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摘要:进入21世纪以来我国现代化城市建设进程加快,城市大拆大建,建筑垃圾越堆越多。处理建筑垃圾不仅耗时费力、不经济不节约,同时严重的污染了环境,占用了很多的土地资源。因此配合国家墙体材料改革政策,另辟蹊径,有效的利用建筑垃圾“再生”, 满足“四节一环保”成为当下的新目标、新途径。本文从可利用的建筑垃圾切入,配合描述当前再生轻质内隔墙板的现状,然后论述了几种建筑垃圾再生轻质内隔墙板及其制备方法与流程,最后展望了这种新型材料的未来发展前景及利用价值。
关键词:建筑垃圾 四节一环保 轻质隔墙板
前言:
我国建筑垃圾再生轻质内隔墙板,虽然还没有实现关键设备国产化及设备成套自动化,但是近年相应的产品标准、建筑施工和验收的规范化,使得建筑隔墙板行业呈现出较快的发展速度。
然而和欧美及日本等一些发达国家相比,整个行业的发展并没有实现质的飞跃,而是低档次重复。2020年开始一些国家的再生隔墙板应用已较普遍,如日本,再生隔墙板占总量23%,美国占30%,法国占26%,波兰占 26.7%,东南亚国家约占15%。2011年开始我国的再生隔墙板应用量有上升的趋势,呈现强劲的增长势头,发展空间巨大。
垃圾生成量大、利用率低以及建筑材料资源稀缺是我国建筑业的实际情况,建筑垃圾、矿渣、炉渣等废物再利用的技能及产业链虽然没有形成,但是已经有了一些经验和思路。以下列举几种可用于再生轻质内隔墙版的建筑垃圾:
表1.我国再生轻质内隔墙建筑垃圾使用情况
1.1废旧沥青混凝土材料
沥青不仅用于房屋建筑之中,也大量用于道路的铺设,每年道路拆除产生的废弃沥青达到上百万吨。不论是石油沥青,还是沥青混凝土,长时间在自然环境的影响下逐渐老化,拆除后的废沥青混凝土即使回收使用,相应的处理强度、耐久性和稳定性也会有相应的降低。但是按照恰当的配比将旧料与新料混合使用,形成轻质内隔墙,则可以符合要求的同时降低成本,有助于创造良好的经济效益。
1.2废旧建筑木材
不仅是建筑拆除,在房屋施工搭建的时候也会产生大量废弃木材。这些废弃木材的回收通常没有一个规范统一的路径,大都被当作普通垃圾被拖走焚烧。然而建筑行业对于木材的需求日益提高,如果能够合理的回收利用,用于各类建材之中,不论是对环境还是经济的都有着巨大的效益。因此我国对于废弃木材的回收和利用迫在眉睫。
1.3拆除废旧固废
建筑施工中出现砖块碎裂是不可避免的现象,这会产生大量垃圾废料,为了避免建筑资源浪费,提高材料的利用价值,也可以用来作为生产轻质隔墙板的配置材料。还有一些矿场内,废弃的固体矿石废料,也可以用于制作轻质内隔墙板。
1.4废弃混凝土块
废弃混凝土在建筑垃圾中占比较大,但废弃混凝土的回收利用率相对较高,再利用方式也多样化,比如将混凝土砌块粉碎之后当作粗细骨料代替普通混凝土中的天然骨料制作强度较低的再生混凝土,可用于制成再生材料、用于道路基础设施建设,此外还可用于装修、抹灰等。与普通混凝土相比,再生混凝土的多种材料性能都有了不同程度的提高。
2.1废旧混凝土法轻质内隔墙制备方法与流程
建筑垃圾再生轻质隔墙板是通过机械挤压成型,外型像空心楼板。原材料是各类煤渣、废旧混凝土、粉煤灰等建筑垃圾。这些材料再利用生产为轻质内隔墙板,其节能环保、施工质量容易得到保证,装配简单快速、拆除经济便捷,无论是在理念上,还是在功能上都不同于小型砌块砖墙,是一种可持续发展的新型墙体。
(一)制备方法与流程
制备方法,包括以下步骤;
(1) 废旧骨料、混凝土、陶粒、粉煤灰等建筑垃圾,过筛后与水泥、水按质量百分数加入搅拌机,搅拌10min后,得到料浆;
(2)然后将料浆注入放入压制机械加压成型:
(3)压制完成后进行尺寸加工,然后进行蒸汽养护,然后拆模:
(4)拆模后的墙板进行为期7天的养护,然后检测、编号后入库。
步骤(1)中,搅拌10min。
步骤(1)中,所述搅拌机为通用混凝土搅拌机。
步骤(3)中,蒸汽养护24小时;
步骤(4)中,进行7天以上的自然养护。
步骤(4)中,养护后的检测,编号后入库。所述检测是指检测轻质隔墙板的出厂检验指标。具体的出厂检验指标包括有单位面密度、抗压强度、抗弯承载、燃烧性能等。
沥青、混凝土、 过筛 水泥、水 搅拌机 搅拌均匀 机械加压 7 天的养护
陶粒、粉煤灰
表2,废旧混凝土轻质内隔墙板制备流程
(二)原材料成分组成及质量控制
轻质隔墙板包括质量百分数的废旧骨料15~20%、混凝土7~8%、陶粒8~10%粉煤灰6~8%、添加剂1~3%、水泥25~30%、水16~22%,将原料矿渣、矿粉、陶粒、粉煤灰、水泥分别粉碎过筛备用,将粉碎过筛的各原料和其他原料按质量配比混合搅拌均匀得到目标物。
图1.废旧混凝土轻质内隔墙板配料表
2.2固体废料法轻质内隔墙制备方法与流程
固废轻质隔墙板材料由包括如下质量百分比的原料制成:蛇纹石尾矿25~35%和水泥65~75%;所述固废轻质隔墙板材料的制备方法包括:(1)将蛇纹石尾矿进行破碎,筛分得到蛇纹石尾矿细粉;(2)将所述蛇纹石尾矿细粉与水泥、助剂混合后搅拌,加入聚苯颗粒,得混合料;(3)将所述混合料加入模具,成型后脱模;通过本发明专利技术的方法,不仅可以充分利用固体废弃物蛇纹石尾矿,还能够大幅度提高固体废弃物的附加值,实现了固体废弃物的资源化循环利用,减少了因填埋占用的场地资源。
步骤:1)原材料准备:本项目生产所需要的原料有水泥、粉煤灰、单丝纤维、发泡剂、水等,其中水泥、粉煤灰等粉状原料采用罐装车运输到厂区后堆存。
2)模具准备:将生产模具内板清理干净。按尺寸上好挡板,在模具内板均匀的涂上一层脱模剂,穿好内管。
3)搅拌混合:将水泥、粉煤灰、单丝纤维按照配比加入到搅拌机进行搅拌
4)浇筑:把搅拌好的水泥发泡混凝土注入到已准备好的模具内,用划刀靠模板两边划好,把模具面上用刮板刮平,静置10-15分钟,用压槽器压好槽,静置4-10小时固化。
5)脱膜:根据环境温度和脱膜操作规程,掌握合适的脱膜时间,进行脱模,最后养护即可。
图2、固体废料法轻质内隔墙制备流程图
2020年我国建筑垃圾产生量达20亿吨,预计2025年我国建筑垃圾年产量将突破35亿吨。大量积累的建筑垃圾如得不到妥善处理,将对环境造成二次污染,成为影响城市环境卫生的一大公害,建筑垃圾的处理处置已引起国家和行业的重视。
表3,我国建筑垃圾存量及未来
另外,我国有几百座城市生活垃圾填埋场,填埋场中的垃圾经若干年降解后,基本上达到了稳定化状态,因而称为矿化垃圾。随着城市的发展,几乎每个城市的垃圾产生量都在增加,所需的填埋场面积越来越大,要不断地提供新的填埋场以满足需要是非常困难的,甚至是不可能的。长期埋藏在地下的垃圾经腐熟降解稳定后形成的矿化垃圾可以看作一种资源,垃圾在填埋过程中经过长期的物理、化学及生物作用后,形成的一种稳定化的类土壤物质。矿化垃圾在物理结构和水力传导性能方面与砂土相似,而在有机物和微生物含量方面具有肥沃土壤的特点。将其开采利用不仅回收了资源和能源,可以缓解当今的能源危机,而且腾出的场地可以重新用于填埋垃圾,延长填埋厂使用寿命。
利用城市建筑垃圾复合矿化垃圾制备绿色墙体材料是目前发展较快的一个建筑垃圾处置和资源化利用方案,也可以将建筑垃圾与矿化垃圾作为制作再生轻质内隔墙板的材料。
结语
根据2020年7月住建部、国家发改委等13部门联合下发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,提出:“大力发展建筑工业化为载体,以数字化、智能化升级为动力,创新突破相关核心技术,加大智能建造在工程建设各环节应用,加大再生建筑材料的生产,变废为宝,形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营等全产业链融合一体的智能建造产业体系,提升工程质量安全、效益和品质,有效拉动内需,培育国民经济新的增长点”。所以,建筑材料再生轻质内隔墙板在未来一定要极大的发展空间,望本文可以起到以点带面的功效(本研究由深圳市科学创新委员会研究项目“工程渣土资源化利用关键技术研发与应用”支持(项目编号:专2021N005))。
参考文献
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