料适宜生产墙板,有的再生材料适宜生产砌块;有的再生材料适宜生产压制产品,有的再生材料适宜生产浇注成型产品等等,再生砂粉混凝土板块砖联合生产,充分发挥了不同建筑废渣材性作用,生产出性能不同的建材制品。
符合预制化发展方向
目前,我国正在大力发展装配式建筑。再生砂粉混凝土板块砖联合生产,适应了装配式建筑对建筑板材的需要;第二,再生砂粉预制化有利于环保,研究表明,再生砂粉混凝土制品具有后期强度高等特点,即再生砂粉混凝土板块砖存放不会变质。通常建筑市场对建材需求是有一定波动的。存放再生建材制品要比存放建筑垃圾安全,实现建渣制品化,既有利于调节市场需求,又避免存放建筑垃圾污染环境的风险。
实现了建渣高附加值利用
再生砂粉混凝土板块砖实现了再生砂和再生粉双掺和大掺量,原料构成就是水泥+再生砂粉,无需添加其他材料。再生砂粉条板密度900-1200kg/m³,市场销售价格1200元立方;最大众化、最便宜的1200级kg/m³再生砂粉混凝土空心砖,市场售价也要250元立方;再生砂粉混凝土透水砖市场售价500-600元立方,综合分析,平均1吨建渣生产1立方建材制品,可以创利100元。
三、大力发展“第二建材”是时代的呼唤
冷发光等在《国内外建筑垃圾资源化现状及发展趋势》一文中强调“大力推行建筑垃圾资源化是可持续发展战略的必然要求和主流趋势,是解决建筑垃圾问题最为有效可行的途径”。同继锋、马眷荣编著的《绿色建材》明确指出“混凝土及其制品绿色化已经势在必行”。
鉴于我国年产生10余亿吨建筑废渣;我国实行建筑垃圾集中处置分级利用制度;我国倡导大掺量使用建筑废渣,因此建筑废渣将要发展成为建筑材料的“第二资源”;鉴于再生砂粉基绿色混凝土属于轻质混凝土,除掉建筑的梁、柱、楼板等承重型结构混凝土外,其他各种板块砖、砂浆、轻质功能混凝土等等都可以使用再生砂粉作为基本原料生产,再生砂粉基绿色混凝土将成为承重型结构混凝土的重要补充,因此再生砂粉基绿色混凝土将要发展成为“第二混凝土”和第二建材”。大力发展再生砂粉砂浆、再生砂粉轻质混凝土、再生砂粉混凝土板块砖制品等再生砂粉基绿色混凝土及其制品,将有力地促进我国建材行业供给侧结构性改革和促进建材行业绿色发展。