行业三 · 建筑垃圾处置
一、产业背景
我国建筑产业正处于快速发展时期,但建筑垃圾资源化推进严重滞后,目前资源化利用率不足5%,远远低于欧盟(90%)、日本(97%)和韩国(97%)等发达国家和地区。建筑垃圾资源化利用事关城市生态环境的协调发展,建筑垃圾的综合利用已刻不容缓。
据不完全统计,我国现存建筑垃圾达到35亿吨,并且每年新增建筑垃圾15亿吨,在未来5-8年内,仍保持逐渐递增的趋势。每新建1万平米建筑,产生建筑垃圾500-600吨;每拆除1万平米旧楼,产生建筑垃圾7000-12000吨;规模惊人的建筑垃圾,使大家在享受文明的同时,也在遭受着“垃圾围城”的困扰。
建筑垃圾多指旧城改造过程中产生的一些废旧砖块、混凝土、砂浆、渣土等,虽然名义上它们是垃圾,但实则上若加以很好地处理,它们也将变成建筑业可持续性发展的重要资源。建筑垃圾资源化利用,不仅可有效减少或避免上述直接污染、改善市容市貌、降低PM2.5指标,还可减排二氧化硫、二氧化碳等有毒有害气体。在发达国家和地区,建筑垃圾被誉为“城市的矿藏”,其资源化利用成为创造巨大经济价值的产业。
建筑垃圾生产为骨料的转化率可达85%,1吨的建筑垃圾可产生0.85吨的再生骨料,0.01吨废钢。再生骨料的销售价格约为天然砂石材料售价的60%左右,能够有效降低40%以上的建筑成本,在成本上占有很大优势。此外,利用建筑垃圾再生骨料可生产强度为C30(混凝土抗压强度)以下的再生混凝土、再生环保透水砖和砌块、再生干混砂浆,其再生产品不仅能够满足强度要求,而且透水性较好,具有较高的性价比优势。据测算,如我国每年35亿吨建筑垃圾资源化利用率达到90%,可直接创造产值达6,000亿元以上,并带动产值800亿元以上的装备制造业和服务业发展。
二、建筑垃圾处置后利用规划
经破碎筛分处置后的建筑垃圾成品料的使用范围主要为:道路施工、免烧砖、再生骨料以及坑洞回填等方面。
2.1 道路施工
经处置后的物料可以应用于道路施工,主要为以下几方面:
2.1.1基层:又叫水泥稳定碎石层(简称水稳层),是由石子、沙子、水泥混合成的强度等级为C10-C15左右的一层结构。
①水泥稳定碎石底基层组成:
1)水泥:可采用普通硅酸盐水泥。宜选用终凝时间6小时以上,强度等级32.5的水泥。水泥质量应符合国家标准。
2)集料:碎石的粒径不得大于53cm,压碎值应不大于35%。集料的级配范围应符合下表的要求。
层位 | 通过下列筛孔(mm)的质量百分比 | |||||||
37.5 | 31.5 | 19 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 0.6 | 0.075 | |
底基层 | 100 | 93~100 | 75~90 | 50~70 | 29~50 | 15~35 | 6~20 | 0~5 |
3)水:施工用水符合一般饮用水即可,遇有可疑水源时,应进行实验鉴定。
4)混合料组成设计水泥稳定碎石底基层的压实度(按重型击实标准)不小于95%。7天龄浸水无侧限抗压强度为2.5MPa。
5)由无侧限抗压强度2.5MPa来确定水泥用量,且不低于4%。
②水泥稳定碎石基层
1)水泥:可采用普通硅酸盐水泥。宜选用终凝时间6小时以上,强度等级32.5的水泥。水泥质量应符合国家标准。
2)集料:碎石的粒径不得大于37.5cm,压碎值应不大于35%。集料的级配范围应符合下表的要求。
3)水:施工用水符合一般饮用水即可,遇有可疑水源时,应进行实验鉴定。
4)混合料组成设计水泥稳定碎石基层的压实度(按重型击实标准)不小于97%,7天龄浸水无侧限抗压强度为3.5MPa。
5)由无侧限抗压强度3.5MPa来确定水泥用量,且不低于5.0%。
1、路床:位于基层之下,分为上路床、下路床。之前铺设路床用到三合土(石灰、黏土、细沙的混合物),因石灰不易采购,此部分可用除去腐殖土、黑土等易遇水流动性较好的材料外,只要粒径小于30cm一般均可以采用,这部分是建筑垃圾的一个用途。
2、路堤:除去膨胀土、盐碱土等有害物质较多的土类外,均可以采用,这也是建筑垃圾的一个用途。
路床土Z 小强度和压实度要求表
项目分类 | 路面底面以下深度(厘米) | 填料Z 小强度 CBR(%) | 压实度 (重型标准)(%) | 填料Z 大粒径(mm) (mm) | |
填方 路基 | 上路床 | 0~30 | 6 | ≥95 | 100 |
下路床 | 30~80 | 4 | ≥95 | 100 | |
上路堤 | 80~150 | 3 | ≥94 | 150 | |
下路堤 | 150以下 | 2 | ≥92 | 150 | |
零填及路堑路床 | 0~30 | 6 | ≥95 | 100 | |
30~80 | 4 | ≥95 | 100 |
3、垫层:是指铺设于基层和路床之间的过渡层,一般为级配砂砾或级配碎石。垫层主要起隔水、排水、隔温(防冻胀、翻浆)作用,并传递和扩撒由基层传来的荷载应力,保证路基在容许应力范围内工作。
2.2 免烧砖
对于成品粒径小于10mm以下的物料可以用于免烧砖的制备,产品可广泛应用于人行道道路铺设、公园修建等方面。
2.3再生骨料制备
若来料中混凝土构置物较多,可以用于再生骨料的生产,成品可以配置混凝土,强度等级可达到C25以上,能广泛应用于道路修建、非支撑构筑物的修建等场所。
三、生产线设备配置及环保方案
本建筑垃圾处置方案建议选用履带移动建筑垃圾破碎设备,生产线生产环节主机设备配置为MPF1313履带移动反击式破碎机,同时视情况配套MTS1960履带移动水平筛分机。生产线台时以130立方,日工作时间10小时,年生产时间300天生产能力计算,则年生产处置建筑垃圾成品不低于40万方。
破碎筛分作业需配置挖掘机、铲车、洒水车以及雾炮等配套生产设施。采用密闭生产、料堆喷水、雾炮降尘和设备自身喷淋系统组合降尘、抑尘方案。
方案示意图
本配置方案特点:
1、动力系统采用油电两用驱动模式:既可用油,也可用电,转换模式灵活。
2、在无外接电源的情况下,动力系统可采用柴油驱动:
2.1发动机选用国III标准康明斯产品,其优异的可靠性、耐久性和高海拔适应性,具有燃油经济性好、噪音低、易操作、便于维护的优点,满足国内日益严格的非道路用机动设备排放标准。
2.2 发电机选用斯坦福(STAMFORD)品牌,采用永磁发电模式,无碳刷、滑环,漏磁小,效率高。能够满足严苛作业环境中的EMC辐射和抗扰度标准,充分考虑潮湿、扬尘、高海拔等作业环境,具有行业领先的转换效率。
3、MTS1960履带移动三轴椭圆水平振动筛为三层筛网配置:水平筛与圆筛相比有效筛网面积更大,振幅更大,筛净率更高(圆筛的筛净率为75%左右,水平筛可达90%以上),可筛分出四种规格产品。
4、充分考虑环保要求:先进完备的设备密封装置,生产环节在入料、破碎、出料等部位设置喷头,采用物理喷水降尘,现场作业区域辅助高效雾炮进行喷淋抑尘措施。发动机、破碎机噪音达到国家标准,满足环保、作业人员工作环境的要求。
5、全方位的安全保护措施:在电源接入、设备生产运行、维护保养等环节充分考虑实际作业环境,人性化的设备爬梯、误启动连锁、转子检修锁止装置等设计,保证设备运行稳定,巡检检修安全方便。
四、建筑垃圾处置生产案例展示