冶金工业厂房拆除废料制作混凝土骨料的研究进展

时间：2021-05-15 11:52:12 所属分类：冶金工业 浏览量:

由于我国工业化进程的加快及城市化的飞速扩张，原来位于城市的大量冶金工业企业，由于环保的要求面临着拆除、搬迁和改造，这就产生了大量的工业厂房建筑拆除废料，破坏自然环境。同时城市化进程的飞速发展，又急需大量的建筑混凝土骨料。所以回收老旧工业厂

　　由于我国工业化进程的加快及城市化的飞速扩张，原来位于城市的大量冶金工业企业，由于环保的要求面临着拆除、搬迁和改造，这就产生了大量的工业厂房建筑拆除废料，破坏自然环境。同时城市化进程的飞速发展，又急需大量的建筑混凝土骨料。所以回收老旧工业厂房建筑拆除废料，用于制作混凝土骨料的研究，对于保护自然环境和节约自然资源至关重要。

　　1 世界各国的研究进展及实际应用

　　世界各地每年都产生大量的建筑拆除废料。欧盟产生了 8.2 亿 t 建筑拆除废料[1]，这是欧盟产生的最重和最大的废物料之一( 约占所有废料的 25% ～30% ) 。建筑拆除废料的组成是不均匀的，可能由许多材料组成，包括混凝土、砖块、石膏、木材、玻璃、金属、塑料和挖掘土壤。建筑拆除废料的主要成分是混凝土( 根据来源而异，从 32% 到 75% 不等) 、陶瓷和砖石[2-5]。根据欧洲集料协会的数据，欧盟每年生产 27 亿 t 以上的集料[6]。因此，回收建筑拆除废料和替代天然聚集体对于保护环境和节约自然资源至关重要。《欧盟废物框架》( 2008 /98 / EC) 为迈向资源效率高的欧洲回收社会，提供了一个框架。具体而言，第 11.2 条规定，“各成员国应采取必要措施，争取到 2020 年，在废物清单中不包括第 170504 类自然产生材料的非危险建筑拆除废料，至少有 70% ( 按重量计算) 用于再利用、再循环和其他材料回收( 包括利用废物替代其他材料的回填作业) ”[7]。到目前为止，大多数回收的建筑拆除废料已被用作道路建设、工程填充或填埋工程[8，9]中的基础或次基础材料，而在混凝土工业中，仅有一小部分被用作混凝土骨料[5，10-13]。

　　最近，在结构混凝土中使用再生骨料已被纳入欧洲标准，EN206: 2013A1。“混凝土规格、性能、生产和符合性”[14]只涉及使用粗再生骨料; 它们的使用仅限于较不严重的环境。再生混凝土骨料和再生砌体骨料的物理机械性能，可能影响其在混凝土中的使用[15，16]。用再生混凝土骨料制成的混凝土应进行测试，以确认其力学和耐久性性能，如冻融和抗硫酸盐的预期用途[17，18]。在整个欧洲，5 500 家拥有 8 000 家生产工厂的公司正在生产混凝土预制产品。据欧洲预制混凝土工业联合会估计，该部门在 2015 年创造了 240 亿欧元。欧洲预制混凝土工业联合会估计，大约 25% 的混凝土生产是由混凝土预制产品代表的[11]。用于制造砌块的原材料可以是来自建筑拆除废料的原始骨料、轻质或回收材料。

　　2 目前可再生混凝土骨料各项研究成果

　　Poon 和 Lam( 2008) [19]评价了可再生骨料与水泥比的影响以及可再生骨料组合对块体性能的影响。骨料主要是由来自香港一个建筑拆除废料回收设施的 105 个混凝土碎石来源。所有骨料的最大尺寸 小 于 5 mm; 混凝土砌块生产中 ( 200 mm × 100 mm×60 mm) 分别骨料( 吸水率 = 10.3% ) 代替 25% 、50% 、75% 和 100% 天然碎石; 骨料与水泥的比例为 4; 这些砌块是在实验室用三层制造的。笔者发现，随着骨料与水泥比的增加，铺装砌块的抗压强度降低。在混凝土砌块生产中使用再生骨料代替天然碎石，降低了密度和强度，但增加了砌块的吸水率。用再生骨料对天然碎石进行 0% 、25% 、 50% 、75% 和 100% 的置换，28 天后砌块的抗压强度分别为 79.9 MPa、67.4 MPa、65.8 MPa、63.5 MPa 和 64.8 MPa。

　　Poon 等( 2009) [20]报告了低品位可再生骨料对混凝土砌块性能的影响。低等级的可回收的骨料来自一个建筑废物分类设施，并且它们被较高比例的无混凝土成分所污染( > 10% 土壤、砖、瓷砖等) 。砌块采用粗回收骨料和骨料与水泥的比为 10∶1 制备。细回收骨料代替了 25% 、50% 、75% 、100% 不同水平的碎细砂。结果发现，砌块的机械强度随着低品位回收细骨料含量的增加，机械强度降低( 参考块 和 100% 细回收骨料块的抗压强度分别为 37MPa 和 25MPa) 。砌块的干燥收缩率随着细回收骨料含量的增加而增加。

　　3 结论

　　以上研究表明，可再生骨料可以成功地用于铺路砌块的生产。然而，大多数现有的研究都是基于实验室测试经验，并使用了建筑拆除废料回收设施的可再生骨料。它们主要侧重于混凝土砌块的力学性能和特定耐久性，来自工业规模经验的知识仍然有限。此外，最近只进行了几项研究，涵盖在生产混凝土砌块时使用再生骨料的环境影响。需要更多的研究来更好地评估在工业规模生产混凝土砌块中使用再生骨料的环境影响。

　　参考文献

　　[1] JL Gálvez-Martos，Styles D，Schoenberger H，et al. Construction and demolition waste best management practice in Europe [J]. Resources， Conservation and Recycling， 2018，136: 166-178.

　　[2] Batayneh M，Marie I，Asi I. Use of selected waste materials in concrete mixes[J]. Waste Management，2007，27 ( 12) : 1870-1876.

　　[3] Bianchini G，Marrocchino E，Tassinari R. Recycling of construction and demolition waste materials: A chemicalmineralogical appraisal[J]. Waste Management，2005，25 ( 2) : 149-159.

　　《冶金工业厂房拆除废料制作混凝土骨料的研究进展》来源：《铁合金》，作者：白刚

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