废旧材料在混凝土搅拌中的再利用

期刊: 前沿科学 DOI: PDF下载

莫铁柱

河北省唐山市开平区开平镇 河北省唐山市 063000

摘要

废旧材料在混凝土搅拌中的再利用是一种环保且经济高效的资源化利用方式。通过先进的处理技术和科学的配合比设计,废旧混凝土、砖块、石材等建筑废弃物可以转化为再生骨料,进而配置成再生混凝土。这种再利用不仅减少了建筑垃圾对环境的污染,还节约了天然骨料资源,降低了生产成本,促进了建筑行业的可持续发展。本文综述了废旧材料在混凝土搅拌中的再利用效果,强调了其在促进绿色建材发展、实现循环经济目标方面的重要作用。


关键词

废旧材料;混凝土搅拌;再利用

正文


随着城市化进程的加快和建筑业的蓬勃发展,大量建筑物在建设和拆除过程中产生了大量的废旧材料,其中废旧混凝土占据了相当大的比例。据统计,建筑废弃物已成为工业固体废弃物的主要来源之一,而废旧混凝土则是建筑废弃物中的主要成分。传统角度分析,这些废旧材料往往被简单地填埋或堆放,不仅占用了宝贵的土地资源,还可能对土壤、水源和空气造成污染,给环境带来沉重负担。废旧材料的再利用逐渐成为建筑行业的关注焦点。废旧混凝土等建筑废弃物经过破碎、筛分、清洗等处理工艺后,可以制备成再生骨料,进而用于配置再生混凝土。

一、废旧材料的处理工艺

(一)破碎与筛分技术

破碎与筛分是废旧材料处理的首要步骤,旨在将大块废旧材料转化为适合再利用的小颗粒。破碎设备根据材料硬度和产量需求可选用颚式破碎机、反击式破碎机或圆锥破碎机等,通过逐级破碎将废旧材料破碎至指定粒径。筛分则利用振动筛或滚筒筛等设备,将破碎后的物料按粒径大小进行分类,以满足不同再利用场景的需求。在破碎与筛分过程中,需严格控制破碎比和筛分效率,确保再生骨料的品质。

(二)清洗与除杂工艺

清洗与除杂是去除废旧材料表面附着物、泥土、油污及杂质的必要环节。清洗通常采用高压水枪冲洗或浸泡清洗的方式,有效去除附着在废旧材料表面的污染物。除杂则通过磁选、风选等手段,去除废旧材料中的金属、塑料等不可再利用的杂质。清洗与除杂工艺对于提升再生骨料的洁净度和质量至关重要,有助于后续加工和再利用过程中的性能稳定。

(三)干燥处理流程

干燥处理是废旧材料处理中的重要一环,旨在去除物料中的水分,提高其干燥度和稳定性。干燥处理可采用自然晾晒、热风烘干或真空干燥等方式。自然晾晒虽成本低廉,但受天气条件限制较大;热风烘干则能快速有效地去除水分,但能耗较高;真空干燥则能在低温下快速去除水分,保持物料的原有性能。干燥处理流程需根据物料特性和再利用需求进行合理选择,确保再生骨料的干燥度和适用性。

(四)改性技术

改性技术是提高再生骨料性能、拓展其应用领域的有效手段。改性方法多种多样,包括物理改性、化学改性和生物改性等。物理改性如热处理、蒸汽养护等可改善再生骨料的强度和耐久性;化学改性则通过添加外加剂(如硅灰、矿渣粉等)或进行化学反应,提高再生骨料的性能指标;生物改性则利用微生物作用改善再生骨料的表面性质和微观结构。改性技术的选择需根据再生骨料的性能缺陷和应用需求进行针对性设计。

二、再生骨料在混凝土中的应用

(一)配比设计

在混凝土中掺入再生骨料时,合理的配比设计是确保混凝土性能的关键。配比设计需综合考虑再生骨料的物理性质(如粒径、吸水率、强度等)、化学成分及其对混凝土性能的影响,以及具体工程对混凝土性能的要求。一般来说,再生骨料的替代率(即再生骨料占混凝土总骨料量的比例)会直接影响混凝土的力学性能、工作性能和耐久性。因此,在确定替代率时,需进行充分的试验和理论分析,以确保混凝土的性能满足设计要求。

配比设计中还需注意水泥用量、水灰比、外加剂种类及掺量等参数的调整。适当提高水泥用量或降低水灰比,可以改善再生骨料混凝土的工作性能和强度;而合理选用外加剂,如减水剂、增强剂等,则能进一步提高混凝土的性能。此外,针对再生骨料吸水性强的特点,可通过预湿处理或调整拌和用水量等方式,减少其对混凝土性能的不利影响。

(二)性能评估

再生骨料混凝土的性能评估是确保其在实际工程中安全、可靠应用的重要环节。性能评估主要包括力学性能、耐久性和工作性能三个方面。

力学性能评估主要包括抗压强度、抗拉强度、抗折强度等指标的测试。通过对比再生骨料混凝土与普通混凝土的力学性能,可以评估再生骨料对混凝土强度的影响。

耐久性评估则关注再生骨料混凝土在长期使用过程中抵抗环境侵蚀和破坏的能力,如抗渗性、抗冻融性、抗碳化性等。通过模拟实际使用环境条件下的试验,可以评估再生骨料混凝土的耐久性是否满足工程要求。

工作性能评估则包括混凝土的流动性、可塑性、凝结时间等指标的测试。良好的工作性能有助于混凝土的施工和成型,确保工程质量和进度。

三、再生混凝土工程应用事例

(一)道路建设

在道路建设领域,再生混凝土凭借其良好的力学性能和经济效益,逐渐成为替代传统混凝土的新选择。例如,某城市在市政道路修复与扩建项目中,大量采用再生混凝土铺设路面。该项目通过对废旧混凝土进行破碎、筛分、清洗等处理,制备出符合要求的再生骨料,并与适量水泥、水及外加剂混合搅拌,制成再生混凝土。实际应用表明,再生混凝土路面在抗压强度、耐磨性、抗滑性等方面均能满足道路使用要求,且成本较传统混凝土路面降低约10%—15%。此外,再生混凝土路面还具有良好的渗水性和透气性,有助于改善城市生态环境。

(二)建筑结构

在建筑结构领域,再生混凝土的应用也逐渐增多。一些低层或多层建筑的墙体、楼板等非承重结构开始尝试使用再生混凝土。例如,某绿色建筑示范项目中,设计师巧妙地将再生混凝土应用于部分墙体和楼板的构造中。通过优化设计配比和施工工艺,再生混凝土在保持足够强度的同时,还展现出良好的保温隔热性能,有助于提升建筑的能效水平。此外,再生混凝土的使用还显著降低了该项目的碳排放量,体现了绿色建筑的设计理念。

(三)其他领域

除了道路建设和建筑结构外,再生混凝土还在其他众多领域展现出广阔的应用前景。例如,在园林景观工程中,再生混凝土常被用于制作步道、座椅、花坛等景观设施,既美观又环保。在预制构件生产中,再生混凝土也占据了一席之地,如预制墙板、梁板等构件的生产均可采用再生混凝土作为原材料。此外,随着技术的不断进步,再生混凝土在海洋工程、水利工程等特殊领域的应用也在逐步探索中。

总之,随着科技的不断进步和环保政策的持续推动,再生混凝土在工程领域的应用前景将更加广阔。未来,再生混凝土的性能将进一步提升和完善,以满足更高要求的工程需求。同时,随着人们对绿色建材认知度的提高和环保意识的增强,再生混凝土的市场需求也将不断增长。此外,政府和企业还将加大对再生混凝土技术研发和应用的支持力度,推动再生混凝土产业向规模化、标准化和产业化方向发展。相信在不久的将来,再生混凝土将成为推动建筑行业绿色转型和可持续发展的重要力量。

参考文献:

[1] 马建,孙守增,芮海田,等. 中国筑路机械学术研究综述·2018 [J]. 中国公路学报, 2018, 31 (06): 1-164.

[2] 文博. 土木工程混凝土施工技术应用 [J]. 山西建筑, 2018, 44 (02): 96-97

 


...


阅读全文